背景
怀孕会引起荷尔蒙水平、身体结构和免疫功能的显着变化,这对胎儿的发育至关重要。
最初,母体免疫系统是促炎性的,然后变成抗炎性的,然后又转回促炎性以开始分娩。
肠道微生物组在怀孕期间免疫调节中的作用越来越得到认可,研究表明肠道微生物组通过微生物组成的变化以及与免疫细胞的相互作用对妊娠结局和先兆子痫等疾病产生影响。
然而,详细机制仍不清楚。代谢物,而不是直接的微生物相互作用,主要介导微生物组和免疫系统之间的关系,突出了进一步研究的领域,以了解与妊娠相关的免疫调节并开发新的治疗策略。
关于该研究
该研究于2019年2月至2020年8月在暨南大学附属第一医院进行,招募了30名孕妇和15名非孕妇,探讨肠道菌群、代谢物和免疫功能之间的相互作用。
符合资格的怀孕参与者年龄在18岁至34岁之间,自然受孕单胎妊娠,孕前体重指数(BMI)为18.5至21.9 kg/m 2,不包括患有妊娠并发症或免疫疾病的孕妇。
对照组由年龄和体重指数与怀孕组相匹配的健康女性组成,两组在研究前六个月内均未使用益生菌或抗生素。
粪便和血液样本是在妊娠晚期的孕妇和月经周期第 14 天的非孕妇身上采集的。
使用无菌技术获得粪便样本并储存在-80°C,而处理血液样本以分离血清并在相同条件下储存。
该研究采用 16S 核糖体核糖核酸 (rRNA) 基因测序来分析肠道微生物群,提取脱氧核糖核酸 (DNA) 并进行测序以鉴定微生物种类。
随机森林分析和加权基因共表达网络分析 (WGCNA) 相结合,用于区分各组之间的微生物特征。
非靶向液相色谱-串联质谱 (LC-MS/MS) 代谢组学分析粪便和血浆样本以识别代谢变化,并采用质量控制措施确保数据可靠性。
对代谢组数据进行处理和分析,以确定显着差异,并使用京都基因和基因组百科全书 (KEGG) 数据库将它们映射到生物途径。
使用多重珠测定来测量血浆细胞因子,以评估各组之间的免疫功能差异。
最后,使用统计和可视化工具,多组学分析整合了微生物、代谢组学和细胞因子分析的数据,以探索潜在的相关性和中介效应。
研究结果
研究发现两组之间的平均年龄或孕前体重指数没有显着差异。免疫分析显示,与对照组相比,怀孕参与者的促炎细胞因子水平较低,而某些抗炎细胞因子水平较高,这表明怀孕期间向免疫抑制的转变。
该研究还调查了肠道微生物群,发现孕妇和非孕妇之间存在不同的微生物组成。
孕妇的操作分类单位(OTU)具有更高的多样性,并且特定细菌门的丰度存在差异。
研究人员利用随机森林模型和 WGCNA 方法,确定了与促炎细胞因子呈负相关的微生物模块,这表明某些肠道细菌群对减少怀孕期间的炎症具有一致的影响。
值得注意的是,双歧杆菌和瘤胃球菌等以其抗炎特性而闻名的细菌在孕妇中更为丰富,并且与促炎细胞因子呈负相关。
使用非靶向 LC-MS 对粪便和血浆样本进行代谢组学分析揭示了妊娠期间的显着代谢变化。鉴定出差异代谢物,特别是脂质和胆汁酸,其中许多代谢物在孕妇中表现出下调。
其中包括花生四烯酸和各种胆汁酸,已知它们与炎症有关。该分析强调了胆汁酸代谢在怀孕期间的重要作用。
代谢物和细胞因子之间的相关性研究表明,孕妇体内富集的某些代谢物与促炎细胞因子呈负相关,表明它们参与调节免疫反应。
该研究进一步探讨了肠道微生物群、代谢物和细胞因子之间的关联,发现代谢物可能介导微生物群和免疫系统之间的关系。
定向中介分析确定了微生物、代谢物和细胞因子之间的特定联系,表明某些肠道微生物可以通过调节代谢物浓度来影响细胞因子水平。
例如,愈伤瘤胃球菌和其他细菌可以