Продольная оценка желудочно-кишечного вирома у матерей и младенцев

Исследования показали, что микробная структура и функции, сформированные в начальный период жизни, влияют на развитие механизмов иммунологической защиты и, возможно, на исходы клинических заболеваний на более поздних этапах жизни. В кишечнике вирусов больше, чем бактерий; однако развитие кишечного вирома человека не было хорошо охарактеризовано.

Об исследовании

В настоящем исследовании исследователи сравнили кишечный виром у матерей и младенцев.

Анализ метагеномного вирусного секвенирования проводили с использованием образцов фекалий, полученных от 53 калифорнийских младенцев, родившихся в период с августа 2011 г. по июль 2015 г., в возрасте от двух недель до трех лет, и образцов фекалий матерей для сравнения материнского и младенческого кишечный виром. Для анализа использовался конвейер сверхбыстрой идентификации патогенов на основе последовательностей (SURPI).

Кроме того, был проведен анализ основных координат (PCoA). Сравнивали виромы альфа-разнообразия и вирома бета-разнообразия матерей и детей первого года жизни. Более того, виром младенца в конце третьего года жизни (момент времени B9) сравнивали с виромом на последнем моменте времени секвенирования вирома матери (M3).

Анализ сходства (ANOSIM) был проведен для оценки сходства между младенцами младшего возраста (временные точки B1, B2 и B3) и младенцами более старшего возраста (временная точка B9) с материнским виромом. Для обнаружения вирусных организмов с отличающимися последовательностями, заражающих матерей и младенцев, вирусные чтения и чтения несовпадающего типа были собраны de novo с последующим сопоставлением собранных смежных последовательностей вирусов (контигов) с последовательностями, загруженными в базу данных GenBank.

В общей сложности 454 образца фекалий от младенцев дали 81 миллиард прочтений вирусной последовательности (среднее значение 178 миллионов прочтений вируса в каждом образце), а 233 образца фекалий, полученных от матерей, дали 10 миллиардов прочтений вирусной последовательности (среднее значение 42 миллиона прочтений в каждом образце). ). Виром кишечника младенцев включал прокариотические бактериофаги, эукариотические вирусы, включая вирусы человека-хозяина, а также вирусы окружающей среды и пищевые вирусы, не относящиеся к человеку.

Младенческий виром состоял в основном из фагов семейств вирусов Siphoviridae и Microviridae и вирусных организмов-хозяев из семейств Anelloviridae и Picornaviridae. Напротив, виром материнского кишечника в основном состоял из экологических и пищевых вирусов, включая вирусы Virgaviridae и фаги (семейства Inoviridae и Microviridae), и не содержал вирусных организмов человека-хозяина. Ранее неописанные вирусы позвоночных с расходящейся последовательностью были идентифицированы в вироме кишечника матерей, но не младенцев.

Электронная книга об антителах

Электронная книга «Индустрия антител»

Подборка лучших интервью, статей и новостей за последний год.

Скачать бесплатную копию

С возрастом в вироме младенца фаговая фракция начала проявлять сходство с виромом материнского кишечника без каких-либо изменений в изобилии вируса дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) в окружающей среде / пище. Напротив, количество вирусных организмов с рибонуклеиновой кислотой (РНК) было значительно повышено. За три года обилие фагов, Количество видов Microviridae и Gokushovirus WZ-015a увеличилось, тогда как количество вирусов человека (особенно разнообразие ДНК-вируса) и пареховируса A сократилось без каких-либо существенных изменений в разнообразии вирусов. Напротив, материнские особи не показали статистически значимых изменений разнообразия или численности за этот период.

Большая дисперсия наблюдалась в вироме материнского кишечника у младенцев младшего возраста по сравнению с младенцами старшего возраста, вызванного фагами Lactococcus, которые, скорее всего, были приобретены с грудным молоком. Кластеризация фагов у младенцев старшего возраста и матерей в значительной степени была вызвана видами Microviridae, такими как пуофаги и гокушовирусы.

Между виромами кишечника матери и младенца наблюдалось более стойкое и сильное разделение вирусов человека. Различие было обусловлено наличием пареховируса А и торк-теновируса семейства Anelloviridae среди младенцев, а также вируса CRESS (одноцепочечного кодирования циклического повтора) и пикобирнавируса среди матерей. Вирус томатной мозаики сыграл решающую роль в кластеризации материнского вирома отдельно от детского вирома.

Вирусные микробиомы младенцев и матерей показали повышенное количество Virgaviridae, Microviridae, crAssphage и Siphoviridae. Однако материнский виром показал более низкую численность Caliciviridae, Anelloviridae, Podoviridae и Picornaviridae по сравнению с детским виромом. В анализе ANOSIM различия в обилии ДНК-вирусных организмов человека и РНК-вирусных организмов между виромом младенца и материнским виромом были значительными.

Vibrio/Lactococcus и gokushovirus были ключевыми вирусами в индукции прокариотических кишечных микробиомов младенцев младшего и старшего возраста соответственно. До трехлетнего возраста компонент вирусов человека-хозяина детского вирома продолжал отличаться от материнского вирусного микробиома, после чего младенческий микробиом стал напоминать материнский.