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研究结论再次反转 健康人类胎盘不存在微生物

科普小知识2021-09-14 23:26:23
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我们的记者李贺

微生物分布在人体的许多器官中。这个无形的群体甚至决定了人类的营养摄入量和抵抗疾病的能力。因此,在过去的几十年里,关于微生物如何影响人类健康和生长的研究非常受欢迎。微生物什么时候在人体内“定居”的?剑桥大学的一个团队在网上发表的最新研究表明,健康的人类胎盘没有微生物群。这一结论被广泛认为是自2014年以来最大的逆转。

婴儿第一次接触微生物是什么时候

怀孕后,人类胚胎开始形成一个重要的器官——胎盘。胎盘不仅是胚胎的生命线,也是监护人。它将把氧气、营养和免疫分子从母亲的血液中输送给发育中的胎儿,它还将作为感染的屏障。一个多世纪以来,医生们一直认为胎盘就像胎儿和子宫一样,不含微生物,否则就有问题了。然而,断奶的婴儿有一个完整的微生物群,它和成人一样复杂。

美国得克萨斯州休斯顿贝勒医学院的副教授西斯蒂·奥格和他的同事在2014年的《科学转化医学》杂志上报道说,他们的研究表明,尽管不是每个胎盘都含有可检测的细菌DNA,但还是发现了许多胎盘。

奥地利高级研究发现,婴儿出生时肠道中存在微生物群落,但它们与孕妇阴道中的微生物群落不匹配。因此,推测其他来源的微生物群落存在于新生儿肠道,最有可能是胎盘。

奥地利先进人士也用宏基因组鸟枪测序法分析了捐赠胎盘中320种微生物的组成,发现胎盘中约有300种微生物,但水平相对较低。为了获得这些微生物功能的深度图像,研究人员对样本子集的整个基因组进行了测序。在这个亚组的大多数样本中,他们发现胎盘中最常见的非致病性大肠杆菌是肠道,两种口腔细菌坦纳氏菌和奈瑟氏菌相对较大。当他们将胎盘中的微生物DNA与身体其他部位的常见微生物DNA进行比较时,结果显示它与口腔微生物种类最为一致。

Ogo推测,口腔微生物可能首先“潜入”孕妇的血液,然后迁移到胎盘“定居”。该研究还发现,早产和足月胎儿的胎盘微生物群落组成存在显著差异,这可能表明胎盘微生物群落与早产之间存在相关性。

健康胎盘中有微生物吗?

事实上,一旦奥地利高等人民的研究发表,它引起了巨大的争议。一些研究人员认为胎盘微生物的痕迹是“研究中使用的DNA提取试剂盒中的污染物”。宾夕法尼亚大学佩雷尔曼学院的研究小组在无菌纱布、试剂、DNA纯化试剂盒和其他常用设备上发现了DNA的痕迹。然而,他们最终从六个胎盘样本中提取的细菌DNA无法与提取样本试剂盒中发现的DNA区分开来。同样,在剑桥大学研究小组看来,2014年的研究是有缺陷的。他们的研究表明,先前的研究认为胎盘中的细菌来源于实验室污染和分娩过程中的转移。

剑桥大学研究小组分析了537名女性的胎盘样本,这些样本是通过阴道分娩或剖腹产获得的。既有健康的孕妇,也有不太健康的孕妇,这是迄今为止此类研究中使用的最大数量的样本。

剑桥研究小组使用沙门氏菌,一种在人类中没有发现的细菌,刺激组织作为阳性对照,然后提取DNA。在80个样本中,研究人员使用了16S rRNA基因测序和宏基因组分析。宏基因组,也称为宏基因组或生态基因组,是指与人类共存的所有微生物的基因总和。换句话说,16S rRNA测序是针对所有细菌的保守基因部分,而宏基因组分析是测量样品中微生物遗传物质的所有序列,然后对应于特定的菌株。

对于其余的样本,研究人员并行使用两种不同的DNA提取试剂盒,然后16S对每个样本进行测序,比较两种试剂盒的结果。

这项研究发现了多种微生物的存在?事实上,当用不同的试剂盒和试剂批次进行测序时,研究人员无法找到一直存在的微生物种类。例如,阴道乳酸杆菌存在于正常分娩的孕妇的胎盘样品中,但剖腹产术不存在,这表明这些微生物在分娩时附着在胎盘上,而不是在分娩前生活在胎盘中。分娩期间的感染是微生物的来源。同样,研究发现胎盘中一些与阴道炎症有关的微生物是在分娩过程中“获得”的。

除了在分娩时从外部获得,微生物也可能来自胎盘的治疗过程。研究人员收集的胎盘在盐水中清洗,然后冷冻。整个过程也被微生物污染了。然后它来自DNA提取的过程,甚至来自序列器。在记录了不同的实验时间、操作人员、试剂批次和定序器后,研究人员确定这些微生物污染不是来自不同时间、人员和设备之间的差异,而是普遍存在的。这也证实了之前的报道:在DNA提取试剂盒中有相对丰富的微生物种群;同时,这意味着胎盘中所谓的微生物群实际上来自分娩后。

在剑桥大学的研究中,无乳链球菌是胎盘中发现的唯一细菌。它在5%的样品中被发现,并且不是来自环境污染。无乳链球菌是一种致病细菌,可导致新生儿败血症、肺炎和脑膜炎。它的存在意味着胎盘在孕妇体内被感染。换句话说,除非发生感染,否则胎盘应该是无菌的。然而,在正常的生理条件下,婴儿极不可能从胎盘中获得微生物。

作者之一,剑桥大学的生殖生物学家查诺克·琼斯说:“总的来说,结果显示健康的胎盘中没有微生物,除非它被感染了。”

对人类微生物群的关注正在增加

中国也在增加对微生物的研究。例如,中国科学院的重点部署项目“人类与环境健康微生物共同技术研究”和“中国科学院微生物学项目”将于2017年底启动。中国科学院微生物研究所所长刘双江曾经说过,微生物团队的兴趣正在增加。其中,人体健康微生物群受到了最大的关注,尤其是胃肠道微生物群。已经发现肠道微生物群与糖尿病、肝病、肥胖症、精神疾病等有关。此外,还提出了胃肠微生物菌群平衡对身体健康有重要影响的新概念。

然而,如何在人类宿主和微生物之间建立共生关系仍然是一个有趣但有争议的问题。剑桥大学的研究也为其他人体器官或组织中的微生物群的研究设定了一个基准,比如器官或组织(如肺和血液)是否也携带少量微生物。然而,像查诺克这样的研究人员说,负面结果很难得到决定性的证明。因此,需要进一步的研究来确定胎盘中是否有微生物。