圣路易斯华盛顿大学医学院研究人员进行的一项新研究表明,一种与营养不良和发育迟缓相关的肠道疾病可能通过小肠微生物组从一代传递到下一代。研究人员利用从遭受发育迟缓儿童体内培养出的细菌分析小鼠模型,确定了导致该疾病的特定细菌,这些细菌会引发特征性炎症化学信号,损害肠道内壁并阻碍营养吸收。
这项发表在《自然·微生物学》的研究提供了证据,表明减轻炎症性细菌菌株并阻断其从母亲到婴儿的传播,可能成为未来治疗和预防环境性肠功能障碍的策略。
"小肠中的肠道微生物构成了一个很大程度上未被探索的生态系统——'未知领域'——因为它们很难采样。然而,这项研究表明,这个生态系统对儿童的健康成长和发展至关重要,"资深作者、圣路易斯华盛顿大学医学院的罗伯特·J·格莱泽杰出大学教授杰弗里·I·戈登(Jeffrey I. Gordon)医学博士表示。
重要的是,根据同时负责圣路易斯华盛顿大学医学院爱迪生家族基因组科学与系统生物学中心的戈登所述,该研究显示了小鼠母亲小肠中的细菌如何在出生前影响后代的子宫内发育,证明了这种疾病的影响超出了母亲肠道壁的范围,延伸到了发育中的胎儿。
"这项研究提出了一个问题:在怀孕前或怀孕期间操纵小肠中的微生物是否有助于促进后代正常的产前和产后生长?"戈登说,"我们希望这项研究能帮助我们找到方法,打破代际营养不良的恶性循环。"
营养不良如何传递给后代
全球许多遭受营养不良和发育迟缓的儿童都有一种称为环境性肠功能障碍(EED)的小肠炎症性疾病。这种疾病会损害小肠内壁,阻碍从饮食中吸收营养。这些儿童还存在免疫力低下、认知发育和生长(发育迟缓)缺陷等问题——即使他们的营养不良通过标准治疗食品得到治疗,这些问题仍会伴随他们一生。
戈登及其团队与孟加拉国国际腹泻病研究中心(icddr,b)的合作者一起,分析了孟加拉国环境性肠功能障碍研究参与者的样本。在这项研究中,525名平均18个月大的营养不良儿童接受了包含牛奶、鸡蛋、维生素和矿物质的标准治疗食品。那些尽管接受了补充营养但仍无改善的儿童在获得父母许可后接受了内窥镜检查,以采集肠道内壁组织和上小肠中存在的细菌样本。研究人员对这些样本的早期分析确定了14种与发育迟缓和炎症相关的小肠细菌。
在新研究中,研究人员研究了喂食孟加拉国达卡米尔布尔区常见食物的小鼠,该区域是临床试验参与者居住的地方。其中一组小鼠在无菌条件下出生,没有任何肠道细菌,它们被植入了从营养不良儿童身上培养出的精心筛选的小肠细菌。这种人类肠道细菌被证明会在非怀孕的雌性受体小鼠的小肠中引发炎症。另一组以同样方式喂食的小鼠则被给予来自这些儿童的不同细菌集合,这些细菌不会引发炎症,作为对照组。研究人员无法从健康儿童的小肠中收集细菌样本作为对照,因为对健康儿童进行内窥镜检查是不道德的。
通过研究这些小鼠,研究人员发现炎症细菌可以从雌性小鼠传递给它们的后代,并且伤害始于子宫内,甚至在后代体内存在细菌之前就开始了。接受炎症细菌的小鼠幼崽出现了与患有该疾病的儿童相似的问题——发育迟缓、血液中的炎症标志物以及肠道内壁损伤。
研究人员还发现,当分别饲养的两组小鼠——一组带有炎症性肠道细菌,另一组带有非炎症性肠道细菌——被放在一起饲养时,炎症性肠道细菌及其有害影响会传播到原本给予非炎症性细菌集合的小鼠身上。
调查人员发现,从儿童身上采集的对模拟疾病小鼠小肠炎症贡献最大的细菌菌株被称为空肠弯曲菌(Campylobacter concisus)。研究人员指出,在小肠中识别出的许多引发炎症的细菌菌株通常是口腔中发现的菌株。在口腔中,它们不会引起问题,但当它们在小肠中定居时,就会发挥病原体的作用,这表明周围环境,包括邻近细菌,在决定细菌菌株是有益、有害还是中性方面起着关键作用。
事实上,当空肠弯曲菌(C. concisus)作为唯一细菌菌株被给予无菌小鼠(即没有自身肠道细菌的小鼠)时,根据圣路易斯华盛顿大学医学院戈登实验室的病理学和免疫学讲师、第一作者Kali M. Pruss博士的说法,这种微生物既不会引起疾病,也不会很好地存活。
"这突显了不同细菌之间相互作用的微妙性,以及它们如何在某些情况下导致疾病,而在其他情况下则不会,"Pruss说。
戈登和他的团队正在继续研究,以了解小肠肠道细菌的复杂而深远的影响。他们的目标是找到安全有效的方法,将患有EED的母亲的炎症性肠道微生物组转变为不仅能减少破坏性炎症和营养不良,还能促进后代建立和维持健康、稳定的肠道微生物环境。
参考文献:Pruss KM, Kao C, Byrne AE, et al. Enteropathy produced in mice by intergenerational transmission of small intestinal microbiota from undernourished children. Nat Microbiol. 2026;11(7):1967-1981. doi: 10.1038/s41564-026-02394-4
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