剖腹產嬰兒與陰道順產分娩嬰兒相比，其腸道微生物群組成存在差異，并與出生后部分疾病風險增加相關。順產嬰兒的早期腸道微生物來自母親的產道，而剖腹產嬰兒的微生物群主要是在母親的皮膚、母乳和來自環(huán)境的細菌。雖然隨著年齡的增長，這種差異會逐漸消失，但早期的腸道微生物群與嬰兒神經免疫系統(tǒng)的發(fā)育有關，并可能影響他們以后患糖尿病等疾病的風險。陰道菌群轉移（VMT）對新生兒可能逆轉剖腹產相關的微生物群紊亂。

2023年6月15日，南方醫(yī)科大學珠江醫(yī)院何彥團隊、佛山市婦幼保健院謝日華團隊及上海交通大學醫(yī)學院附屬第六人民醫(yī)院陳天璐團隊合作在Cell Host & Microbe（IF=31.316）期刊上發(fā)表題為“Effects of vaginal microbiota transfer on the neurodevelopment and microbiome of cesarean-born infants: A blinded randomized controlled trial ”的研究型文章，通過三盲（傳統(tǒng)雙盲+數(shù)據處理盲法）隨機對照試驗，評估其對神經發(fā)育、腸道微生物組和代謝組的影響。研究發(fā)現(xiàn)通過擦拭浸有母親陰道分泌液體的紗布，可以改善剖宮產分娩的新生兒遠期的健康狀況，尤其是神經功能發(fā)育的提升。在促進嬰兒腸道菌群成熟等方面，也具有積極的作用。此外，VMT可調節(jié)嬰兒腸道的代謝產物和代謝功能。本研究為臨床上開展陰道菌群定植提供了更加有力的證據。（麥特繪譜為本研究提供Q300全定量代謝組檢測服務）

兩組新生兒42天內的不良反應事件發(fā)生率沒有統(tǒng)計學差異

該研究在嚴格篩查后招募了68對剖宮產母嬰，隨機分為剖宮產陰道菌群種植組（VMT）和剖宮產對照組（Con）。在剖宮產嬰兒出生后1-2分鐘內用母親陰道液體紗布/無菌生理鹽水紗布涂抹嬰兒全身（盲法對照），采集其出生后42天內的糞便標本及安全性資料。研究期間進行安全性觀察，包括不良事件（AEs）和嚴重不良事件（SAEs）。兩組在出生后42天內不良事件的發(fā)生率相似（p > 0.999）。最常見的不良事件是輕度的皮膚疾病。這些不良事件性質輕微，嬰兒在短期內可恢復。沒有給任何有不良事件的嬰兒使用抗生素或抗病毒藥物，也沒有因不良事件而退出實驗。與Con組相比，VMT并未增加不良事件的風險。

圖1. 三盲隨機對照試驗技術路線及研究主要結果

VMT與剖腹產嬰兒的神經發(fā)育改善相關

通過”Ages and Stages Questionnaire”（ASQ-3）問卷調查評分，問卷包括五個方面：溝通、粗糙運動、精細運動、問題解決和個人社交技能，得分之和代表整體的神經發(fā)育。VMT組3個月時的ASQ-3總分明顯高于Con組，VMT組6個月時的ASQ-3總分增加了10.09%，顯著高于Con組。這些結果表明VMT組的嬰兒神經發(fā)育顯著優(yōu)于對照組。

圖2. CON組和VMT組嬰兒3個月和6個月的神經發(fā)育評分

VMT能夠使腸道微生物群恢復成類似于陰道分娩嬰兒的狀態(tài)

對母親的陰道拭子進行16S rRNA基因測序表明，乳酸菌在參與試驗的女性生殖道中占主導地位。通過對嬰兒糞便的16S rRNA基因測序，檢測其腸道菌群在出生后3、7、30和42天的情況。使用SourceTracker軟件評估嬰兒腸道微生物組中來自母親陰道液的成分比例。與對照組相比，VMT組的嬰兒腸道微生物組在30天和42天具有更高比例的母源陰道細菌，表明VMT向嬰兒提供了更多來自母親陰道液的微生物組。無論是VMT組還是對照組的嬰兒腸道菌群在3至42天之間都呈逐漸變化的趨勢，如主坐標分析（PCoA）所示，從圖中的左半部分向右半部分移動，表明符合預期的成熟軌跡（圖3A，附圖S4A和S4B）。通過使用無監(jiān)督聚類算法，將嬰兒腸道菌群分為兩個組（S4C-S4F），也對應了在PCoA圖中觀察到的成熟軌跡，接下來測試了腸道微生物組成熟的速度是否與嬰兒6個月時的神經發(fā)育相關。計算了每個嬰兒在后期階段（第42天和第30天的PCoA1均值）與早期階段（第7天和第3天的PCoA1均值）之間的差異值，以代表其個體微生物組成熟的速度。VMT組顯示出比對照組更快的成熟速度（p = 0.022，圖S5A）。線性回歸分析結果顯示更快的成熟速度與更高的ASQ-3得分顯著相關（p = 0.008，圖S5B）。在調整了孕周、出生體重和嬰兒性別后，結果仍具有統(tǒng)計學意義（p = 0.007）。這些結果表明VMT組加速嬰兒腸道菌群成熟，使其與陰道分娩的嬰兒相似。

圖3. CON組和VMT組嬰兒腸道微生物群的動態(tài)變化

圖4. CON組和VMT組嬰兒腸道主要微生物區(qū)系的變化軌跡

VMT改善了部分腸道代謝物和菌群代謝途徑

本研究使用靶向代謝組學對嬰兒糞便中的300種代謝物進行絕對定量。共檢測到288種代謝物在至少10%的樣本中存在，并納入后續(xù)分析(圖S6)。代謝物的數(shù)量差異較大，亞油酸（平均213.97 mmol/g）、L-半胱氨酸（平均125.78 mmol/g）和乙酸（平均91.22 mmol/g）是主要的糞便代謝物。通過Procrustes分析檢驗發(fā)現(xiàn)嬰兒腸道菌群和代謝組存在顯著的協(xié)變關系，但效應大小較輕微（M2 = 0.779，p = 0.001，999次置換檢驗）。M2值在出生后的第3天到第42天逐漸降低，表明腸道菌群和代謝組之間的協(xié)變關系隨著時間的推移變得更強。計算了VMT組和對照組剖宮產嬰兒的代謝組Bray-Curtis距離與陰道分娩組（VD組）嬰兒的代謝組之間的距離。最初VMT組的代謝組與VD組相比并沒有顯著更相似的特征，而對照組則相對較近。然而到了第42天，VMT組的腸道代謝組有一定趨向于與VD組的代謝組聚類，見圖S6GH。

圖S6. 各組各時間點腸道代謝物組成及代謝物組比較

陰道菌群種植可以增加15種腸道代謝物水平（圖5A）。其中包括多種碳水化合物、氨基酸、熊去氧膽酸、L-乳酸、肌肽、羥基苯乳酸、香草酸、乙酸和吲哚乳酸。其中L-乳酸的顯著性最高（p < 0.001，F(xiàn)DR = 0.024），與VMT組中觀察到的乳桿菌水平高于對照組相一致（圖4C）。此外，KEGG數(shù)據庫的代謝通路分析顯示陰道菌群種植上調22條代謝通路水平，如碳水化合物代謝、能量代謝、氨基酸代謝信號轉導（HIF-1信號通路和cAMP信號通路）（圖5B）。67種糞便代謝物與腸道微生物成熟度顯著相關，主要分為氨基酸、膽汁酸、有機酸、脂肪酸和肉堿。其中，γ-氨基丁酸（GABA）與腸道微生物成熟度呈最高正相關，而L-肉堿與之呈最高負相關。這些結果表明，VMT對調節(jié)某些糞便代謝物和代謝功能水平具有影響。42天時L-肉堿水平與6個月時的ASQ-3總分呈顯著負相關（p = 0.034）。即使在性別、出生體重、孕周和喂養(yǎng)方式等因素進行調整后，這種關聯(lián)仍然顯著（p = 0.025）。而GABA水平與神經發(fā)育評分沒有顯著相關。

圖5. VMT組和CON組腸道微生物代謝組的改變以及與嬰兒神經發(fā)育的相關性

通過代謝網絡發(fā)現(xiàn)了125個差異代謝物，它們連接了神經發(fā)育評分、差異微生物分類和差異代謝物（圖5C）。其中有15個是負相關，包括克雷伯氏菌和酒石酸。其余大多數(shù)相關是正相關，顯示著微生物和代謝物之間的相互促進。當將腸道微生物和代謝物與神經發(fā)育聯(lián)系起來時，除了克雷伯氏菌外，其他都呈現(xiàn)出正相關。所有與神經發(fā)育評分呈正相關的分類與代謝物在VMT組中上調，而唯一與之呈負相關的克雷伯氏菌則被下調（圖4E），表明VMT可能通過調節(jié)特定腸道微生物屬和代謝物來影響神經發(fā)育。

小結

本研究表明，剖宮產陰道菌群種植組嬰兒3-6月齡的神經發(fā)育總分顯著高于剖宮產對照組；重新捕捉了剖宮產嬰兒腸道微生物的成熟軌跡，發(fā)現(xiàn)VMT可以加速這一過程。這些發(fā)現(xiàn)提示對剖宮產嬰兒中實施VMT具有潛在的神經保護作用，并使其表型更接近于順產嬰兒。此外，陰道菌群種植可以增加15種腸道代謝物水平（乳酸、高香草酸、吲哚乳酸等），并上調22條代謝通路水平（碳水化合物代謝、能量代謝、氨基酸代謝等）。在本研究中陰道菌群種植并未增加剖宮產嬰兒的不良事件發(fā)生率。

該研究給出了初步臨床證據，發(fā)現(xiàn)本次干預對剖宮產嬰兒安全，且可能通過修復嬰兒腸道菌群發(fā)育來改善其神經功能。同時需指出該研究局限性：首先，將新生兒暴露于母體陰道液可能不僅移植了陰道微生物群，而且也移植了陰道代謝物、真菌群、病毒組和其他物質，使得介導陰道微生物群移植功效的確切成分和機制不夠清楚。需要建立一種更明確的移植母體陰道液的方法。其次，本文只研究了嬰兒出生后42天內的腸道微生物群和代謝組，以及出生后半年內的神經發(fā)育。需要更大的樣本量來檢查個性化的近期和遠期反應。

客戶案例原文

Effects of vaginal microbiota transfer on the neurodevelopment and microbiome of cesarean-born infants: A blinded randomized controlled trial. Cell Host & Microbe. 2023.

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