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这是CNS说的第112篇原创
长久以来，人们普遍认为胎儿生长发育的子宫环境是无菌的，因此很少有研究将母体的微生物群与胎儿生长发育及健康相互联系，然而，随着科学研究的不断发展，科学家在胎盘、羊水、胎膜、脐带血、胎便组织中均检测到了微生物，这些发现促使人们对母-胎微生物群共享的关注。大量相关研究发现：母体微生物群在整个孕期甚至出生后子代生长发育、免疫促进方面存在重要意义，这些发现可能对胎儿早期微生物治疗，母婴保健等领域提供研究基础，然而，鉴于研究的科学性及伦理问题，相关研究任重而道远。
母体微生物群对子代可能的影响
作者 | 马 骞
文编| 绿野仙踪
美编|紫荆Link
前言
人们常常使用“先天”与“后天”来对生命现象进行区分，但是，如今科学家不断发现，母体与胎儿之间共享的微生物群使这种观念变得过时了。《Science》于9月6日发表了加拿大卡尔加里大学卡明医学院Braedon McDonald撰写的评论文章，分析母体微生物群与子代健康的关系。在生命的最早阶段，新生儿的皮肤和粘膜表面便布满了母体内的微生物。这些早期的微生物群与宿主之间建立起了共生关系，给后代的发育带来持久的影响，并且可以控制健康与疾病之间的平衡。科学家们致力于寻求这种生命早期宿主与微生物共生和免疫发育的新发现，同时彻底改变了人们对某些特征和疾病如何传递到下一代的理解。
胎儿分娩途径与微生物健康以往的观念中，认为胎儿发育是在无菌的子宫内环境中发生的。然而，这种教条的信念越来越受到新发现的挑战。有科学家在胎盘和绒毛膜羊膜组织中发现了细菌基因组DNA，在新生儿胎粪中培养出了微生物。同时，大量证据表明，新生儿通过在分娩时与产道内的母体细菌接触而接种微生物群。经阴道分娩新生儿的菌种以母体宫颈和粪便微生物为主，而剖宫产新生儿接种的多是皮肤微生物。研究结果表明，剖宫产分娩与儿童的不良健康状况（肥胖、哮喘等）风险增加之间具有相关性。尽管这二者并不构成因果关系，但这种极具刺激性的相关性促成了越来越流行的剖宫产婴儿“阴道接种”的做法，即在生命的最初几分钟暴露于母体阴道内容物。不过，也有一项母婴配对的观察性研究并不支持分娩途径对生命早期微生物群的长远影响。数据显示，生命最初6周内微生物群落的演变最终依然导致多样化的微生物群，无论其原始传播途径如何。更多的研究显示，用母体微生物接种早期微生物群会给下一代的生物学发育留下持久的印记。
微生物群接种与免疫发育人类和小鼠的许多研究发现，孕产妇微生物群的组成与儿童期疾病的风险相关，包括感染、哮喘、过敏、自身免疫以及肥胖和糖尿病等代谢性疾病。一项来自加拿大的935对母婴配对研究发现，超重或肥胖母亲的孩子1年后患上肥胖的风险增加了3倍，而剖宫产者则增加了5倍。其中生命最初几个月内的婴儿粪便微生物群在分类学特征上与超重风险相关，支持了生命早期“肥胖相关”微生物群的接种可能将这种表型传递给后代的结论。这样的研究结果模糊了遗传性家族性疾病与传染性感染之间的界限，因为微生物群的垂直传播建立起了微生物感染与疾病之间的因果关系。研究人员还发现，早期微生物的接种对于正常免疫发育至关重要，包括免疫细胞的产生（包括髓样和淋巴系）、淋巴结发育、抗体产生、T细胞极化和免疫调节功能，以及先天免疫和上皮屏障完整性。将无菌小鼠暴露于肠道中的共生细菌，可以诱导免疫细胞功能的重编程，并逆转许多免疫缺陷。母体微生物群、早期接种和免疫发育之间的这种关系在整个生命早期继续共同发展（见图）。例如，母乳喂养是母体微生物的持续来源，同时提供营养和抗菌因子，不断塑造婴儿的肠道微生物群。
母体微生物群在妊娠期和生命早期的作用母体和早期微生物群对免疫和发育的影响远远超过肠道粘膜免疫系统，微生物群能够介导控制神经免疫发育和对神经发育障碍（如自闭症）及精神疾病易感性的肠-脑轴。
治疗应用的挑战尽管人们已经了解了关于妊娠期和生命早期母体微生物群的新认识，但仍存在许多基本问题。目前尚不清楚这些信息是否可以用于预防和治疗儿童疾病。要做到这一点，是需要用有活性的微生物治疗剂，还是特定的细菌产品或代谢产物就够了（如果是的话，用哪些）？是否存在应该普遍争取的“正常”母体和早期微生物群？微生物治疗是否需要个体化？此外，通过操纵母体微生物群对未出生胎儿进行治疗性改良，是否符合伦理学规范？如何保护胎儿的知情权和可能出现的意外不良反应？要回答这些悬而未决的问题，研究必须超越观察性和相关性，全面明确因果关系，包括介导妊娠期和早期生活中微生物-宿主相互作用的细胞和分子机制。需要研究的不仅仅是微生物群落结构，还应揭示共生微生物与宿主之间的功能性相互作用。对于科学家来说，这是一项激动人心的挑战。新的研究应该完善对这一问题的理解，并有机会将这些发现应用于医疗保健的最前沿，以改善母婴健康。
Braedon McDonald, Kathy D. McCoy. Maternal microbiota in pregnancy and early life [J]. Science, (365): 984-985.
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