Nature | 婴儿间的菌株传播塑造了发育中的肠道微生物组

撰文|一只鱼

早期婴儿微生物组的形成是一个复杂且部分随机的微生物获取过程，其中母亲是主要来源，其他家庭成员为次要来源。随后几年中，婴儿微生物组以复杂的动态模式演化，最终形成更稳定、类似成人的微生物组。尽管早期家庭对婴儿的微生物菌株传播已得到较广泛研究，但涉及社会环境中与其他同龄人互动的后期婴儿发育阶段却极少受到关注，导致人们对生命最初关键1000天内人体微生物组成熟动态的理解存在重大空白。

近日，来自意大利特伦托大学的Nicola Segata研究团队在Nature上发表题为Baby-to-baby strain transmission shapes the developing gut microbiome的文章，通过一项宏基因组学调查，构建了托育环境中一岁婴儿、教育者及其家庭成员之间的微生物组传播模型。在婴儿入托第一年期间进行了密集的纵向微生物组采样，并在三个不同托育机构中追踪了班级内部及班级间的微生物菌株传播，发现即使在仅入托一个月后，托育班级内已存在广泛的婴儿间微生物组传播。至第一学期末，从托育环境中获取的菌株在婴儿肠道微生物组中所占比例已与来自家庭的菌株相当。婴儿间的传播在整个托育学年持续增强，形成一个日益复杂的传播网络：单一菌株在某些班级中扩散，同时呈现出多样化的婴儿获取模式和物种传播特性。拥有兄弟姐妹与更高的微生物组多样性相关，但会减少从托育同伴处获取菌株；而抗生素治疗则是导致菌株流入增加的最主要因素。

研究人员首先建立了microTOUCH-baby队列，研究约1岁婴儿及其密切社交网络中的微生物组发展与传播动态。他们追踪了43名首次入托婴儿及其家庭成员、托育人员共134名志愿者，在5个月内收集了1013份粪便样本进行深度测序。采用高分辨率菌株分型技术，精准追踪特定菌株在人际网络中的传播路径，突破了以往仅关注物种层面变化的局限。分析发现婴儿在入托3个月后，肠道微生物组多样性显著增加，且个体间菌株组成相似性平均提升7%，呈现明确的同质化趋势。第一学期末，婴儿从托育同伴处获取的菌株比例（28.4%）已显著超越家庭来源（20.0%）。菌株共享率在同班婴儿间达到20.2%，远超不同托育机构婴儿间的4.6%。随着托育时间延长，传播效应持续加强，至学年末，同园婴儿菌株共享率中位数攀升至33.3%，即便经历暑假中断，仍保持显著高于学期中的水平。共捕捉到565258个菌株共享事件，清晰描绘出菌株在“婴儿-同伴-家庭成员”间双向传播的动态网络，例如 Akkermansia muciniphila菌株可从婴儿传播至同伴，进而“逆向”定植于同伴父母体内。

他们进一步对关键影响因子进行分析发现，有兄弟姐妹的婴儿在入托前已从同胞处获得大量菌株（专属共享菌株平均达10.4个），这使其在托育环境中获取新菌株的“潜力”相对饱和，从同伴处获取的菌株数量显著少于独生子女。高传播力菌株多具备耐氧或产孢特性，婴儿间特发性高传播的物种包括对健康有益的短双歧杆菌和长双歧杆菌婴儿亚种，后者几乎完全通过婴儿间人际传播获得。抗生素治疗可以显著降低婴儿菌株保留率（从90.6%降至70.2%），且影响远高于成人。但婴儿微生物组展现出更强恢复力，治疗后通过获取新物种和菌株替换快速重建，新物种获取率高达49.2%。

总的来说，这项研究颠覆了家庭作为婴儿微生物组唯一主要来源的传统认知，揭示出托育机构等早期社交环境对微生物组构建的关键塑造作用。在生命早期1000天的关键窗口期，托育机构与家庭共同构成微生物组演化的双重驱动力，这为通过优化早期社交环境塑造终身健康奠定了新的理论基础。

https://doi.org/10.1038/s41586-025-09983-z

制版人： 十一

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