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编者按

生命前期1000天,是指从孩子出世到三岁之前这算时刻。

研讨证明,这段时刻不只是婴幼儿获取养分和生长发育的时机窗口期,也是人体微生态构成的关键时期。前期肠道内微生物群与免疫系统、内分泌系统等多种发育途径相关,对后期的生长发育有重要影响;而包含宿主遗传、吸烟、饮食、药物医治、昼夜节律、药物运用和压力在内的多种要素,都会在必定程度上影响这一时期微生物的构成。

从另一面来说,这也带来一个时机——假如能在生命前期以微生物为根底供给干涉,那么也或许为促进健康或防备微生物群违背供给时机,从而减轻对后期日子的影响。

近期,Cell子刊《Trends in Microbiology》宣布一篇题为《The Gut Microbiota in the First Decade of Life》的review。不同于大多数研讨偏重3岁以下儿童肠道菌组成及影响,这篇总述将目光放到了学龄前儿童(3-6岁)和小学学龄儿童(6-12岁)身上,全面总结了这一时期的包含细菌、真菌在内的肠道菌群改动,并探讨了环境要素,特别是与饮食有关的微生物群改动,以及饮食干涉法对微生物群的可塑性

关于注重这一范畴的人来说,十分有参阅含义。

因此,知几未来研讨院对这篇文章做了解读和收拾,期望对咱们能有所协助。

研讨称号:The Gut Microbiota in the First Decade of Life

期刊:Trends in Microbiology

宣布时刻:2019年8月

IF:11.974

DOI:10.1016/j.tim.2019.08.001

从出世开端,肠道微生物群就与宿主以及宿主的代谢和神经程序绑定了,三者一起进化、一起展开。在曩昔的十年里,现已积累了有关生命开始3年的婴儿体内微生物群的组成、功用和来源的微生物群的很多信息。

总的来说,从出世到晚年的肠道微生物群的动态改动,能够提醒与超重、肥壮、过敏、哮喘、代谢综合征以及缓慢炎症疾病等疾病的短期或长时刻危险;而肠道微生物群的构成和发育则受宿主和环境要素(如饮食、吸烟、喂食办法、运用抗生素)等要素相互效果调控。

这也意味着,生命前期为调理肠道微生物群,以促进长时刻健康供给了一个共同的时机。

健康学龄前及学龄儿童的肠道菌群特征:某些菌群仍在进化,且儿童间微生物相似度更高

迄今为止,最大和最全面的肠道微生物群发育包含了来自德国、芬兰、瑞典、美国四个国家共903名婴儿0-3岁的的数据。

在这项研讨中,肠道微生物能够依据丰度最高的类别Actinobacteria、Bacteroidetes、Firmicutes、Proteobacteria、Verrucomicrobia以及α-多样性的改动,分为三个阶段:

  1. 展开阶段(3-14个月):这些门和α-多样性逐步改动;

  2. 过渡阶段(15-30个月):只要Bacteroidetes、Proteobacteria和α-多样性持续改动;

  3. 安稳阶段(≥31个月):这些门和α-多样性坚持不变。

其间,双歧杆菌在发育阶段占优势;而安稳阶段的细菌多样性较高,厚壁菌门占优势。

婴儿出世后三年内的微生物群展开:细菌α-多样性和功用复杂性随年纪添加而添加,而 β多样性(即个别间变异)削减

但当咱们将肠道菌群监测延长到3岁今后,并将儿童前期和晚期的受试者与成人进行比较,“菌群老练于3岁”这一已知定论或许就需求更新了。

总的来说,最近三年宣布的长时刻取样纵向研讨标明,肠道微生物群的彻底老练或许不彻底是在3岁内完结,或许需求更长的时刻,特别是某些菌种在学龄儿童中仍在进化

此外,儿童的微生物群相似度也更高,高于成人。

近年来有关学龄前儿童、学龄儿童与成人肠道微生物群的临床研讨的趋同成果

这儿举例一些比较值得咱们注重的研讨:

  • 一项比照美国1-4岁儿童与成年人的肠道微生物群的构成的研讨显现:儿童中Actinobacteria、Bacilli、Clostridium cluster IV (Ruminococcaceae)、Bacteroidetes丰度高于成人。一起,年纪较大的儿童(3-4岁)微生物多样性依然较低,但双歧杆菌的相对丰度高于成年人。这意味着,某些菌种或许在幼儿中现已构成,而另一些则仍在进化。

  • 另一项研讨一向监测了28名儿童的肠道菌群直到5岁的。值得注意的是,在5岁时的儿童的微生物多样性依然显着低于成年人。此刻的儿童菌群,既有相似婴儿相同的Actinobacteria、Bacilli、Clostridiumcluster IV,也有现已趋近成人的一面,如Clostridiumcluster XIVa (Lachnospiraceae)。

  • 最新一项查询7-12岁儿童肠道微生物群的研讨显现,儿童中的BifidobacteriumFaecalibacterium spp.的丰度要远高于成人,而成人则体现为Bacteroides (如Bacteroides vulgatus 、Bacteroides xylanisolvens) 的富集。一起,与维生素组成(B9和B12)、氨基酸降解、氧化磷酸化和粘膜炎症等功用相关的基因,其相对丰厚程度在儿童和成人之间也存在差异。

  • 在2019年展开的一项包含了281名6-9岁的学龄儿童的行列研讨中:由β多样性评价的微生物群的整体结构与成年人相似;学龄儿童肠道菌体现为Bacteroidetes Actinobacteria (Bifidobacterium)富集,而功用组成与健康成人相似。一起,组内相似度在儿童中高于成人,这标明儿童的微生物群比成人的更相似。

281名学龄儿童(6-9岁)与成人肠道菌群的比照

健康学龄前及学龄儿童的其他肠道微生物

总的来说,现在有关肠道中的其他“居民”,如古细菌、真菌、原生动物和病毒,与学龄前及学龄儿童的研讨还比较稀疏。

有研讨依据的包含:

1)古细菌

甲烷细菌(Methanobacteriales)是已知的最丰厚的古细菌目,其成员能够发生甲烷、复原CO2或甲醇;肠道菌群中产甲烷的细菌有两种,Methanobrevibacter smithii Methanosphaera stadtmanae

经过次序或种特异性定量PCR法,现已在学龄前儿童或学龄儿童中检测到甲烷菌。一项研讨中发现,甲烷杆菌在儿童(8-14岁)中的致病率为65%,低于成人(89%)。另一项研讨则报告了88%的儿童(0-10岁)感染了M. smithii,11%则感染了M. stadtmanae。迄今为止最大规划的数据来自KOALA Birth行列研讨,包含了472名6-10岁儿童,成果显现78.2%的儿童感染了M. smithii,8.3%的儿童感染了M. stadtmanae

2)真菌

虽然真菌细胞的数量远低于细菌,但真菌细胞的体积可高达细菌的100倍,因此也或许对微生物群的质量和代谢发生巨大影响。因此,作者指出,真菌多样性在迄今为止的研讨中还没有引起满足注重。

在2016年刊发的一项研讨报告了真菌数量和盛行度随年纪的改动:婴儿和10岁以下儿童的真菌菌群丰度要高于成人,尤其是AspergillusTremellomycetes相对愈加遍及。

儿童肠道微生物群的可塑性大于成人,益生菌弥补关于健康儿童或许收效甚微

一般以为,从长时刻来看,成人肠道菌群是相对安稳的。而在生命前期,包含宿主遗传、吸烟、饮食、药物医治、昼夜节律、药物运用和压力在内的多种要素,都会在必定程度上影响肠道微生物的构成和展开。

例如,不同的临产进程的新生儿,他们的微生物菌群也不相同。一般,顺产儿的菌群更挨近母体阴道微生物,而剖腹产则缺少这些细菌,而是以葡萄球菌、链球菌和丙酸杆菌等皮肤共生菌为主

进一步研讨证明,这种临产办法形成的差异甚至会持续到两岁曾经。

其间,抗生素对肠道菌群的影响一向颇受注重,特别是大环内酯和青霉素这两类抗生素关于儿童肠道微生物的影响。

研讨显现,露出于大环内酯,或许对儿童肠道菌群形成长达两年的影响,期间呈现包含Bifidobacterium及物种丰度的下降,而EnterobacteriaceaeBacteroidetes上升。

进一步研讨还发现,微生物群的损坏与哮喘危险以及抗生素相关的体重添加的易理性相关。

此外,肠道微生物特征也遭到地域和日子办法的影响。

对来自委内瑞拉、马拉维和美国的531名健康婴幼儿(3岁以下)、儿童(3-17岁)和成年人进行的初次大规划的肠道微生物群研讨显现,3岁以上美国儿童的α-多样性低于其他国家同龄儿童,这或许与日子办法、环境以及饮食习惯有关。

另一项比较了孟加拉国城市贫民窟健康儿童和同龄美国儿童的粪便微生物群多样性、结构及时刻安稳性(temporal stability)。成果显现,孟加拉国儿童不只菌群整体多样性更高,Prevotella、Butyrivibrio、Oscillospira的富集水平也高得多

在亚洲区域展开的另一项研讨定论也比较相似。该研讨包含了来自我国、我国台湾、日本、印度尼西亚和泰国的303名学龄儿童,在后续研讨中还加入了有关泰国和菲律宾特定地址的城市化影响的数据。成果显现,农村区域的肠道微生物群显现出更高的丰厚度,Prevotella肠型的患病率也高于城市区域。

这些研讨标明,日子办法的差异,特别是西式日子办法对儿童的肠道微生物影响巨大。

依据近年来在健康儿童中展开的多项临床试验,肠道微生物的干涉办法首要包含摄入纤维和益生菌,而肠道菌群的呼应则取决于内源性双歧杆菌、菌群丰度水平或肠道菌群安稳性。

例如,关于青霉素医治带来的不良反响,有研讨显现,经过接连7个月每天摄入含有益生菌的牛奶,能够将微生物群的改动下降至最小;但这种办法关于大环内酯医治没有效果。

2019年,一项研讨追寻了3-6岁儿童服用菊粉6个月后肠道菌群的改动,成果显现,服用菊粉能够防备由抗生素引起的肠道菌群改动,特别是双歧杆菌。

另一项研讨监测了七个城市受试者肠道微生物群的反响,其间包含两名3岁和7岁的儿童,他们在热带雨林中的一个印第安人村庄停留了16天;期间,一向遵从当地的饮食(低脂/高纤维未经加工的饮食)和日子办法。

值得注意的是,虽然一切受试者的肠道微生物群都发生了改动,但儿童对环境改动的反响更为显着,还额定体现出了在成人中没有观察到的α-多样性添加。

这些研讨也标明,儿童的微生物群或许比成年人更简单经过改动环境(如饮食)来改动。

成人和儿童游客与乡民微生物群落比较

结语

咱们现已见证了在生命阶段、地理位置和日子办法中,有关微生物群变异和宿主相关的常识的空前添加。几项研讨强调了各种围产期要素对肠道微生物群发育的影响,在某些情况下,在出世后会有长达数年的时刻延迟。

在生命的第一年,饮食是微生物群老练的一个强有力的驱动力,其适应性取决于底物的有效性。微生物群在生命前期就阅历了大部分的发育进程,但最近的研讨标明,它在3岁之后还会持续进化。几项研讨强调了各种围产期要素对肠道微生物群发育的影响,在某些情况下,在出世后会有长达数年的时刻延迟。这意味着,儿童时期能为以微生物为根底的干涉办法或许为促进健康或避免微生物群违背,供给额定的时机,特别是经过饮食干涉的办法。