母乳喂养与早期双歧杆菌驱动的微生物定植塑造婴儿肠道耐药组

【字体: 时间:2025年07月03日 来源:Nature Communications 14.7

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  本研究针对婴儿肠道耐药组(ARGs)早期形成机制展开深入探索,揭示了母乳喂养和双歧杆菌(Bifidobacterium)在调控抗生素耐药基因负荷中的关键作用。通过66对母婴纵向队列的265份肠道宏基因组分析,首次证实母乳喂养能有效抵消剖宫产(C-section)对耐药组的不良影响,而双歧杆菌丰度>70%的婴儿群体耐药基因负荷降低42.25%。该研究为通过自然干预手段遏制婴幼儿抗生素耐药性传播提供了重要理论依据,发表于《Nature Communications》。

  

抗生素耐药性已成为全球公共卫生的重大威胁,而生命早期肠道耐药组(antibiotic resistome)的形成机制尚不明确。既往研究表明,剖宫产分娩、抗生素暴露等围产期因素会干扰婴儿正常微生物发育,但如何通过可干预手段调控这一过程仍是悬而未决的科学问题。西班牙科学研究院(CSIC)Maria Carmen Collado团队联合7国科研机构,在《Nature Communications》发表的重要研究,首次系统揭示了母乳喂养与双歧杆菌(Bifidobacterium)协同塑造婴儿肠道耐药组的动态规律。

研究团队采用多组学整合分析策略,对66对母婴的265份粪便样本进行纵向宏基因组测序(平均深度5Gb/样本),结合ResFinder数据库的耐药基因注释和geNomad质粒预测技术。通过随机森林(RF)机器学习模型和广义线性模型(GLM)等多元统计方法,解析了从出生到12月龄的耐药组演化轨迹。

Dynamics of the gut resistome during the first year of life
研究发现婴儿肠道携带208种耐药基因(ARGs),显著多于母亲的134种。tet(S/M)四环素耐药基因检出率达93.4%,msrD和mefA大环内酯耐药基因超过95%。耐药负荷(CPM)在7日龄达峰值后显著下降,6月龄时已低于母亲水平(p<0.025)。年龄预测模型显示tet(40)和blaZ等10个ARGs最具时间特征性。

Influence of the microbiome on the resistome acquisition
微生物宿主分析揭示:葡萄球菌(Staphylococcus)携带35.48%的β-内酰胺酶基因,肺炎克雷伯菌(Klebsiella)携带95.08%的喹诺酮耐药基因。质粒介导的耐药基因转移主要涉及大肠杆菌(Escherichia)的aph(3")-Ib和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的blaZ。

High Bifidobacterium abundance is associated with a lower resistome load
通过k-means聚类将婴儿分为高双歧杆菌(>70%)和低双歧杆菌(<30%)群体。前者ARGs负荷降低65.96%(p<0.001),其中长双歧杆菌(B. longum)和短双歧杆菌(B. breve)丰度与耐药负相关。随机森林模型证实erm(B)和tet(S)等7个ARGs可82.35%准确预测双歧杆菌集群。

Association of the resistome with perinatal factors
剖宫产婴儿7日龄ARGs负荷显著高于顺产(p<0.01),但纯母乳喂养1个月可消除这种差异。早期断奶(<6月)使β-内酰胺等耐药基因富集3.2倍。多变量分析显示,双歧杆菌丰度与哺乳方式独立影响耐药组(R2=65.24%)。

该研究开创性地证实:母乳喂养通过促进双歧杆菌定植,可抑制葡萄球菌等耐药菌株增殖,使质粒介导的耐药基因转移减少75.32%。这一发现为WHO推荐的6月龄纯母乳喂养提供了科学依据,并提出通过调控"微生物-耐药组"互作网络来遏制早期耐药性传播的新策略。特别值得注意的是,研究首次证明母乳喂养能完全抵消剖宫产相关的耐药风险,这对全球占比21%的剖宫产新生儿群体具有重大临床指导价值。

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