全球五岁以下儿童中超过半数死亡与营养不良相关,幸存者面临认知发育迟缓、学业受损、经济不稳定等终身影响。近日,索尔克研究所研究人员在马拉维(儿童发育迟缓率高达35%)开展的突破性研究显示,儿童肠道微生物组基因组稳定性可能成为预测生长状况的关键指标。
通过纵向采集8名幼儿11个月间的粪便样本,科学家发现肠道微生物基因组变化越剧烈的儿童生长状况越差。研究团队借此建立了全球首个针对营养不良儿童的泛基因组数据库,包含986个完整微生物基因组。该数据库采用创新长读长测序技术,其数据完整度是传统短读长技术的50倍,同时创建的新型工作流程可降低研究成本,为环境监测和偏远地区宏基因组研究提供新工具。
研究揭示四大关键菌属(双歧杆菌属、巨球形菌属、粪杆菌属和普雷沃氏菌属)在改善与恶化生长群体中存在显著基因差异。值得注意的是,生长改善儿童的微生物组呈现稳定的种内泛基因组特征,而生长停滞儿童则表现出基因组不稳定现象。这种基因组动态变化可能成为评估肠道健康的新生物标志物。
该研究实现四大突破:样本量较以往增加10-20倍;建立首个纵向儿童营养不良微生物文库;发现基因组不稳定与生长负相关;优化的长读长测序技术可推广应用。研究负责人Todd Michael指出,该技术不仅可用于流行病监测和抗生素耐药性研究,还将推动农业生产力提升和生物多样性保护。
这项发表于《细胞》杂志的研究得到诺米斯基金会等机构资助,为全球1.5亿发育迟缓儿童提供了基于微生物组的诊疗新方向。通过分析肠道微生物遗传多样性,未来或可通过调节肠道菌群改善营养吸收,从根本上解决这一重大公共卫生问题。
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