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数据分析Cell Reports Medicine · 纵向宏基因组研究

母乳喂养及母体微生物储库与婴儿出生后第一年肠道噬菌体组发育相关

Breastfeeding and maternal microbial reservoirs are associated with infant gut phageome development during the first year of life.

一句话婴儿肠道噬菌体多样性随年龄增加，喂养相关变量与特定发育阶段的噬菌体组组成相关。

研究问题

婴儿出生后第一年肠道噬菌体组如何发育，其变化与母体微生物储库及喂养相关变量有何关联？

数据与样本

研究纳入34对母婴，纵向分析婴儿出生后第一年内的母婴肠道样本，采用宏基因组学进行检测。

分析流程

  1. 1纵向表征：采用宏基因组学及以噬菌体为中心的计算流程，分析34对母婴的肠道噬菌体组。
  2. 2发育轨迹比较：考察噬菌体多样性随年龄的变化，并与细菌多样化及生态轨迹比较。
  3. 3母婴共享分析：识别母体与婴儿样本之间共享的病毒种群，评估母体可能的贡献。
  4. 4喂养关联分析：考察特定发育阶段喂养相关变量与噬菌体组组成的关联。
  5. 5多因素解释：评估母体、环境和饮食输入对噬菌体组变异的解释。

关键方法与工具

metagenomics
纵向表征肠道噬菌体组

设计思路

通过母婴配对与出生后第一年的纵向观察，同时考察年龄变化、母婴共享病毒种群及喂养相关变量。将噬菌体与细菌的发育轨迹进行比较，有助于区分两者同步多样化与生态轨迹差异；共享病毒种群仅支持母体可能参与，不能据此认定直接传播。

主要发现

  • 噬菌体多样性随年龄增加，与细菌多样化同步，但生态轨迹不同。
  • 母婴样本存在共享病毒种群，支持母体可能作出贡献，但不表明存在直接传播。
  • 喂养相关变量在特定发育阶段持续与噬菌体组组成相关。
  • 没有任何单一因素能够完全解释噬菌体组变异，结果支持涉及母体、环境及饮食输入的多因素模型。

可借鉴之处

  • 研究婴儿微生物组发育时，可借鉴母婴配对与纵向观察相结合的设计，同时考察潜在母体来源和年龄变化。
  • 可按发育阶段分析喂养变量与微生物组组成的关联，避免只报告整个婴儿期的总体关联。
  • 比较噬菌体与细菌的发育轨迹，并将共享种群与直接传播证据区分开，有助于控制结论的解释范围。

数据与代码

摘要和已读取的内容里没有说明，请查看原文的数据可得性声明。

局限

  • 观察性关联不能确定喂养或母体微生物储库对婴儿噬菌体组发育的因果作用。
  • 母婴共享病毒种群不能证明直接传播。
  • 研究纳入34对母婴，样本规模有限。

摘要（中文翻译）

生命早期肠道微生物组的建立是长期健康的关键决定因素，但噬菌体在这一过程中的作用仍知之甚少。本研究采用宏基因组学和以噬菌体为中心的计算流程，对34对母婴在婴儿出生后第一年内的肠道噬菌体组进行纵向分析。噬菌体多样性随年龄增加，与细菌多样化同步，但遵循不同的生态轨迹。母体与婴儿样本之间共享的病毒种群与母体可能作出贡献的解释一致，但并不表明存在直接传播。喂养相关变量在特定发育阶段持续与噬菌体组组成相关。没有任何单一因素能够完全解释噬菌体组的变异，支持涉及母体、环境及饮食输入的多因素模型。总体而言，这些发现为理解生命早期噬菌体生态提供了框架，将噬菌体定位为早期微生物组建立过程中的积极参与者，并支持在旨在促进婴儿期健康生态系统发育的微生物组策略中纳入病毒组分。

英文原文摘要

The early-life assembly of the gut microbiome is a critical determinant of long-term health, yet the role of bacteriophages in this process remains poorly understood. Here we longitudinally profile the gut phageome of 34 mother-infant dyads during the first year of life with metagenomics and a phage-centered computational workflow. Phage diversity increases with age, paralleling bacterial diversification but following distinct ecological trajectories. Shared viral populations across maternal and infant samples are consistent with potential maternal contribution, although not indicative of direct transmission. Feeding-related variables are consistently associated with phageome composition at specific developmental stages. No single factor fully explains phageome variation, supporting a multifactorial model involving maternal, environmental, and dietary inputs. Together, these findings provide a framework for understanding early-life phage ecology, positioning phages as active participants in early microbiome assembly and supporting the inclusion of viral components in microbiome-based strategies aimed at promoting healthy ecosystem development in infancy.

摘要来自 PubMed。翻译与解读由模型根据摘要生成，可能有误，不构成诊疗建议；数据以原文为准，版权归原出版方所有。