今日《自然》:母乳喂养或能减少肠道病毒对婴儿的影响
2020-04-16 08:37

今日《自然》:母乳喂养或能减少肠道病毒对婴儿的影响

本文来自微信公众号:医学新视点(ID:HealthHorizon),编辑:药明康德内容团队,题图来自:视觉中国


健康新生儿的肠道内通常没有病毒,但出生后不久就会出现病毒定植。这一过程是如何发生的?今日《自然》最新上线的一篇论文中,来自宾夕法尼亚大学的团队揭示了婴儿肠道内病毒定植分阶段进行的过程,而且母乳喂养或能保护婴儿不受部分人类病毒的影响。


截图来源:Nature


1个月大即能检测到病毒,噬菌体是主要来源


研究团队首先观察了婴儿生命早期肠道病毒定植的时间。他们收集了20名健康婴儿不同阶段的粪便样本,出生后的前4天内,大多样本中还检测不到病毒样颗粒;而1个月大时,大多样本中已经都能检测到,且每克样本中病毒样颗粒数多达1.6 × 109;4个月大时,情况相似。作为对照,研究团队还检测了122名5岁儿童粪便样本中的病毒样颗粒数量,发现与婴儿时期差别不大。研究团队因此推测,婴儿在1个月时的肠道病毒数量通常会持续到成年期。


为了确定病毒的来源,研究团队接下来对粪便样本中的微生物进行了基因组测序。结果显示,0个月时,婴儿粪便样本中的基因以人类DNA为主;在1个月和4个月样本中,细菌DNA已经占主导地位,丰度和多样性也更高。更重要的是,婴儿1个月大时,检测到病毒种类也开始增加,能够识别到大多病毒样颗粒为噬菌体家族(可以感染细菌的病毒),4个月大时,已知可在人体细胞内复制的可辨认病毒(如腺病毒和小核糖核酸病毒)变得更加明显。


细菌与病毒的种类数量多寡之间有着强烈的相关性。进一步对噬菌体复制方式以及噬菌体和病毒样颗粒基因的鉴别提示,婴儿出生后不久,先锋细菌首先在婴儿肠道内定植,随后噬菌体成为病毒组的主要来源。


婴儿1个月和4个月时,粪便样本中检测到的病毒样颗粒大多是噬菌体(图中下方7行),而已知能在人体细胞中复制的可辨认病毒在4个月时才更明显(图中上方5行)。红色越深,代表数量越多。(图片来源:参考资料[1])


母乳喂养的保护作用


为了了解病毒定植的影响因素,研究团队将来自这20例婴儿的粪便样本病毒数据与喂养史、出生方式和性别等因素进行对比分析,发现母乳喂养有很强的影响,与可在人体细胞内复制的病毒的积累量较低有关。覆盖33%病毒基因组的检测结果显示,仅在以配方奶喂养的婴儿样本中发现了可感染人细胞的病毒。


为了验证这一发现,研究团队分析了额外125名婴儿在3-4个月大时的粪便样本。30%喝配方奶的婴儿的粪便样本中可检测到人体病毒。相比之下,纯母乳喂养或混合喂养的婴儿中,这一比例仅为9%。在100例非洲新生儿样本中,结果再次得到印证。这提示该现象可能广泛存在。


在20例+125例美国城市婴儿和100例非洲婴儿中,仅喝配方奶(绿色)的婴儿粪便样本中更多检测到人体病毒(图片来源:参考资料[1])


此外,对配方奶进行病毒纯化和分析,也未检测到可感染动物细胞的病毒,表明这些病毒不太可能源于配方奶的污染。


进一步分析表明,喂养方式也影响了病毒种类。母乳喂养婴儿粪便样本中能检测到有较高水平的双歧杆菌(Bifidobacterium)和乳酸杆菌(Lactobacillus),以此为宿主的病毒(噬菌体)基因序列也更丰富。


婴儿肠道内病毒定植分阶段发生的过程。蓝色为细菌和噬菌体,红色为可感染人体细胞的病毒(图片来源:参考资料[1])


总结来看,这些发现表明,婴儿出生后,其肠道内的病毒定植过程或许受到母乳喂养的调控。病毒定植分阶段发生:第一阶段主要是先锋细菌定植后引入噬菌体,在第二阶段,可感染人类细胞的病毒定植,后一步与喂养方式有关。研究团队表示,这项研究“加深了对于母乳喂养保护作用的理解,同时强调了潜在干预或可减少婴儿感染。”


论文原文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-020-2192-1


参考资料:

[1] Guanxiang Liang, et al., (2020). The stepwise assembly of the neonatal virome is modulated by breastfeeding. Nature, DOI: 10.1038/s41586-020-2192-1


本文来自微信公众号:医学新视点(ID:HealthHorizon),编辑:药明康德内容团队

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