導讀
孕婦食用人造甜味劑會增加嬰兒肥胖的風險，但其潛在機制尚不清楚。作者的目的是確定孕婦在懷孕期間飲用人工加糖飲料（ASB）是否與嬰兒一歲時腸道細菌群落組成和功能的改變有關，以及這些改變是否已嬰兒一歲時的身體質(zhì)量指數(shù)（BMI）有關。作者對100名來自加拿大前瞻性兒童隊列進行了研究，嬰兒是根據(jù)其母親懷孕期間ASB消耗（50個非消耗和50個每日消耗）進行的選擇。接觸ASB的嬰兒BMI更高，獲取嬰兒早期（3-4個月）和晚期（12個月）的糞便（16S rRNA測序）及尿液（非靶向代謝組學）。作者鑒定了4個微生物clusters，其中兩個包括了嬰兒腸道菌群從不成熟（cluster1）到成熟（cluster4）的軌跡，另外兩個（cluster2和3）偏離了這個軌跡。Clusters之間母親的ASB消耗沒有差異，但在cluster2中嬰兒腸道細菌分類結構群落水平變化與幾種擬桿菌的減少有關。在整個數(shù)據(jù)集中，3個月時ASB暴露的嬰兒尿琥珀酸和亞精胺水平高，一歲時尿琥珀酸與BMI正相關。總之嬰兒cluster2腸道菌群結構與妊娠期ASB暴露相關，嬰兒BMI與腸道菌群結構有關。嬰兒尿琥珀酸和亞精胺與妊娠期接觸ASB呈正相關。研究發(fā)現(xiàn)，琥珀酸可以調(diào)節(jié)一歲時ASB暴露對BMI的29%影響，揭示了這種代謝物在與妊娠期ASB攝入相關的嬰兒體重增加方面有潛在的作用。由于我們面臨著兒童肥胖的增長，未來的研究應該評估母親的ASB攝入量（可改變的暴露）、腸道微生物群和代謝產(chǎn)物、嬰兒代謝和身體組成之間的因果關系。
英文名稱：Maternal consumption of artificially sweetened beverages during pregnancy is associated with infant gut microbiota and metabolic modifications and increased infant body mass index
中文名稱：孕婦在懷孕期間飲用人工加糖飲料與嬰兒腸道微生物群、代謝改變和嬰兒體重指數(shù)增加有關
期刊：Gut Microbes
IF：7.74
發(fā)表時間：2020.11.16
作者：Isabelle Laforest-Lapointe
單位：加拿大卡爾加里大學
原文鏈接：https://doi.org/10.1080/19490976.2020.1857513
材料方法
試驗材料：100名嬰兒（50個非消耗和50個每日消耗）
試驗方法：16S rRNA V4區(qū)測序和LC-MS/MS
研究結果
1、微生物群落
基于微生物群落組成，嬰兒糞便樣品聚類成四組（圖1-2）。腸道細菌物種豐富度（圖1b）、alpha（圖1c）、beta（圖1a）和分類學組成（圖2）在clusters之間存在差異，反應了顯著的菌落差異。Cluster1僅包含了3個月的樣本、cluster4幾乎包括所有12個月的樣本，cluster2和3由3個月和12個月的樣本混合組成。Cluster3包括較高比例的分娩時期使用抗生素的母親、剖腹產(chǎn)出生的嬰兒和配方奶粉喂養(yǎng)（圖1）。然而，在不同clusters中母親ASB消耗量沒有差異，這表明這種暴露并不影響clusters的分類（圖1f）。
圖1微生物clusters的alpha和beta多樣性差異分析
圖2 clusters之間優(yōu)勢菌屬相對豐度差異
2、ASB對微生物群落結構的相對關聯(lián)性
Envfit分析(單變量模型)確定了13個變量作為腸道細菌多樣性的重要驅動因素，從中我們選擇了8個非冗余變量來構建我們的模型：嬰兒年齡、母親生產(chǎn)時使用抗生素、母親的種族、分娩方式、3個月時母乳喂養(yǎng)狀況、是否有兄弟姐妹、嬰兒分泌物狀況和母親的ASB消耗量（圖3a）。完整的數(shù)據(jù)集中顯著的預測因素是嬰兒的年齡、母親的種族、生產(chǎn)時使用抗生素和分娩方式。同樣的四個變量加上3個月時母乳喂養(yǎng)狀況，在一個多變量模型中進行了測試，解釋了14.2%群落變異（表2）。僅在多變量模型中，母親食用ASB是嬰兒腸道細菌組學的顯著預測因子（表2）。分娩方式、生產(chǎn)時抗生素和3個月時母乳喂養(yǎng)狀況也對群落組成有顯著影響，但低于嬰兒年齡和母親種族（表2）。
接下來，作者對不同cluster進行了beta多樣性分析。Envfit單變量模型為每個cluster確定了不同的驅動因素（圖3a）。Cluster1中beta多樣性的驅動因素主要是母親因素，而cluster4的驅動因素主要是嬰兒因素（圖3a）。Cluster2是唯一的母親ASB攝入與beta多樣性相關，單變量分析和多變量分析均得到證實（圖3a和表2）。
完整數(shù)據(jù)集中，鑒定到2個與孕婦食用ASB相關的ASV，一個是擬桿菌屬ASV45另一個是普氏菌ASV42（圖3b）。Cluster2中與母親ASB消耗量相關的ASV19富集，ASV27、ASV83、ASV45和ASV25減少（圖3b）。
表2母親在懷孕期間食用ASB與出生后第一年的細菌群落聚集有關
圖3腸道細菌多樣性的驅動因素和母親食用ASB相關的指示類群在clusters之間存在差異
3、ASB暴露與尿液代謝物之間的關系
使用MetaboAnalyst軟件確定了20種不同的代謝物。由于代謝組中的功能特征反應了微生物代謝的冗余性，并且不太容易受到分類學數(shù)據(jù)集典型個體間差異的影響，作者測試了3個月和12個月時母親ASB消耗量對完整數(shù)據(jù)顯著的影響。兩種尿液代謝物亞精胺和琥珀酸在暴露于ASB的3個月嬰兒中顯著升高（圖4）。
圖4母親ASB消耗量、3個月嬰兒尿液代謝物濃度和12個月嬰兒BMI之間的關系
4、嬰兒一歲時BMI與ASB、腸道微生物和尿液代謝物之間的關系
最后，在完整數(shù)據(jù)集上使用一個多變量線性模型，作者測試了母親ASB消耗量、微生物群落組成、與高ASB消耗量關聯(lián)的兩種代謝物與1歲嬰兒BMI z-score間的關系。此隊列中嬰兒出生時體重與一歲時的BMI沒有相關性。然而，多變量線性模型證實母親ASB日消耗量與嬰兒較高的BMI相關，并表明BMI與12個月時微生物組成有關但與3個月時無關（表3）。值得注意的是，琥珀酸與BMI呈正相關，與亞精胺無關，表明這種關聯(lián)也可能涉及微生物來源的代謝物（表3和圖4d）。
表3孕期母親ASB消耗量和尿琥珀酸與一歲時嬰兒高BMI之間的關系
總結
確定母親ASB消耗量與嬰兒BMI之間的聯(lián)系，本文結果表明孕婦懷孕期間食用ASB可能會影響嬰兒腸道微生物群落的建立，偏離之前所描述的典型的微生物群落成熟軌跡（表2和圖3a）；與一歲時嬰兒BMI增加有關，這可能是琥珀酸介導的（表3）。母親ASB的使用對嬰兒微生物的影響明顯小于其他已知因素，如母乳喂養(yǎng)、分娩方式、種族、嬰兒年齡和生產(chǎn)時抗生素（圖3a）。本文對100名嬰兒腸道菌群組成和功能進行了研究，發(fā)現(xiàn)母親懷孕期間食用ASB可能對嬰兒出生后一年內(nèi)的腸道菌群發(fā)育和體重指數(shù)產(chǎn)生不可預見的影響。
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