母亲分泌型状态与人乳寡糖影响婴儿肠道耐药组

《Cell Reports Medicine》：Maternal secretor status and human milk oligosaccharides influence the infant gut resistome

　　

婴儿肠道耐药组在生命早期建立，并受围产期暴露塑造，但其调控机制尚不清楚。研究人员结合MAMI队列中57名1月龄婴儿粪便样本与50名母亲配对乳汁样本的鸟枪法宏基因组学，探究母亲分泌型状态对生命早期耐药组发育的影响。在6月龄、12月龄的纵向随访及独立Lifelines NEXT（LLNEXT）队列中的进一步验证支持上述发现。剖宫产（C-section）与抗生素耐药基因（ARG）多样性增加相关，而纯母乳喂养降低了ARG丰度与多样性。母亲分泌型状态进一步修饰纯母乳喂养婴儿的耐药组组成。人乳寡糖谱鉴定出驱动这些关联的特异性聚糖，其中2′-岩藻糖基乳糖（2′FL）和6′-唾液酸乳糖（6′SL）与不同ARG类别呈负相关。这些发现确定人乳组成为生命早期耐药组组装的关键决定因素，以及调控抗菌药耐药性的潜在靶点。

研究背景与立项依据

抗生素耐药性是全球公共卫生重大挑战，生命早期耐药组（resistome，即某一生境内全部抗生素耐药基因 ARG 的集合）的获得尤其令人关注，因其可能在后续生命中形成长期贮存库。分娩方式（阴道产 vs 剖宫产）与抗生素暴露已被证实塑造初始微生物组与耐药组，剖宫产婴儿以皮肤和环境菌为主，ARG 丰度更高；阴道产婴儿以双歧杆菌（Bifidobacterium）和拟杆菌（Bacteroides）等共生菌为主，ARG 负荷较低。纯母乳喂养促进有益菌定植，但对其如何具体调控耐药组知之有限。人乳除营养组分外富含生物活性物质，尤其是人乳寡糖（HMO），其组成受母亲 FUT2 基因决定的分泌型（secretor）/非分泌型（non-secretor）状态显著影响。研究人员假设纯母乳喂养不仅促进双歧杆菌生长，也通过 HMO 生态选择间接降低 ARG 获得与丰度，故以 MAMI 队列为主、LLNEXT 队列验证，系统解析分泌型状态—HMO—分娩方式—喂养方式对婴儿肠道耐药组的联合作用。论文发表于《Cell Reports Medicine》。

主要技术方法概览

研究人员对 MAMI 队列 57 名 1 月龄婴儿粪便及 50 名母亲 1 月 postpartum 乳汁行鸟枪法宏基因组测序，对其中 40 份乳汁行 HMO 糖组学定量（HPLC-酰胺柱荧光检测）；以 MetaPhlAn4 定物种、assembly-free 比对 ResFinder 数据库算 ARG 的 CPM（counts per million reads，并以细菌分配读段比校正），assembly-based（SPAdes+TORMES）将 ARG 归源至携带菌属；分泌型状态由乳汁 2′FL 浓度结合 FUT2 基因分型判定；统计采用 envfit、PERMANOVA、MaAsLin2、CART、k-means 聚类和 GLM。独立验证使用荷兰 LLNEXT 队列 199 名纯母乳喂养 1 月龄婴儿宏基因组与 HMO 数据。

研究结果

C-section birth and lack of breastfeeding shape the early resistome of 1-month-old infants

研究人员在 57 名 1 月龄婴儿粪便中检出 208 种 ARG，覆盖 16 类抗生素，以四环素类、β-内酰胺类最丰。envfit 显示纯母乳喂养解释耐药组方差最大（R2=0.1474, p=0.001），其次为养宠、分娩方式、同胞。纯母乳喂养婴儿 ARG 丰度与多样性更低，耐药组组成与非纯母乳显著分离（PERMANOVA p=0.01）；剖宫产婴儿 ARG 多样性更高，阴道产非纯母乳者 ARG 水平高于阴道产纯母乳者（p=0.025）。ARG 主要载于厚壁菌门（Bacillota）金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、假单胞菌门（Pseudomonadota）肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae）和大肠埃希菌（Escherichia coli），双歧杆菌属亦携少量 ARG。

Human milk bioactive composition depends on maternal secretor status

乳汁宏基因组显示链球菌属（Streptococcus）与葡萄球菌属（Staphylococcus）为主，ARG 以大环内酯类、β-内酰胺类较丰。分泌型母亲乳汁总 HMO 中位数 12.19 mg/mL，非分泌型 8.24 mg/mL（p<0.0001），2′FL、6′SL、二岩藻糖基乳糖（DFLac）、LNFP I 等在分泌型更高，3FL、LNT、LNFP II 在非分泌型更高。分泌型乳汁 β-内酰胺与假单胞菌酸 ARG 更低（p=0.009、0.03），非分泌型 ARG 多样性与负荷偏高。婴儿肠道与乳汁耐药组共享 amphenicol、FPA、喹诺酮类 ARG，但整体组成不同，提示 HMO 而非直接菌传递为主要调控途径。

Maternal secretor status influences the impact of cesarean delivery on the resistome of breastfed infants

在纯母乳喂养亚组中，MAMI 队列显示分泌型母亲婴儿受分娩方式影响不显著（PERMANOVA p=0.0113 为分层前整体效应，分泌型内 p>0.05），非分泌型母亲婴儿阴道产者 ARG 谱系更宽（p<0.01）。LLNEXT 验证队列中分娩方式及“分娩×分泌型”交互均显著，分泌型内剖宫产富集氨基糖苷/β-内酰胺/大环内酯 ARG，阴道产富集四环素；非分泌型呈类依赖的不稳定模式。CART 模型跨队列一致显示分泌型婴儿模式更稳定。纵向至 6 月龄分娩方式仍影响耐药组，12 月龄各组成趋同。微生物载源分析示分泌型母乳婴儿双歧杆菌（尤 B. bifidum）更丰，非分泌型以肺炎克雷伯菌、大肠埃希菌、唾液链球菌（Streptococcus salivarius）偏高。

Specific HMOs in human milk are associated with ARG abundance

Spearman 与相关分析示 HMO 总量与多类 ARG 负关。k-means 分簇得“高 HMO 簇”总 ARG 显著低于“低 HMO 簇”（p=0.039），且高 HMO 簇多为分泌型母亲样本。GLM 表明 2′FL 与四环素类、林可酰胺类 ARG 负关，6′SL 与 DFLNT 与林可酰胺负关；3FL 与林可酰胺正关，LNT 与磷霉素正关，DFLNT 与氨基糖苷/四环素正关。即特定分泌型相关 HMO（2′FL、6′SL）具较低耐药组负荷特征，但个别 HMO 也可正关特定 ARG 类，关系具生态背景依赖性。

讨论与结论翻译

研究人员讨论指出，本研究首次报道母乳喂养、特定 HMO 与婴儿耐药组变异的关联，并显式将分泌型状态纳入框架。HMO 通过选择性促进双歧杆菌等有益菌、生态位置换机会致病菌，间接压低 ARG 携带菌丰度，构成宿主遗传（FUT2）→乳汁聚糖景观→肠道微生物组装→耐药组组成的级联。分泌型乳汁可缓冲剖宫产带来的耐药组偏移，非分泌型则使分娩方式效应暴露。筛查母亲 FUT2 状态或 HMO 谱可识别高危（如剖宫产）婴儿，靶向补充 2′FL 等 HMO 或成干预方向。局限性为观察性设计、MAMI 样本量小、CPM 相对定量、因果未立。

结论节译：母亲分泌型状态通过人乳 HMO 组成塑造生命早期婴儿肠道耐药组；纯母乳喂养降低 ARG 丰度与多样性；剖宫产提升 ARG 多样性；2′FL 与 6′SL 等分泌型相关 HMO 与较低 ARG 负荷相关；人乳成分是早期耐药组组装的关键决定因素与抗微生物耐药调控的潜在靶点。