围产期母婴队列样本采集
建立比较传统农耕与城市/郊区生活方式母婴样本的研究体系。
纳入OOM和ROC孕妇，采集母亲粪便、母亲血清、脐带血血浆及婴儿6月龄血浆，并收集医师诊断特应性结局。
关于丁香通
公司信息
个人用户
企业机构
无忧采购 轻松科研
- 移动端
母亲围产期肠道微生物组受传统农耕生活方式塑造并与早期儿童特应性疾病相关
Maternal Perinatal Gut Microbiome Is Shaped by Traditional Farming Lifestyle and Associated With Early Childhood Atopic Disease
实验完整度
高含母婴两个独立证据层级：母体粪便宏基因组、血清/脐带血浆SCFA、婴儿IgA及医师诊断特应性结局，并包含功能通路与关联验证。
主要模型
Old Order Mennonite（OOM）母婴队列 Rochester城市/郊区（ROC）母婴队列 母体粪便微生物组 婴儿脐带血/血浆与6月龄血浆
重点核对
OOM与ROC分组及样本量：OOM n=68，ROC n=55，母体粪便每母一份；血清SCFA OOM n=73、ROC n=73 粪便宏基因组测序深度：NovaSeq 6000，150 cycles，100 million paired end reads；平均93,327,245 paired end reads/样本 SCFA检测方法：母体血清LC-MRM/MS，脐带血浆GC-MS，并注明乙酸、丙酸、丁酸等检测物 婴儿特应性结局定义：2岁前医师诊断AD和/或IgE-FA；ROC中AD单独18例、IgE-FA单独3例、两者兼有12例 饮食记录：55名女性完成3天饮食记录，仅纳入孕2期至产后6个月之间记录
摘要
母亲在孕期暴露于传统农耕生活方式与儿童期过敏性疾病保护相关；然而机制尚不清楚。临床前研究已证明母亲肠道微生物组在胎儿免疫编程中的作用。鉴于农场中多样的微生物暴露，我们试图评估母亲肠道微生物组是否可能介导母亲农场暴露与子代过敏性疾病保护之间的关系。对围产期粪便微生物组的深度鸟枪法宏基因组分析显示，来自Old Order Mennonite传统农耕社区（OOM，n=68）的女性相比来自纽约州罗切斯特城市/郊区（ROC，n=55）的女性拥有更多样的肠道微生物组。我们鉴定了几种在生活方式组间差异丰度的细菌物种，包括来自Dorea、Anaerobutyricum、Bifidobacterium和Bacteroides属的物种，这些差异转化为微生物组功能能力的显著差异。肠道微生物组组成的这些差异伴随着靶向代谢物发现，表明OOM女性血清乙酸盐和异丁酸盐水平较高，并与脐带血浆水平和婴儿全身IgA浓度正相关。在城市女性中，母亲微生物组组成与早期儿童特应性疾病结局相关。具体而言，Dorea longicatena和Segatella copri分别在其婴儿发生特应性疾病（特应性皮炎）或仅IgE介导的食物过敏的城市母亲中丰度最低，而在OOM母亲中丰度最高。总之，这些发现强调母亲肠道微生物组和代谢物可能是产前农耕生活方式保护早期儿童过敏性疾病的重要贡献者。
实验结论
提炼研究问题、关键发现与证据，快速把握文章的核心贡献。
- 研究问题
- 母亲围产期肠道微生物组和循环微生物代谢物是否在传统农耕生活方式女性与城市高风险女性之间存在差异，并是否与子代早期特应性疾病结局相关。
- 核心机制
- 传统农耕生活方式塑造更多样且功能不同的母亲肠道微生物组，可能通过增加短链脂肪酸产生和母胎转移，调节胎儿免疫并影响早期儿童特应性疾病风险。
- 主要证据
- 对123名女性围产期粪便进行深度鸟枪法宏基因组分析，发现OOM女性Shannon多样性和物种丰富度更高、35个细菌物种差异丰度，并伴随79条功能通路差异；OOM女性血清乙酸盐和异丁酸盐更高，母体血清乙酸盐与脐带血浆乙酸盐及6月龄婴儿血浆IgA正相关；ROC城市队列中母亲微生物组整体结构与子代AD和/或IgE-FA及IgE-FA结局相关。
- 研究意义
- 研究提示母亲肠道微生物组及其代谢物可能是产前农耕生活方式保护早期儿童过敏性疾病的新机制靶点，并支持进一步在更大城市队列中研究其与IgE-FA的关系。
研究路径
按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。
母体粪便宏基因组测序与分类分析
评估传统农耕与城市女性围产期肠道微生物组分类组成差异。
提取粪便DNA，进行鸟枪法宏基因组测序，使用MetaPhlAn v4.1.1分析分类组成，计算Bray-Curtis、Shannon多样性和物种丰富度，并用MaAsLin 3分析差异丰度物种。
母体粪便微生物组功能通路分析
评估生活方式组间微生物组功能能力差异，尤其是SCFA相关代谢。
使用HUMAnN 3.0分析质量控制后的测序reads，获得功能通路相对丰度，并以MaAsLin3比较组间差异。
母体血清与脐带血浆SCFA检测
评估生活方式组间循环短链脂肪酸差异及母婴转移相关性。
检测母体血清和脐带血浆SCFA；母体血清使用LC-MRM/MS，脐带血浆使用GC-MS，并进行组间比较和Spearman相关分析。
婴儿血浆IgA检测
评估母体循环SCFA与婴儿全身IgA浓度的关系。
使用ELISA检测6月龄婴儿血浆IgA，并与母体血清SCFA进行相关分析。
婴儿特应性结局关联分析
评估母亲微生物组结构、物种和代谢物与子代特应性疾病结局的关联。
在ROC队列中依据2岁前AD和/或IgE-FA及IgE-FA结局，分析母亲微生物组Bray-Curtis结构、Shannon多样性、差异丰度物种和SCFA。
Segatella copri复杂种分析
评估农耕与城市女性中Segatella copri complex的流行和丰度及其与IgE-FA结局关系。
在宏基因组数据中分析ScC物种，比较OOM和ROC女性S. copri检测率、相对丰度及与子代IgE-FA的关联。
饮食摄入分析
评估OOM与ROC女性围产期饮食差异，作为微生物组和代谢物差异的潜在相关因素。
收集3天饮食记录，使用Nutrition Data System for Research 2019分析食物组、膳食纤维和淀粉摄入。
研究方法
按研究目的归类文中使用的方法，便于定位所需技术。
产品清单
| 实验环节 | 名称 | 品牌 | 货号 |
|---|---|---|---|
| DNA提取 | DNeasy PowerSoil Pro试剂盒 | Qiagen | -- |
| DNA定量 | Qubit双链DNA检测试剂盒 | Life Technologies | -- |
| 文库构建 | Nextera XT试剂盒 | Illumina Inc. | -- |
| 测序 | NovaSeq 6000测序仪 | Illumina Inc. | -- |
| 血清SCFA分析 | Waters BEH C18色谱柱（2.1 *100 mm，1.8 μm） | Waters | -- |
| Agilent 1290 Infinity II液相色谱仪 | Agilent | -- | |
| Agilent 6495B三重四极杆质谱仪 | Agilent | -- | |
| 脐带血浆SCFA分析 | Agilent 7890B气相色谱系统 | Agilent | -- |
| LECO BT飞行时间质谱仪 | LECO | -- | |
| Phenomenex Zebron ZB-Wax Plus色谱柱（30 m × 0.25 mm内径 × 0.25 μm膜厚） | Phenomenex | -- | |
| 婴儿血浆IgA检测 | 山羊抗人IgA捕获抗体 | Bethyl Labs | -- |
| 山羊抗人IgA-HRP检测抗体 | Bethyl Labs | -- | |
| Maxisorp平底96孔板 | Thermo Fisher Scientific | -- | |
| TMB底物 | BD Biosciences | -- |
关键环节
汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。
| 环节 | 核对要点 |
|---|---|
| 研究对象与分组 | OOM与ROC定义、样本量、招募孕周和子代特应性结局定义 阅读提示：Methods 2.1 Participants and Sample Collection及Figure 1A、1B |
| 母体粪便宏基因组测序 | DNA提取量、文库构建试剂、测序平台、测序深度和每样本reads数 阅读提示：Methods 2.3 DNA Extraction and Shotgun Sequencing |
| 分类与功能分析 | KneadData、Trimmomatic、bowtie2、MetaPhlAn、HUMAnN和MaAsLin3参数与过滤阈值 阅读提示：Methods 2.4 Metagenomic Sequence Processing及2.10 Statistical Analysis |
| 母体血清SCFA检测 | 血清体积、衍生化试剂、LC-MS平台、色谱柱和内标 阅读提示：Methods 2.6 Maternal Serum SCFA Analysis |
| 脐带血浆SCFA检测 | 液液萃取、同位素内标、GC-MS参数、色谱柱和定量化合物 阅读提示：Methods 2.7 Cord Blood Plasma SCFA Analysis |
| 婴儿血浆IgA检测 | 抗体稀释比例、封闭条件、血浆稀释比例、显色和读数波长 阅读提示：Methods 2.8 Infant Plasma IgA Assessment |
| 饮食摄入分析 | 记录天数、纳入时间范围、分析软件和食物组定义 阅读提示：Methods 2.9 Dietary Intake及Figure 6 |