纵向开展、利用营养富集方法进行的宏基因组学研究揭示了可培养的婴儿肠道菌群和母乳菌群的持续存在性及其在不同个体间的共享特征

《npj Biofilms and Microbiomes》：Longitudinal culture-enriched metagenomics reveals persistence and sharing of culturable infant gut and breast milk microbiota

　　

摘要

早期生命中肠道微生物群的重要性以及母乳对人类健康和疾病预防的贡献，已经通过不依赖培养的宏基因组技术得到了广泛研究。然而，可培养的早期肠道微生物群和母乳微生物群的比例及其动态变化仍尚未得到充分探索。在这项研究中，采用了长期培养富集的宏基因组测序方法，来分析婴儿出生后前六个月内其肠道和母乳中可培养微生物群的比例、组成、持续性和共享情况。与不依赖培养的婴儿粪便样本测序相比，使用14种不同的培养基或部分培养基后，能够在物种水平上培养出54%的肠道微生物、在亚种水平上培养出69%的微生物，在菌株水平上培养出82%的微生物，这些菌株占物种水平相对丰度的93%。无论是顺产还是剖腹产的婴儿，所使用的培养基在回收肠道微生物方面的能力没有显著差异。研究发现，剖腹产出生的婴儿中可培养的拟杆菌（Bacteroides）和双歧杆菌（Bifidobacterium）数量减少，而可培养的柠檬酸杆菌（Citrobacter）、克雷伯菌（Klebsiella）和维永氏菌（Veillonella）数量增加。通过对婴儿粪便样本和母乳进行培养富集后，宏基因组组装的基因组质量显著提高，尤其是在母乳样本中。通过整合新组装和现有的肠道微生物基因组数据，发现在顺产和剖腹产的婴儿中，分别有31种和26种可培养菌株在至少两个时间点仍然存在，其中顺产出生的婴儿中这些菌株在门（phylum）水平上的分布更为多样。有20种可培养菌株同时在母乳和婴儿肠道样本中被检测到。总体而言，这些结果首次提供了关于婴儿肠道和母乳中可培养微生物群的组成、持续性和共享情况的证据，对益生菌的研发和婴儿健康具有潜在意义。