【科研速递】Biological Psychiatry：婴幼儿肠道菌群与认知发育
42052020/09/03
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肠道微生物群是一个复杂的微生态系统，不同个体的肠道菌群存在较大的差异。生命初期是肠道菌群定植的基础时期，也是大脑发育最迅速和最活跃的动态时期，但长久以来人们对这两个过程之间的关系知之甚少。以往的研究显示，肠道菌群可能通过菌群-肠-脑轴调节脑神经发育，并且是其中的关键因素。近年，北卡罗来纳大学的一项研究证明了肠道菌群对婴幼儿脑神经发育以及大脑认知能力的影响。
杂志 Biological Psychiatry
影响因子 12.095
在这项前瞻性的纵向研究中，使用马伦早期学习量表（Mullen Scales of Early Learning）测试了1岁婴儿微生物组成与认知结果的关系，并在1岁和2岁时使用结构磁共振成像（structural MRI）测试了微生物组成是否与整体和局部脑体积有关。该研究采集了来自89名1岁婴儿的粪便样本，通过16S rRNA扩增测序（V1-V2区）对菌群进行了鉴定和相对定量分析。
通过聚类分析根据菌群组成将婴儿分为3组（聚类C1，C2，C3），各组在多个属的丰度上存在差异。聚类1（C1）中粪杆菌的相对丰度较高，聚类2（C2）中拟杆菌的相对丰度较高，而聚类3（C3）中属于瘤胃球菌科的未命名属具有较高的相对丰度。不同属间的共生网络呈正相关和负相关。
三组1岁婴儿的肠道菌群分析
研究集中分析了1岁和/或2岁时的马伦得分，结果表明，不同聚类间的认知能力不同。2岁时的马伦得分在不同组之间具有显著差异，C2表现最好，C1表现最差。为了确定2岁时的马伦得分差异与特定功能领域的关系，通过测试5个单独的Mullen量表（粗大运动、精细运动、视觉接收、接受性语言和表达性语言）进行了二次分析以确定在2岁时是否存在差异。统计结果表明，在1岁时，各组之间的马伦得分结果未观察到显著差异。在2岁时，较高的α多样性与较低的综合评分、视觉接收量评分和表达性语言评分相关，尤其是接受性语言和表达性语言在各聚类之间有显著差异。
不同群体的2岁婴幼儿在马伦早期学习量上表现不同
1-2岁婴儿接受性语言和表达性语言水平的变化在不同群体之间存在差异
越来越多临床前研究达成共识，肠道菌群在生命早期影响大脑发育，从而导致行为的长期变化。北卡罗来纳大学的研究表明，肠道菌群变化与认知能力有关。人体1岁时的肠道菌群组成可以用于预测2岁时的认知表现，特别是在交流行为方面。该研究首次证明了人类肠道菌群与认知之间的联系，是将动物研究数据转化为临床数据的第一步。未来，可通过针对性的干预指导肠道菌群的发展，从而进一步探究肠道菌群与婴儿早期认知能力发展的关系。
[1] Carlson A L, Xia K, Azcarate-Peril M A, et al. Infant Gut Microbiome Associated With Cognitive Development. Biological Psychiatry, 2018, 83(2):148–159. DOI: 10.1016/j.biopsych.2017.06.021.
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