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数据分析Nature · 乳汁多组学对照研究

哺乳期乳腺炎缓解期女性乳汁的代谢组与微生物组分析

Metabolome and microbiome analysis of human milk from women with lactational mastitis during remission

一句话哺乳期乳腺炎缓解期与乳汁脂质谱异常相关，但菌群多样性与对照无显著差异。

研究问题

哺乳期乳腺炎缓解后，患者乳汁的微生物组、代谢组和脂质组与对照母亲相比是否仍存在差异？

数据与样本

样本来自哺乳期乳腺炎缓解期患者（LMR）及对照母亲的乳汁，摘要未报告样本量。采用16S rRNA测序获取微生物组，采用LC–MS/MS获取非靶向代谢组和脂质组。

分析流程

  1. 1设置比较组：比较LMR患者与对照母亲的乳汁样本。
  2. 2获取微生物组：采用16S rRNA测序分析乳汁菌群。
  3. 3比较菌群特征：评估两组的α和β多样性及既往报道的乳腺炎相关菌属差异。
  4. 4获取代谢组与脂质组：采用LC–MS/MS检测乳汁中的非靶向代谢组和脂质组。
  5. 5识别差异代谢物：比较两组代谢组和脂质组谱，并分析差异丰度代谢物涉及的脂质类别。
  6. 6分析代谢通路：通过KEGG分析识别与脂质变化相关的代谢通路。

关键方法与工具

16S rRNA sequencing
获取乳汁微生物组
LC–MS/MS
获取代谢组和脂质组
KEGG
分析相关代谢通路

设计思路

以缓解期患者与对照母亲的乳汁进行比较，直接考察临床缓解后是否仍存在组学差异。联合微生物组、非靶向代谢组和脂质组分析，区分菌群层面的变化与代谢、脂质层面的变化，并用通路分析解释脂质差异。

主要发现

  • LMR与对照母亲的乳汁在α和β多样性，以及葡萄球菌属、链球菌属等既往报道的乳腺炎相关菌属方面均无显著差异。
  • 两组乳汁的代谢组和脂质组谱存在显著差异，差异丰度代谢物尤其富集于神经酰胺、甘油三酯、O-酰基羟基脂肪酸、磷脂酰胆碱和溶血磷脂酰胆碱等脂质类别。
  • KEGG分析显示，花生四烯酸代谢和α-亚麻酸代谢主要与上述脂质变化相关。
  • 哺乳期乳腺炎处于缓解期时，乳汁仍表现出脂质失调。

可借鉴之处

  • 研究疾病恢复状态时，可像本文一样将缓解期单独作为研究对象，与对照比较，以识别临床缓解后仍存在的分子差异。
  • 将菌群多样性、相关菌属与代谢组和脂质组并行比较，可避免仅凭菌群无显著差异就推断乳汁整体组学特征已恢复。
  • 对差异代谢物进一步归纳脂质类别并开展KEGG通路分析，可将分散的代谢物差异组织为可供后续研究的代谢通路线索。

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

  • 该观察性组间比较不能确定乳腺炎与乳汁脂质变化之间的因果关系。
  • 研究报告的是乳汁组学差异，不能直接据此判断继续母乳喂养的临床安全性。

摘要（中文翻译）

哺乳期乳腺炎是一种给母亲带来疼痛并中断母乳喂养的疾病。缓解后，母亲和医生关心乳汁是否适合继续用于母乳喂养。然而，相关研究，尤其是聚焦哺乳期乳腺炎缓解期的多组学研究，仍然匮乏。采用16S rRNA测序获取微生物组。采用LC–MS/MS获取哺乳期乳腺炎缓解期患者（LMR）及对照母亲乳汁样本的非靶向代谢组和脂质组。结果显示，LMR与对照母亲的乳汁在α和β多样性，以及既往报道的哺乳期乳腺炎相关菌属（如葡萄球菌属和链球菌属）方面均无显著差异。代谢组和脂质组谱存在显著差异，差异丰度代谢物尤其富集于一些重要脂质类别，如神经酰胺、甘油三酯、O-酰基羟基脂肪酸、磷脂酰胆碱和溶血磷脂酰胆碱。此外，KEGG分析显示，花生四烯酸代谢和α-亚麻酸代谢主要与上述脂质变化相关。本研究表明，尽管处于哺乳期乳腺炎缓解期，所产生的乳汁仍表现出脂质失调。

英文原文摘要

Lactational mastitis is a disease that brings pain to mothers and interrupts breastfeeding. After remission, mothers and doctors care about whether the milk is suitable to continue breastfeeding or not. However, relevant research, particularly multi-omics studies focusing on the remission phase of lactational mastitis, remains scarce. 16S rRNA sequencing was used to acquire the microbiome. LC–MS/MS was used to acquire the untargeted metabolome and lipidome of the milk samples from lactational mastitis patients in remission period (LMR) and control mothers. The results revealed that there were no significant differences between the milk from the LMR and control mothers in alpha and beta diversity, and the reported lactational mastitis related genera like Staphylococcus and Streptococcus . Significant differences were found in metabolomic and lipidomic profiles, differentially abundant metabolites especially enriched in some important lipid species like ceramides, triglyceride, O-acyl-hydroxy fatty acids, phosphatidylcholine and lysophosphatidylcholine. In addition, KEGG analysis showed arachidonic acid metabolism and α-linolenic acid metabolism were primarily associated with the aforementioned lipid changes. This study demonstrates that despite being in the remission period of lactational mastitis, the produced milk exhibits lipid dysregulation.

摘要来自 Crossref。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。