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Nature:新研究挑战人胎盘微生物组的存在,但也备受质疑

作者: 发布时间:2019-08-27 13:04

  多年来,科学家和医生都认为子宫是无菌的,但随着基于测序和培养的方法表明胎盘含有相对较小的微生物群落,这种情形发生了变化。但是,在一项新的研究中,来自英国剑桥大学的研究人员将胎盘中的少量细菌存在归因于实验室细菌污染和分娩过程中的细菌转移。他们作出结论:除了B族链球菌(一种已知的病原体)之外,没有证据表明胎盘中存在细菌。相关研究结果近期发表在Nature期刊上,论文标题为“Human placenta has no microbiome but can contain potential pathogens”。不过,一些没有参与这项研究的科学家对这一观点提出了质疑。

图片来自图片来自Nature, 2016, doi:10.1038/nature17887。

  美国宾夕法尼亚大学微生物学家Frederic Bushman说道,这些作者们“使用非常大的样本量,[进行了]非常彻底的分析,这是非常有说服力的。”他并未参与当前的这项新的研究,但是他的团队在2016年发表的一篇论文中指出来自胎盘样本的微生物特征与实验室污染产生的微生物特征没有区别。他补充道,“我想针对这一点已经可以盖棺定论了。”

  美国布里格姆妇女医院微生物学家Andrew Onderdonk表示,“他们做得非常好。我仅是不接受他们作出的结论。”他的团队使用了分子技术和基于培养的技术来研究早产儿胎盘中的细菌。“不一致之处在于他们认为是污染物,然而,包括我自己在内的其他研究人员已通过多种方法证实...不是污染物。”

  这项新研究的作者们对来自537例经过阴道分娩或剖腹产分娩的胎盘样本的绒毛进行了活检。他们用一种并未在人体中发现的细菌---邦戈尔沙门氏菌(Salmonella bongori)---刺激胎盘组织作为阳性对照,随后提取DNA。对其中的80例胎盘样本,他们进行了16S rRNA基因测序和宏基因组分析。对于剩余的胎盘样本,他们平行地使用了两种不同的DNA提取试剂盒,随后对每例胎盘样本进行16S rRNA基因测序以便比较这两种试剂盒的提取结果。

  鉴于16S rRNA测序和宏基因组测序以不同方式起作用,这些研究人员预测一种测序方法中存在的任何人造假象(artifact)应当不会出现在另一种测序方法中。他们能够利用这两种测序方法检测作为阳性对照的邦戈尔沙门氏菌,以及在5%的分娩开始前通过剖腹产收集的胎盘中检测到B族链球菌,但是16S rRNA基因测序和宏基因组测序结果并不匹配。尽管他们在阴道分娩和剖腹分娩的一些胎盘样本中发现了其他的细菌DNA,但他们可以确定其中大部分DNA的来源:这些DNA提取试剂盒中的污染。

  论文共同作者、剑桥大学生物学家Stephen Charnock-Jones说道,“我们检测到的大多数细菌信号并非来自对胎盘组织的不良处理。这是一个不可避免的问题,你必须使用试剂将DNA从胎盘组织中提取,而这些试剂本身就含有细菌DNA。”

  他说道,“如果你分析来自含有大量细菌的土壤或粪便的样本,那么这些试剂作出的贡献就完全无关紧要了。”他补充道,仅在极少数微生物存在的地方,“这些试剂盒作出的贡献占了更大的比例,这就是你们检测到的情形”。

  Charnock-Jones及其同事们还发现了其他的潜在污染源,这可能能够解释他们检测到的细菌信号。这些潜在的污染源包括:分娩方式(当胎盘通过产道时,阴道细菌可能沉积在胎盘上),以及活检期间的处理,用来扩增样本的试剂,或者测序设备或材料。他们并没有发现出生结果(比如早产)和细菌特征之间存在关联性。他们将他们的所有研究结果解释为人胚胎中没有常驻的微生物组。

  美国贝勒医学院微生物学家Kjersti Aagaard质疑了这一结论。她和她的同事们在2014年的一项研究中利用分子方法来描述胎盘菌群。Aagaard表示,根据测序覆盖范围的深度,较少数量存在的细菌可能会丢失。她补充道,仅仅是因为胎盘中的细菌和其他人已证实存在于阴道中的那些细菌存在一些相同的细菌,并不足以表明这种细菌重叠性是由污染导致的。这项新研究的作者们没有评估他们受试者的阴道菌群。

  Onderdonk也提醒人们不要根据胎盘中的16S rRNA基因测序得出结论。在他团队的一些早前研究工作中,“这种16S信号---即使我们知道样本中存在大量细菌---也是极难检测到的”,他说,“这有可能阻止对存在的DNA进行正确检测。”

  尽管存在这些问题和其他悬而未决的问题,这项新研究发现的微生物科和属与Aagaard团队在2014年取得的发现相类似。她说道,“如果你从表面上看这些数据,而忽视了他们的一些推测和结论,那么这与我们和其他人发表的结论是高度一致的。”

  美国华盛顿大学医学院生物学家Indira Mysorekar(未参与这项新的研究)表示“这篇论文错过的一个机会是他们没有留下任何开放的问题。”她解释道,这些作者取样的胎盘位置可能会影响他们的发现,但是无论如何,是否存在微生物并不是全部。她说,首先,如果胎盘真地无菌,那么它可能对胎儿免疫系统的发育产生深远的影响。“这些着重关注测序和污染的研究在技术上非常重要、关键和必要,但是它们并未涉及生物学。有如此多令人兴奋的问题要问。”

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