产后胎次对母体肠道微生物群产后适应性的影响

【字体: 时间:2025年05月22日 来源:Scientific Reports 3.8

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  【编辑推荐】为探究胎次对产后母体肠道微生物群的影响,研究人员对 60 名参与者(34 名产后母亲和 26 名对照)进行宏基因组测序分析,发现产后母亲与对照、初产与经产母亲间微生物多样性和群落结构存在差异,揭示胎次依赖性微生物组编程,为产后母体适应机制提供新见解。

  
怀孕是女性生命中一段特殊的生理时期,母体的身体会经历一系列深刻的变化,其中肠道微生物群也不例外。已有研究表明,孕期肠道微生物群会发生显著改变,但产后尤其是不同胎次情况下的肠道微生物群适应性变化却一直未被充分了解。胎次(即分娩次数)是否会在母体肠道中留下 “微生物记忆”,进而影响产后恢复和母婴健康?这一问题不仅关乎基础科学对母婴生理机制的认知,更可能为产后健康管理和疾病预防提供新方向。在此背景下,哈萨克斯坦纳扎尔巴耶夫大学(National Laboratory Astana, Nazarbayev University)的研究团队开展了一项针对产后母体肠道微生物群的研究,相关成果发表在《Scientific Reports》上。

为了揭示胎次与产后肠道微生物群的关联,研究人员采用病例对照研究设计,从哈萨克斯坦阿斯塔纳市围产期中心招募了 60 名参与者,包括 34 名产后 1 个月的母亲(含初产和经产)和 26 名近三年未生育的对照女性。研究通过宏基因组测序分析微生物组成,结合功能代谢通路分析和统计模型,系统比较了不同胎次母亲与对照组的微生物差异。

研究主要采用了以下技术方法:首先通过无菌采样套件收集粪便样本,保存于 - 20℃或 - 80℃以维持微生物完整性;利用 ZymoBiomics DNA 提取试剂盒结合珠磨法裂解微生物细胞,提取基因组 DNA;通过 Illumina NovaSeq 6000 平台进行高通量测序,获得平均 6 Gb 的原始数据;运用 KneadData 进行数据预处理,去除宿主 DNA 和核糖体 RNA 污染,借助 MetaPhlAn 4 进行物种分类,HUMAnN 3.0 进行功能注释;统计分析则采用 Python 工具包,结合 Alpha 多样性(观测物种数、Pielou 均匀度指数)、Beta 多样性(Bray-Curtis 和 Jaccard 距离)、LEfSe 差异丰度分析和广义线性模型(GLM),筛选与胎次相关的微生物标记物及代谢通路。

研究结果


1. 产后肠道微生物群的多样性与结构变化


Alpha 多样性分析显示,产后母亲组的观测物种数显著高于对照组(p=0.02),但均匀度无差异。进一步比较初产(1 次分娩)与经产(≥2 次分娩)母亲发现,经产母亲的 Pielou 均匀度指数更高(p=0.043),且与分娩次数呈正相关(r=0.4, p=0.037),提示多次分娩可能促进微生物群落均匀性。Beta 多样性分析表明,产后组与对照组的微生物群落结构存在显著差异(ANOSIM r=0.09-0.1, p<0.05;PERMANOVA F=2.22-2.73, p<0.05),尽管存在部分重叠,但分类组成差异可被检测。

2. 产后特异性微生物标记物


通过 LEfSe 分析,产后母亲肠道中富集了多种功能相关菌群:①碳水化合物代谢菌(如粪拟杆菌 Bacteroides stercoris、角双歧杆菌 Bifidobacterium angulatum)和短链脂肪酸(SCFA)产生菌(如西拉真杆菌 Eubacterium siraeum、细梭菌 Clostridium leptum),可能与哺乳期高能量需求相关;②免疫调节菌(如泰氏艾森伯格菌 Eisenbergiella tayi)和肠道屏障支持菌(如 Anaerotruncus rubiinfantis),与产后免疫重建一致;③固氮菌(如布鲁姆阿菲皮亚菌 Afpia broomeae),可能促进氨基酸生物合成以支持组织修复和乳汁蛋白生成。此外,初产母亲特异性富集了 Dysosmobacter welbionis、Candidatus Saccharibacteria 和 Anaerotruncus 等菌种,提示初产可能触发独特的微生物适应模式。

3. 代谢通路的重编程


功能分析显示,产后组有 20 条代谢通路显著差异,其中 14 条在对照组中富集,6 条在产后组富集。产后母亲的糖异生(GLUCONEO-PWY)和糖酵解(GLYCOLYSI)通路下调,反映从孕期胰岛素抵抗向正常糖稳态的转变;氨基酸生物合成通路(如 L - 组氨酸、芳香族氨基酸)上调,与哺乳和组织修复需求一致;丙酮酸发酵生成乙酸和乳酸的通路(PWY-5100)增强,提示厌氧发酵适应产后能量需求。相关性分析表明,梭菌纲(Clostridia)与芳香族氨基酸合成呈正相关(r=0.6, p<0.0001),双歧杆菌(Bifidobacterium)与 L - 丙氨酸合成通路(PWY0-1061)强正相关(r=0.6, p<0.0001),揭示菌群 - 代谢互作网络对产后恢复的调控作用。

4. 胎次依赖性微生物组编程


初产母亲中,Dysosmobacter welbionis、Anaerotruncus 等菌种的丰度与 SCFA 生成能力正相关,可能通过影响母乳成分调节新生儿肠道定植和免疫发育。经产母亲的微生物群落均匀度更高,暗示多次分娩可能诱导更稳定的菌群结构。研究还发现,胎次相关微生物标记物与能量代谢、免疫调节通路密切关联,支持 “微生物记忆 of motherhood” 假说,即首次妊娠可能对母体肠道生态系统产生持久影响。

研究结论与意义


本研究首次系统揭示了胎次对产后母体肠道微生物群的特异性影响,证实初产与经产母亲存在不同的菌群组成和代谢功能模式,提出 “胎次依赖性微生物组编程” 概念。关键发现包括:①产后肠道微生物群经历显著重塑,涉及能量代谢、氨基酸合成和免疫调节通路;②初产母亲富集的 Dysosmobacter welbionis 等菌种可能通过增强 SCFA 生成影响母乳质量,进而干预新生儿发育;③多次分娩与微生物群落均匀度增加相关,提示菌群稳定性的产后适应机制。这些结果不仅拓展了对母婴微生物互作的认知,也为产后代谢疾病(如肥胖、糖尿病)的预防、母乳成分优化及新生儿免疫编程提供了潜在靶点。未来研究可通过纵向追踪和动物模型,进一步验证胎次特异性微生物标记物的长期效应及其与后续妊娠结局的关联,为个性化产后健康管理奠定基础。

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