來源:中國生物技術網
北京時間8月1日,發表在《Nature》上的一篇論文中,來自英國劍橋大學的一個研究團隊描述了他們對人類胎盤環境研究的新發現,並提供證據表明人類胎盤是一個無菌環境。
多年來,醫學界普遍認為人類子宮和胚胎中沒有微生物,而斷奶後的嬰兒則擁有一個完整的微生物組,其複雜程度與成人的相當。但在2014年,一個研究團隊發現胎盤中存在低水平細菌的證據。從那時起,其他幾項研究似乎也證實了這些發現。
但在劍橋大學的研究團隊看來,他們認為2014年的研究是有缺陷的,並進一步表明早期的研究認為胎盤中存在的細菌來源於實驗室汙染和分娩過程中的轉移。
圖片來源:Nature
在這項新研究中,研究團隊使用多種DNA測序方法分析了來自537名女性的胎盤(經陰道分娩或通過剖腹產分娩得到的)樣本,這是迄今為止用於此類研究最大數量的樣本。他們用人體中未發現的細菌(沙門氏菌)刺激組織,作為陽性對照,然後提取DNA。其中80個樣本,研究人員使用了16S rRNA基因測序和宏基因組分析。對於其餘樣品,他們並行使用兩種不同的DNA提取試劑盒,然後對每種樣品進行16S測序,比較兩種試劑盒的結果。
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由於16S rRNA測序和宏基因組測序的工作原理不同,因此研究人員預測植入的細菌不應該同時出現。他們可以利用這兩種方法檢測細菌的陽性對照S. bongori,以及在分娩開始前通過剖腹產收集的胎盤中約5%的B組鏈球菌,但是16S和宏基因組結果不匹配。儘管研究人員在經陰道和剖腹產的一些胎盤樣本中發現了其他細菌DNA,但他們可以確定DNA提取試劑盒中大部分DNA的來源。
總而言之,該論文中報導的一些細節揭示了當樣本中的細菌濃度非常低時,汙染微生物會有多普遍。例如,兩個潛在的致病細菌,霍亂弧菌和肺炎鏈球菌,通過宏基因組學和先前在同一設備上測序的匹配菌株檢測到。因此,對這些細菌的檢測很可能是作者測序機交叉汙染的結果。因此,現代測序方法檢測低數量細菌的能力在一些實驗中的確存在問題,因為即使是微小的汙染物水平也可能會導致假陽性檢測。在樣品製備的早期階段,作者的樣品受到的汙染可能會比後期更嚴重。這也證實以前的報告說明商業DNA提取試劑盒中存在相對豐富的微生物群,並從空白對照樣品提取的遺傳物質中鑑定出該公司特有的細菌群落。
最終,該研究作者de Goffau及其同事使用複雜的程序來識別汙染物,這讓他們得出了一個清晰的結論:在他們的研究中,只有一種類型的細菌在胎盤樣本中被令人信服地發現,而且只有約5%的樣本中有這種細菌。這一發現為胎盤中不存在功能性微生物群提供了有力的證據,並表明嬰兒在正常生理條件下從胎盤中獲得微生物的可能性極小。
此外,偶爾在胎盤中發現的細菌是無乳鏈球菌(Streptococcus agalactiae)。如果在分娩期間存在於母親體內,無乳鏈球菌可傳染給新生兒並引起肺炎、敗血症和腦膜炎。在一些臨床實踐中被用來預防這種傳播。
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一些胎盤樣本中發現的無乳鏈球菌的鑑定與本研究中的健康胎盤無菌的結論並不衝突,因為這種細菌與疾病有關。事實上,無乳鏈球菌是胎盤中唯一可以發現的細菌,在低數量的樣品中反映了一小部分孕婦感染了它,而且它可以進行宮內傳播,因此增加了實驗結果的可信度。
De Goffau及其同事精心控制的大規模研究為胎盤中沒有細菌提供強有力的證據。因此,這項研究也為其他人體器官或組織的研究設定了基準,這些器官或組織最多攜帶少量細菌,比如肺部或血液。然而,陰性結果很難得到確鑿證明,因此對於胎盤沒有微生物的結論應該進一步去研究。細菌可以在一定條件下克服許多宿主的屏障,而只有一個到達胎兒腸道的細菌細胞有可能在子宮內開始定植。如何建立人類宿主與其微生物組的共生關係仍然是一個有趣的基本問題,但我們現在可以確信胎盤不是微生物宿主,因此也不是健康條件下胎兒體內各種微生物的主要直接來源。
參考文獻:
The Placenta Harbors a Unique Microbiome
DOI:10.1126 / scitranslmed.3008599