胎儿生长受限(FGR)是一种毁灭性的妊娠并发症，会增加围产期死亡和发病的风险。本研究旨在确定遗传和宫内环境对新生儿微生物群落的综合和相对影响，并探索选择性FGR诱导的肠道微生物群破坏、代谢谱紊乱和可能的结果。
年4月6日，北京大学赵扬玉，魏瑗及中国科学院北京生命科学研究院赵方庆共同通讯在Gut（IF=23）在线发表题为“Unfavourableintrauterineenvironmentcontributestoabnormalgutmicrobiomeandmetabolomeintwins”的研究论文，该研究分析并比较了对双胞胎新生儿的肠道微生物定植情况，根据他们的绒毛膜性和胎儿出生体重的不一致将其分为四组。与选择性FGR相关的不利宫内环境因素在提高细菌多样性和改变早期肠道微生物群组成的作用中占主导地位，并且这种影响与双胞胎中选择性FGR的严重程度呈正相关。
在选择性FGR的背景下，遗传因素对肠道微生物的影响会减弱。具有选择性FGR和粪便代谢改变的双胞胎新生儿肠道菌群失调的特点是肠球菌和不动杆菌的丰度降低，蛋氨酸和半胱氨酸水平下调。相关性分析表明，生命早期粪便半胱氨酸水平与婴儿的身体和神经认知发育呈正相关。总之，该研究发现菌群失调和显著的代谢改变与受不利宫内环境影响的选择性FGR相关，强调了失调对长期神经行为发育的可能影响。
胎儿生长受限(FGR)通常是指个体受到各种母体、胎儿和胎盘状况的限制生长潜力。FGR发生在高达10%的妊娠中，是婴儿发病率和死亡率的主要原因。此外，FGR可能对终生健康产生不利影响，包括长期神经功能障碍、认知和学习障碍、代谢综合征未来发展风险增加以及随之而来的心血管和内分泌疾病。
最近，新的研究表明，肠道细菌和代谢物在肠道-系统代谢相互作用中发挥着不可忽视的作用，这可能会影响生命早期的免疫和代谢发育，并通过微生物群-肠-脑轴改变后代的认知发育和行为。越来越多的研究表明，宿主遗传学、产前环境和分娩方式可以塑造出生时的微生物组。双胞胎具有高度的遗传和环境相似性，是解开遗传和环境因素对塑造肠道微生物群的影响的绝佳模型。例如，一些双胞胎研究调查了肠道微生物群的遗传决定因素。然而，迄今为止，关于宫内环境对生命早期肠道微生物群的影响的知识在很大程度上仍然未知。
双胞胎可分为双绒毛膜-双羊膜(DCDA)和单绒毛膜-双羊膜(MCDA)双胞胎，偶尔会出现不良的围产期结局。双绒毛膜(DC)双胎妊娠的出生体重不一致可归因于各种遗传或环境因素，包括胎盘质量和胎盘功能不全的差异。与DC双胎妊娠相比，单绒毛膜（MC）双胎妊娠具有出生体重不一致，即选择性FGR，具有更多遗传相似性，主要是由于受外周脐带插入、胎盘共享不均和胎盘血管解剖特征影响的不同宫内环境，这可能导致MC双胞胎的围产期死亡率高于DC双胞胎。选择性FGR模型非常适合研究与胎盘相关的生长障碍以及遗传和环境因素如何塑造肠道微生物组。因此，迫切需要精心设计的出生体重不一致的双胞胎研究来阐明遗传和宫内环境对肠道微生物群的影响。
双胞胎队列概述和宫内环境对肠道微生物群定植的影响：DCDA-C和DCDA-D分别代表出生体重一致和出生体重不一致的DC双胞胎；MCDA-C和MCD分别代表出生体重一致和出生体重不一致的MC双胞胎（图源自Gut）
在这里，该研究收集了从第一次肠道排出到出生后几天排出的粪便样本，然后将它们用于16S核糖体RNA(rRNA)测序、代谢组学和宏基因组测序。对份粪便样本进行16SrRNA测序，以确定生命早期微生物群的变化情况。在出生后立即对份粪便样本进行了一项非靶向气体代谢组学研究，以研究遗传和环境因素对新生儿肠道微生物代谢的影响。
结合这些结果，获得了与不利的宫内环境相关的肠道菌群失调和粪便代谢改变的数据。此外，对12对选择性FGR双胞胎和10对具有出生体重一致性的MC双胞胎进行宏基因组分析，以确定选择性FGR相关微生物物种及其对代谢谱的影响。通过对平均年龄为2.5岁的94对双胞胎进行后续调查，该研究进一步评估了早期肠道微生物和代谢物对长期身体和神经行为发育的影响。
该研究发现，与选择性FGR相关的不利宫内环境因素在提高细菌多样性和改变早期肠道微生物群组成的作用中占主导地位，并且这种影响与双胞胎中选择性FGR的严重程度呈正相关。
在选择性FGR的背景下，遗传因素对肠道微生物的影响会减弱。具有选择性FGR和粪便代谢改变的双胞胎新生儿肠道菌群失调的特点是肠球菌和不动杆菌的丰度降低，蛋氨酸和半胱氨酸水平下调。相关性分析表明，生命早期粪便半胱氨酸水平与婴儿的身体和神经认知发育呈正相关。
总之，该研究发现菌群失调和显著的代谢改变与受不利宫内环境影响的选择性FGR相关，强调了失调对长期神经行为发育的可能影响。
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