新生命降临，母乳如同自然馈赠的完美礼物，是宝宝最理想的营养源泉，但人们往往忽略了母乳中还隐匿着一个神秘莫测的微观宇宙——微生物群。过去，科学界普遍认为母乳处于无菌状态，然而近年来，这一认知被彻底改写。母乳中栖息着种类繁多的微生物，它们彼此依存、相互制约，共同编织成一个精妙复杂的生态网络，即母乳微生物群（HMM）。
这个微观世界对宝宝健康的影响不容小觑。HMM被视作宝宝肠道微生物定植的关键因素，正常情况下，它助力构建有益的肠道环境，宛如为宝宝肠道筑起一道坚固防线，抵御疾病侵袭。可一旦母婴间微生物传递失衡，如有益菌缺失或有害菌滋生，肠道微生态失调便可能接踵而至，使宝宝未来患哮喘、过敏等慢性疾病的风险显著增加。
尽管科学家们已经对微生物群在人体健康中的作用有了一些了解，比如肠道、口腔和呼吸道里的微生物，但母乳微生物群在宝宝哮喘和过敏等疾病中到底扮演着什么样的角色，以及妈妈的基因是如何影响母乳微生物群的组成，依旧是未解谜团。
近日，加拿大女王大学Qingling Duan研究团队在Cell Host Microbe发表了题为Networks of human milk microbiota are associated with host genomics, childhood asthma, and allergic sensitization的研究论文。
本研究以CHILD队列885对母婴为对象，深入探究了HMM与母体基因组学、儿童哮喘及过敏的关联。结果表明，母乳中特定微生物（如Pseudomonas oryzihabitans等）及网络模块与儿童哮喘及过敏密切相关，且母体基因组（如NPR1、COTL1等）影响HMM多样性和微生物丰度，这些发现为深入理解母乳喂养对儿童健康影响提供了新见解。
HMM与儿童哮喘和过敏的紧密关联
研究发现，HMM与儿童哮喘和过敏密切相关。母乳中特定微生物如Pseudomonas oryzihabitans的存在，会使儿童哮喘患病率显著增加；Lawsonella sp.丰度的升高则与儿童过敏致敏患病率上升紧密相连；而α多样性的增加，对降低儿童过敏致敏和过敏皮炎患病率有益。
从代谢途径看，丙酮酸发酵为丙酮途径丰度的提升，有助于减少儿童反复喘息和过敏的发生风险。这充分表明母乳微生物群的组成在儿童哮喘和过敏的发生发展中起着至关重要的作用，微生物的平衡与否直接影响着儿童的健康状况。
图1. 母乳ASV、代谢途径和α多样性与儿童哮喘和过敏的关系
网络模块分析揭示微生物群落影响
通过加权基因相关网络分析（WGCNA），研究鉴定出六个网络模块，其中黄色、绿色和绿松石模块与儿童哮喘和过敏关系密切。黄色模块中微生物丰度的增加能有效降低儿童多种过敏相关的患病率；绿色模块与食物致敏患病率的降低相关；绿松石模块则与儿童哮喘患病率的升高存在关联。
在这些模块中，关键区分扩增子序列变体（ASV）的确定进一步揭示了微生物群落的特性。比如黄色模块中的Prevotella salivae丰度降低与儿童过敏相关，绿松石模块中的Pseudomonas oryzihabitans和Stenotrophomonas maltophilia丰度增加与哮喘相关。这体现了微生物之间的相互关系和群落结构对儿童健康有着深远影响，不同微生物组合在疾病发生过程中可能发挥着协同或拮抗的作用。
图2. HMM网络集群与儿童哮喘和过敏关系
母体基因组对HMM的塑造作用
在母体基因组与HMM的关联研究中，全基因组关联研究（GWAS）发现逆辛普森多样性与NPR1基因相关，Lawsonella sp.丰度与COTL1基因相关，多个ASV也与不同基因存在联系。
这些基因关联表明母亲的遗传因素在塑造母乳微生物群组成方面具有关键意义。这些相关基因可能通过影响免疫反应、微生物信号识别、感染易感性以及母乳成分等多种途径，对HMM和儿童健康产生影响。例如，NPR1基因与血压调节相关，其与HMM的逆辛普森多样性相关，可能暗示了血压调节与母乳微生物群之间存在某种联系，进而影响儿童健康；COTL1基因与Lawsonella丰度及母乳中IL-6和乳糖浓度有关，可能通过调节母乳中的炎症状态和营养成分，影响婴儿肠道微生物群的定植和发育。
图3. α多样性和Lawsonella sp.丰度与母体基因组变异有关
总体而言，本研究发现母乳微生物群（HMM）与儿童哮喘、过敏及母体基因组紧密相关。HMM中，Pseudomonas oryzihabitans增加儿童哮喘风险，Lawsonella sp.与过敏正相关，α多样性与之负相关，且特定代谢途径影响疾病风险。母体基因组方面，NPR1、COTL1等基因与HMM多样性、Lawsonella sp.丰度相关。这一研究为深入理解母乳喂养对儿童健康影响机制提供重要依据，强调考虑母体基因组因素对HMM研究的重要性，有助于优化母乳喂养策略，为开发基于HMM的治疗应用提供理论基础，对保障母婴健康具有重要意义。
参考文献：
Fang ZY, Stickley SA, Ambalavanan A, et al. Networks of human milk microbiota are associated with host genomics, childhood asthma, and allergic sensitization. Cell Host Microbe. 2024;32(10):1838-1852.e5. doi:10.1016/j.chom.2024.08.014
