研究人員在慕尼黑工業(yè)大學(xué)和薩里大學(xué)發(fā)現(xiàn)，即使在體外培養(yǎng)，嬰兒腸道微生物群也有自己的晝夜節(jié)律。這一發(fā)現(xiàn)來自一項隨機對照試驗，該試驗還表明，與以往認(rèn)為的相比，飲食對嬰兒微生物群的發(fā)育和組成影響較小。

他們的研究發(fā)表在《細(xì)胞宿主與微生物》雜志上，題為《嬰兒糞便微生物群和代謝物的晝夜節(jié)律：一項有干預(yù)的隨機對照試驗》。

晝夜節(jié)律系統(tǒng)驅(qū)動著24小時的振蕩，以控制身體和器官功能；然而，發(fā)育中的腸道，包括微生物群落的定植過程在內(nèi)，晝夜節(jié)律的貢獻完全未知。

“我們發(fā)現(xiàn)，即使在定植的非常早期階段，微生物生態(tài)系統(tǒng)也會發(fā)展出這種晝夜節(jié)律，”慕尼黑工業(yè)大學(xué)的資深作者、微生物群專家Dirk Haller博士說。“我們之前在成年人身上觀察到了這些節(jié)律，但我們不確定這些機制是什么時候首次出現(xiàn)。”

盡管飲食對嬰兒微生物群的發(fā)育影響較小，但研究人員表明年齡扮演著更重要的角色。

“飲食確實重要，但不及腸道的老化，”Haller說。“當(dāng)我們比較純母乳喂養(yǎng)和配方奶喂養(yǎng)的嬰兒時，微生物群的差異微乎其微。我們的腸道系統(tǒng)可能在適應(yīng)環(huán)境提供的東西方面更加靈活。”

研究人員使用了一項隨機對照試驗，比較了純母乳喂養(yǎng)嬰兒和接受不同類型配方奶的嬰兒的微生物群的發(fā)育情況——未添加的配方奶、含有母乳中細(xì)菌（雙歧桿菌）的配方奶、含有模擬母乳糖類（低聚半乳糖，GOS）的配方奶或含有雙歧桿菌和GOS的配方奶。該試驗共有210名嬰兒參與。

為了縱向跟蹤嬰兒的微生物群，研究團隊在嬰兒0.5個月、一個月、三個月、七個月和十二個月時以及在24個月時對一部分嬰兒進行了樣本采集。

研究人員發(fā)現(xiàn)，飲食對嬰兒的生長或微生物群的差異幾乎沒有影響。當(dāng)他們比較不同類型的配方奶時，他們發(fā)現(xiàn)添加GOS的嬰兒配方奶比含有雙歧桿菌的配方奶更有效地促進了雙歧桿菌的持續(xù)水平。

然而，純母乳喂養(yǎng)嬰兒和配方奶喂養(yǎng)嬰兒的腸道代謝物譜有顯著差異。“純母乳喂養(yǎng)的嬰兒與接受配方奶喂養(yǎng)的嬰兒的腸道代謝物環(huán)境截然不同，這可能會對代謝啟動和許多下游效應(yīng)產(chǎn)生根本性影響，”Haller說。“我們可以得出結(jié)論，母乳在嬰兒腸道代謝中起到了完全不同的作用。”

研究人員還觀察到不同微生物群種類的豐度存在著晝夜節(jié)律波動。當(dāng)他們將嬰兒微生物培養(yǎng)在實驗室中進行連續(xù)培養(yǎng)時，這些細(xì)菌甚至在沒有外部光線或宿主信號的情況下也會形成相同的晝夜節(jié)律。

盡管成人微生物群中已經(jīng)觀察到晝夜節(jié)律，但這是首次證據(jù)表明細(xì)菌在獨立維持這些節(jié)律。

“當(dāng)我們將它們?nèi)〕鰰r，它們會保持這種與白天有關(guān)的晝夜振蕩，”Haller解釋道。“這相當(dāng)令人驚訝，因為它表明這些細(xì)菌具有某種內(nèi)在機制，能夠提供某種對晝夜循環(huán)的適應(yīng)，這可能使它們在定植人類腸道時具有優(yōu)勢。”

展望未來，研究人員希望檢查單個細(xì)菌物種在孤立培養(yǎng)而不是在復(fù)雜群落中是否保持節(jié)律，并尋找控制這些節(jié)律的基因。

“對我們來說，下一個問題是我們是否能夠確定細(xì)菌中控制它們晝夜行為的機制，”Haller總結(jié)道。

參考文獻：“Diurnal rhythmicity of infant fecal microbiota and metabolites: A randomized controlled interventional trial with infant formula.”

編輯：王洪

排版：李麗