近日,一项由加拿大曼尼托巴大学、麦克马斯特大学、多伦多大学和纽约大学的研究人员合作完成的研究,在国际顶级期刊《细胞》(Cell)杂志上发表,题为“Microbial colonization programs are structured by breastfeeding and guide healthy respiratory development”。该研究通过对超过2000名加拿大儿童的追踪调查,探讨了母乳喂养、微生物组和呼吸道健康之间的联系,发现出生后第一年内坚持纯母乳喂养能够促进微生物组的有序发展,并降低哮喘发生的风险。
研究团队从2227名婴儿中采集了鼻腔微生物组样本,并从其中1306名婴儿采集了肠道微生物组样本。这些样本分别在婴儿3个月和1岁时获取。同时,研究还记录了婴儿的母乳喂养情况、母乳成分、环境暴露、病毒感染、临床病症等信息,并在孩子3岁和5岁时进行了回访,以了解其呼吸道健康状况。
通过分析,研究者将婴儿分为三组:出生后第一年坚持纯母乳喂养(794人)、部分母乳喂养(517人)以及3个月后停止母乳喂养(234人)。结果表明,母乳喂养是最能影响微生物组丰富度、多样性和组成的因素之一。特别是在微生物组的发展轨迹上,母乳喂养依然显示出与鼻腔和肠道微生物组变化的相关性。
进一步的研究发现,与3个月后停止母乳喂养的婴儿相比,坚持纯母乳喂养的婴儿在微生物组的丰富度和多样性上更高;而与3岁时被诊断为哮喘的婴儿相比,健康儿童同样表现出更高的微生物组丰富度和多样性。
为了更细致地理解微生物组的变化模式,研究者定义了几种定植模式:早期定植(仅在3个月时存在)、持续定植(3个月和1岁时均存在)以及晚期定植(仅在1岁时存在)。结果显示,大多数鼻腔和肠道微生物属于晚期定植类型。通过新开发的PreTCO计算方法,研究者发现,与3个月时停止母乳喂养的婴儿相比,坚持纯母乳喂养的婴儿在3个月到1岁期间获得了更多的微生物种类。
此外,研究还分析了肠道微生物的宏基因组数据,发现功能变化与物种组成类似,过早获得某些功能与早期停止母乳喂养和哮喘有关。研究特别指出,Ruminococcus gnavus可能是关键物种之一,与色氨酸代谢功能、纯母乳喂养以及良好的呼吸道健康有关。
通过机器学习的方法,研究显示,相比于单一时间点的微生物组组成,使用微生物组变化轨迹预测哮喘的效果更好。结构方程模型(SEM)和中介分析进一步支持了母乳喂养通过调节微生物组的定植模式来减少哮喘发生的观点。
总之,这项研究强调了母乳喂养在调节婴儿鼻腔和肠道微生物组发展中的重要作用,并揭示了这一过程如何影响哮喘的发展。不过,需要注意的是,虽然本研究表明过早停止母乳喂养可能增加哮喘风险,但也有研究指出过晚断奶可能同样增加免疫疾病的风险。因此,适时的母乳喂养和断奶时间对婴儿健康至关重要。