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母亲的肠道菌群影响后代对食物的过敏反应

2020年04月01日 13:14 分享自BioArt 点击:[]

30年前,美国免疫学家David Strachan提出的 卫生假说 (hygiene hypothesis)指出,相对较小的家庭规模和不断改善的个人卫生条件减少了儿童受到感染的机会,从而导致过敏性疾病的发生 【1】。随后的研究也证实,幼年时期接触微生物机会的下降与过敏性疾病的发生密切相关,而人体肠道菌群的变化可能在其中起着重要的作用。膳食纤维摄入量的下降可能是导致肠道菌群发生改变的一个诱因 【2,3】。相比过去的落后年代,如今处于工业化时代的西方人群中,一种叫普氏菌属 (Prevotella)的革兰氏阴性共生菌显著减少。普氏菌产生的短链脂肪酸主要通过促进Treg分化实现抗炎的效果。它产生的内毒素也可以通过TLR4 (Toll-like receptor 4)信号转导影响胎儿的免疫系统发育和过敏反应,调节免疫耐受。孕妇的肠道微生物可以调节胎儿的免疫系统发育。然而, 目前为止还没有相关的研究说明母亲的肠道菌群会对后代的过敏性疾病产生影响。

3月24日,来自澳大利亚Deakin University的 Peter J. Vuillermin课题组在 Nature Communications杂志发表了题为 Maternal carriage of Prevotella during pregnancy associates with protection against food allergy in the offspring的文章。 这项面向一千多名孕妇的队列研究说明 ,可以根据怀孕期间母亲携带的共生菌Prevotella copri预测后代对食物的过敏程度 ,这种相关性与胎儿携带的Prevotella copri无关。家庭规模的大小也与母体携带共生菌Prevotella copri的多少有关,进而影响后代的过敏性疾病风险。



研究人员首先从孕妇的粪便中提取DNA,然后对16S rRNA基因的V4区域进行测序。后代对食物有过敏反应的一组母亲,普氏菌含量明显上调 (见下图)使用针对Prevotella copri的16S V4区域的引物进行qPCR也验证了这个结果。出乎意料的是,没有证据表明孕妇携带普氏菌与后代食物过敏之间的关系体现在孕妇粪便中短链脂肪酸浓度的差异上。这可能是由于短链脂肪酸被大肠的微生物和结肠细胞迅速消耗,粪便中检测不出来。另外,普氏菌对后代的保护作用可能是由其他代谢物如琥珀酸盐介导的。


进一步分析发现,母亲摄入膳食纤维的量与普氏菌含量还有后代的过敏都没有关系。工作人员分析了同时摄入脂肪和膳食纤维最多的一组母亲,发现她们的婴儿对食物产生过敏的风险最低。这种保护的效果在携带普氏菌的母亲中尤为明显。卫生假说的另一部分是,家庭规模越大,孩子得过敏性疾病的风险越低。这项研究也证实, 家庭规模更大的母亲携带的普氏菌含量更高,后代的患病风险更低 (见下图)


考虑到过敏性疾病对社会产生的负担,这项发现对公共卫生具有明确的意义。期待更多的研究能在其他人群中重复这个发现,确定潜在的作用机制并评估普氏菌作为益生菌或生物标志物的潜力。与此同时, 这些发现强调了怀孕期间谨慎使用抗生素的重要性,以及健康的饮食对孕妇肠道菌群的塑造作用。

原文链接:
https://doi.org/10.1038/s41467-020-14552-1

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