GUT (IF2023=23)│母乳来源的花生四烯酸诱发婴儿肠道菌群失调以促进特应性皮炎

文摘   科学   2024-09-10 22:00   江西  

导读

20246月,佛山市第一人民医院研究团队在Gut期刊发表了题为“Association of breast milk- derived arachidonic acid- induced infant gut dysbiosis with the onset of atopic dermatitis” 的研究论文,该研究结果揭示了母乳源性花生四烯酸(AA)与特应性皮炎(Atopic dermatitis, AD)患儿肠道生态失调之间的相互作用,阐述了特应性皮炎发病的病因,有助于对AD的早期预防。


01 研究背景

特应性皮炎( AD)是一种常见慢性、炎症性、瘙痒性的皮肤病,婴儿 AD 多在出生后 6 个月内出现,主要表现为皮肤干燥、湿疹样皮疹、剧烈瘙痒、红肿和脱屑。我国 1~7 岁儿童患病率达 12.94%1~12月婴儿患病率更是高达 30.48%。目前该病的具体病因尚未完全明晰。

特应性皮炎属非感染性免疫疾病,大量研究表明其与肠道菌群失调有关,而母乳喂养极大的影响了婴儿肠道微生物群,对早期的免疫发育至关重要。但母乳衍生的代谢物是否介导了特应性皮炎的发生、发展过程尚不清楚,需要进一步研究。

02 研究结果

首先,作者招募了250对母婴,分别取1个月、3个月、6个月婴儿以及孕妇孕晚期的粪便进行宏基因组测序,同时对产妇30-42天的成熟母乳进行非靶向代谢组学分析。Fig.1

Fig.1临床队列招募及取样流程图

根据初步临床统计分析,发现从第3个月开始由于母乳喂养的减少和配方奶喂养的增加,婴儿AD发病率有所降低,健康组婴儿和疾病组婴儿肠道微生物群也开始出现差异,疾病组母乳中花生四烯酸浓度明显高于健康组,于是作者推测母乳中的代谢物是否影响肠道微生物并与特应性皮炎的发病有关。(Fig.2

Fig.2母乳衍生代谢物影响与疾病状态相关的肠道微生物组

宏基因组和代谢组学数据表明,在高浓度AA条件下,β-(1,4)-甘露聚糖降解途径是影响微生物功能最显著的途径,这表明,当暴露于高浓度的AA时,某些甘露聚糖降解细菌可能与肠道微生物失衡有关。接着作者进一步确定可能参与甘露聚糖降解的目标细菌,发现大肠杆菌的丰度在疾病组婴儿的肠道中明显增加。从而得出结论:来自母乳的花生四烯酸在婴儿期肠道微生物失衡中起着重要作用。(Fig.3)

Fig.3高浓度的AA影响肠道微生物群及其功能途径

为了确定AD婴儿肠道生态失调是否与甘露糖相关代谢有关,作者根据差异基因表达发现大肠杆菌和GDP-甘露糖、GDP-甘露糖衍生的 O 抗原以及 LPS的生物合成都成正相关。这些结果表明,甘露糖代谢通过增强O抗原和LPS的生物合成来促进革兰氏阴性菌的生长,从而导致肠道微生物生态失调。(Fig.4)

Fig.4微生物基因的差异表达反映了与AD免疫状态相关的细菌活性

为了深入探究AA在皮肤炎症中的作用,作者对小鼠进行AD造模,发现用AA灌胃会加剧AD小鼠的皮肤病变,增加外周血CD4+T细胞的数量,从而加重皮肤炎症反应。(Fig.5)
Fig.5花生四烯酸加重了小鼠的AD样皮肤炎症

为了明确肠道生态失调与AD之间的联系,作者对AD小鼠进行了粪菌移植,结果显示,移植健康小鼠的粪菌可以有效促进皮肤伤口愈合,给予长双歧杆菌干预能显著降低血清炎症水平,而大肠杆菌处理过的AD小鼠则出现相反的结果。综上,AA可能导致AD小鼠肠道生态失调,并加剧AD的进展。(Fig.6)

Fig.6花生四烯酸对小鼠肠道菌群的影响

03 供稿者短评

综上,该研究发现母乳中含有的花生四烯酸的相对含量会随着哺乳期的延长而逐渐升高,进而引发婴儿肠道菌群失调。在肠道菌群失调并发特应性皮炎的情况下,花生四烯酸会进一步被转化为致敏致炎的前列腺素和白三烯,同时使外周血中的免疫球蛋白 E(IgE)升高,从而促进和加重特应性皮炎的病情。这一研究成果在一定程度上阐释了婴儿在添加辅食之前发生AD的病因,有利于AD易感人群通过改善饮食习惯、调整肠道菌群平衡来降低患病风险。

然而,本研究在以下方面也值得进一步探讨:首先,作者在应用AA后缺乏对小鼠肠道功能及菌群改变等方面的研究;其次,作者认为母乳衍生的AAAD的发生存在关系,但关于母乳和配方乳在体内产生的代谢物差异或两者肠道微生物改变均未作研究,导致AD致病的AA具体浓度或其是否只由母乳产生也值得探讨。

文献来源

DOI:10.1136/gutjnl-2024-332407

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编辑:叶菲菲     排版:徐沁雯     审核:杨庆玲

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