长双歧杆菌婴儿亚种的纵向定量揭示婴儿肠道的晚期定殖与母乳HMO成分无关

　　最近发表在Nature Communications上的研究通过纵向队列对长双歧杆菌婴儿亚种进行定量，结果显示婴儿肠道的晚期定殖与母乳HMO成分无关。

　　母乳被认为是婴儿出生后前 6 个月的理想营养品。母乳中第三大丰富成分的人乳寡糖 (HMO) 无法被婴儿消化，但可以作为婴儿肠道细菌的底物。HMO 有很多种类型，大致可分为三类：岩藻糖基化、唾液酸化或中性。每种 HMO 由 3 到 32 个单体组成，单个牛奶样本通常含有 50 到 200 种不同类型的 HMO。平均而言，母乳喂养的婴儿体内的双歧杆菌种群相对丰度较高。之前已证实双歧杆菌种群能够利用多种 HMO，但这种能力在不同种群之间甚至在单个种群内中都存在差异。在所有双歧杆菌属物种和亚种中，最著名的 HMO 利用者是长双歧杆菌婴儿亚种，在大多数类型的 HMO 上都能有效生长，并且 HMO 利用基因具有很大的变异性。相比之下，其他双歧杆菌物种对HMO的利用能力较低，例如短双歧杆菌菌株根本不能利用3'SL和6'SL，并且大多数不能利用岩藻糖基化的HMOs。由于 HMO 作为肠道微生物组的食物，人们可能会假设母乳中不同的 HMO 成分会影响肠道微生物群落的发育。

　　迄今为止，大多数研究婴儿肠道中 HMO 与细菌关系的研究都集中在单个时间点上。为了研究 HMO 成分的变化如何随着时间的推移影响婴儿肠道微生物组，需要进行纵向队列研究。在这里，我们建立了一个新的匹配队列，队列由 21 名母婴二人组组成，其中包括在生命第一年纵向收集的母乳和婴儿粪便样本。我们开发了一种的方法，允许从现有的宏基因组数据中对长双歧杆菌婴儿亚种进行定量，并将其应用到我们队列的样本中，以研究婴儿肠道中双歧杆菌种类的丰度与母乳中 HMO 成分随时间的关系。最后，我们将长双歧杆菌亚种量化方法应用于现有的婴儿肠道数据集，以检查长双歧杆菌婴儿亚种在不同位置的定殖时间。

　　研究结果发现婴儿肠道微生物群在几个月内经历了显著变化。虽然细菌组成在几周内趋于稳定，但在某些时间点会发生组成的变化，然而母乳中的 HMO 成分保持相对稳定。这表明，即使母乳成分的细微变化也可能对肠道微生物组的发育产生影响。另外，母乳中存在的其他成分(例如细胞因子、microRNA 和抗体)也可能在影响婴儿的微生物组中发挥作用。

　　同时，我们发现在母乳喂养的最初几周，婴儿肠道中通常不会有长双歧杆菌婴儿亚种，而且并非所有母乳喂养的婴儿都有可检测到的长双歧杆菌婴儿亚种。重要的是，当婴儿肠道中发现长双歧杆菌婴儿亚种时，它通常在肠道微生物群落中占主导地位。尽管双歧杆菌种类显著影响样本变异，但没有特定的HMOs与双歧杆菌种类丰度相关。令人惊讶的是，我们发现，在我们的队列和其他位置中，长双歧杆菌婴儿亚种的定殖开始于母乳喂养后期，这凸显了在婴儿肠道中关注长双歧杆菌婴儿亚种动力学的重要性。

　　原文出处： https://doi.org/10.1038/s41467-024-45209-y