生命早期双歧杆菌母婴传播新发现：微生物组学与培养方法揭示婴儿肠道对人乳微生物的显著贡献

这篇研究通过微生物组测序（16S rRNA）和培养方法，首次揭示了母乳喂养期间双歧杆菌（Bifidobacterium）的逆向传播路径：婴儿肠道菌群（尤其是B. breve）通过“乳源逆向迁移”机制反哺母乳微生物组。研究追踪21对母婴（阴道分娩、纯母乳喂养）产后0/7/30天的粪便和母乳样本，发现母乳贡献63.89%-77.61%的婴儿肠道总菌群，而婴儿肠道贡献80.18%-84.30%的母乳双歧杆菌（SourceTracker2分析）。MLST分型证实B. breve单克隆株（ST: BRE-1）在婴儿粪便中更早出现（产后0天），30天才检出于母乳，挑战了传统“肠-乳腺轴”理论，为益生菌来源可靠性提供新见解。

　　

研究背景

生命早期肠道菌群的建立对婴儿健康具有深远影响，其中双歧杆菌（Bifidobacterium）作为优势菌群，通过代谢母乳低聚糖（HMOs）和调节免疫发挥关键作用。传统研究多关注母体到婴儿的单向菌群传递，而母乳与婴儿肠道间的双向交互机制尚不明确。本研究通过整合微生物组学（16S rRNA测序）和培养技术，首次系统揭示了双歧杆菌在母婴间的逆向传播现象。

研究方法

研究纳入21对符合严格标准的母婴（阴道分娩、纯母乳喂养、无抗生素使用），采集产后0天（胎便/初乳）、7天和30天的婴儿粪便及母乳样本。通过：

1. 微生物组分析：V3-V4区16S rRNA测序（Illumina MiSeq），使用QIIME2-DADA2流程生成ASV表，SourceTracker2评估菌群来源贡献。
2. 培养技术：TOS丙酸盐培养基分离双歧杆菌，经16S rRNA测序鉴定物种，MLST（7个管家基因：clpC/fusA/gyrB等）分析菌株同源性。

核心发现

1. 菌群动态与组成差异

• α多样性：母乳菌群丰富度（Chao1指数）显著高于婴儿粪便（P<0.05），但两者Shannon指数随时间趋近，提示喂养过程中的微生物交换。
• 优势菌门：婴儿粪便中变形菌门（Proteobacteria）占比从21.19%（0天）降至13.57%（30天），而双歧杆菌（属水平）从7天起显著上升至19.11%（30天）。母乳则以厚壁菌门（Firmicutes，如链球菌Streptococcus）为主（25.99%）。

2. 菌群双向迁移的量化证据

• 总体贡献：母乳菌群贡献婴儿肠道菌群的63.89%-77.61%，而婴儿肠道仅贡献母乳菌群的46.40%-70.08%。
• 双歧杆菌特异性：婴儿肠道双歧杆菌对母乳的贡献（80.18%-84.30%）显著高于反向（60.64%-67.89%），提示婴儿肠道可能是母乳中双歧杆菌的主要来源。

3. 菌株水平逆向传播的直接证据

从10对母婴中分离的60株双歧杆菌显示：

• B. breve单克隆株（ST: BRE-1）：在1对母婴中，该菌株于婴儿粪便中持续存在（0/7/30天），而母乳仅在30天检出，且基因组高度一致（UPGMA聚类分析）。
• 丰度差异：婴儿肠道双歧杆菌浓度（10⁶-10⁹ CFU/mL）远超母乳（10²-10³ CFU/mL），支持逆向迁移的生物学合理性。

机制探讨

研究提出两种可能路径：

1. 哺乳期逆向流动：婴儿吮吸时，乳汁反流将肠道菌群（经口咽部）带入乳腺导管。红外成像研究曾证实哺乳时存在显著逆向流体运动。
2. 选择性定植：双歧杆菌虽为严格厌氧菌，但其对HMOs的代谢优势可能帮助其在母乳中短暂存活。

研究意义与局限

该发现挑战了“肠-乳腺轴”理论中母体肠道为母乳菌群唯一来源的假说，提示：

• 益生菌开发：从母乳分离的“益生菌”可能实际源自婴儿肠道，需谨慎评估其原始生态位。
• 研究局限：未采集母体阴道/肠道样本及婴儿口腔拭子，且培养法可能低估难培养菌株。未来需结合宏基因组和动物实验验证机制。

结论

母乳喂养是母婴微生物组双向塑造的过程：母乳为婴儿提供基础菌群“种子”，而婴儿肠道则通过逆向迁移富集母乳中的功能性菌群（如双歧杆菌）。这一发现为理解早期菌群互作提供了全新视角。