社论:2021年妇女在健康和疾病中的微生物组
Maria de Lourdes Pereira
1 __，
Maayan征税
2 __，
Veeranoot Nissapatorn
3 * __而且
Gislane Lelis Vilela de Oliveira
4 * __
- 1陶瓷和复合材料研究中心(CICECO) -阿威罗大学阿威罗材料研究所和医学学系，阿威罗，葡萄牙
- 2美国宾夕法尼亚州费城宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院微生物学系
- 3.联合健康科学学院和世界草药发现联盟，瓦莱勒克大学，泰国那空西塔马拉
- 4生物科学、人文和精确科学研究所(IBILCE)， São圣保罗州立大学(UNESP)，巴西圣何塞里约热内卢Preto
目前，全世界只有不到30%的研究人员是女性。长期存在的偏见和性别刻板印象使女孩和妇女不愿离开科学相关领域，特别是STEM研究。然而，正如教科文组织和联合国所强调的，科学和性别平等对于确保可持续发展至关重要。要改变传统观念，必须促进性别平等，打破刻板印象，鼓励女孩和妇女从事STEM职业。
本研究课题的前沿在细胞和感染微生物学庆祝妇女在科学方面的成就，并强调在整个广度的微生物组在健康和疾病研究中所做的研究的多样性，并介绍了理论，实验和方法的进展，应用于引人注目的问题。共有14篇女性论文发表，97名研究人员参与了本研究课题。图1总结了有关微生物组和妇女健康之间关系的文章的主要发现。
图1微生物群与女性健康之间的关系。
来自动物模型和人类妊娠研究的新发现表明，不同的因素影响母体和胎儿并发症，包括宫内或宫外感染、口腔或肠道生态失调以及失调的免疫反应(罗梅罗等人，2014；麦金泰尔等人，2015年；Piler等人，2017；费特维斯等人，2019年；塞拉诺等人，2019年；Jehan等人，2020年；Pansieri等人，2020年；库马尔等，2021年)．已经提出了两种机制来解释肠道微生物如何进入子宫:1)革兰氏阴性微生物诱导炎症介质，如促进微生物通过阴道上升的前列腺素;2)妊娠期肠道通透性高，促进细菌向子宫或胎盘转移(爱德华兹等人，2017年)．库马尔等人。修订并讨论了病原体如何越过胎盘屏障并在妊娠、分娩和新生儿中促进不良结果。此外，他们认为阴道生态失调可以诱导孕妇的异常免疫反应，并作为先天性感染不良结果的预测指标。
关于生态失调，一些研究表明，口腔、肠道和阴道微生物群的多样性和功能的改变与妊娠并发症之间存在联系(Borgo等人，2014；Cobb等人，2017年；藤原等人，2017；Goltsman等人，2018)．例如，口腔生态失调与减少乳酸菌和增加牙龈卟啉单胞菌，奈瑟菌,密螺旋体属可能导致子痫前期、流产、早产和低出生体重(Cobb等人，2017年；藤原等人，2017；Goltsman等人，2018；Jang等人，2021)．有趣的是，存在梭菌属nucleatum早产孕妇羊水中提示口腔微生物转移至胎盘(Nuriel-Ohayon等人，2019；阿米尔等，2020年)．有或没有并发症的孕妇肠道菌群有显著差异，第一组的机会性病原体更丰富，影响母体代谢和胎儿发育(Koren等人，2012年；DiGiulio等人，2015；爱德华兹等人，2017年；Jiang等，2021)．
阴道菌群的组成在怀孕期间发生了显著的变化，并减少乳酸菌在这种环境下与早产有关(Aagaard等人，2012；Di Simone等人，2020年；Marangoni等人，2021年)．扎卡里亚等人。修正了怀孕期间肠道、口腔和阴道微生物群的几个生理变化，将这些变化与母亲和胎儿健康联系起来。此外，研究人员最后通过讨论益生菌在怀孕期间管理微生物群的作用。同样的,Dreisbach等人。通过动物模型研究，为我们提供了肥胖对母体肠道菌群和代谢影响的最新概述。研究人员还讨论了益生菌在这些环境中的应用报告。
妊娠期贫血(GA)与不良的孕产妇和胎儿结局相关，包括早产、低出生体重、新生儿和孕产妇死亡率(Guignard等人，2021年；Shi等，2022)．在一项前瞻性研究中，Wei等人。评估了GA患者(n = 156)和健康孕妇(n = 402)的肠道菌群。计算了α和β多样性，研究人员发现，与妊娠中期相比，妊娠晚期微生物群落之间存在显著差异，此外，微生物的相对丰度也存在差异Megamonas，韦永氏球菌属,嗜血杆菌与健康对照组相比微生物共丰度群网络预测健康孕妇即将发生贫血，ROC曲线下面积为0.7738 (95%CI: 0.7171, 0.8306)，这表明有可能通过使用功能性食品和益生菌来识别GA发展的高危女性，并将肠道微生物群作为治疗调节的目标。
在单中心前瞻性观察研究中，Wu等人。评估了亚临床甲状腺功能减退孕妇的粪便微生物群和代谢功能，其中(n = 75)抗甲状腺过氧化物酶抗体(TPO)阳性(n = 90)。根据左旋甲状腺素(LT4)治疗(无治疗)分组vs．低剂量LT4vs．高剂量LT4)。研究人员在比较TPO阳性和TPO阴性女性时，没有发现微生物群的丰富度和均匀性有显著差异，但在高剂量LT4组中，他们观察到TPO+和TPO-之间存在显著的微生物多样性。
使用LEfSe分析，作者检测到与LT4替换相关的微生物特征，如减少的物种瘤胃球菌属而且拟杆菌massiliensis在低剂量和高剂量LT4组，以及19种不同的代谢功能涉及脂质和氨基酸代谢区分TPO+和TPO-妊娠中期妇女。TPO+孕妇亚临床甲状腺功能减退通常与流产、早产、先兆子痫和妊娠糖尿病有关。由于肠道菌群可影响甲状腺激素的合成及功能(Knezevic等人，2020年；Fenneman等人，2020年；巴吉尔等人，2021年)，该研究建议菌群调节作为治疗TPO+孕妇的一种治疗选择。
在一项非常有趣的纵向描述性研究中，Yang等。评估了59名8 - 14周和24 - 30周孕妇的龈下微生物群，将这些数据与胎龄和分娩结果相关联。妊娠8 ~ 14周和24 ~ 30周期间，菌群的丰富度、均匀度和多样性均无显著差异;然而，在后一组中，早产妇女和足月分娩妇女的α和β多样性是不同的。
有趣的是，在参与者整个怀孕期间的牙龈下微生物群中，前20个分类群包括参与牙周病进展的细菌，包括Porphyromonas gingivalis，Tannerella连翘，普氏菌,弯曲杆菌物种。孕妇口腔生态失调与牙周炎有关，牙周炎是早产的重要危险因素(Jang等人，2021；Saadaoui等人，2021年)．在目前的研究中，研究人员发现Lautropia君子兰在8到14周时增加普氏菌melaninogenica怀孕24至30周与自然早产有关，是未来研究的重要目标。
宫内生活和出生后的饮食习惯对新生儿微生物群的健康和以后成年期微生物群的建立有重要影响(Cadenas-Sanchez等人，2017；辛格和米塔尔，2020年)．肠道菌群定植始于子宫和出生时，从母亲和环境中获得微生物。影响生命早期微生物群组成的主要因素是分娩类型(正常或剖腹产)、母乳喂养、固体食物的引入时间、抗生素的使用和卫生条件(马丁等人，2016年；勒·多尔等人，2018年)．在巴西的一项横断面研究中，Freitas等人。研究人员检查了早期生活数据、身体质量指数(BMI)，并收集了114名平均年龄为28岁、平均BMI为24.5 kg/m的女性的粪便样本2．微生物群的Beta多样性分析显示了两种微生物群分布，一种是由细菌驱动的Blautia属(n = 56)和另一个由普氏菌(n = 58)。母乳喂养和充足的营养状况正相关的丰度的增加Blautia, Anaerostipes,Lachnoclostridium．纯母乳喂养(≥6个月)与Blautia该研究显示了早期生活事件和纯母乳喂养对婴儿肠道定植和晚年健康的重要性。
人乳寡糖(HMO)是一种难以消化的聚糖，在婴儿肠道内的微生物群建立和免疫成熟中起作用，并且已知HMO具有双歧作用(波德2012；wicizynski等人，2020年)．Kijner等人。通过分离研究婴儿肠道微生物利用HMO的机制拟杆菌从粪便样本中提取菌株，并用6种最常见的HMO进行测试，2 ' -焦酰基乳糖(2 ' - fl)、二焦酰基乳糖(DFL)、3 ' -唾液酰乳糖(3 ' - sl)、6 ' -唾液酰乳糖(6 ' - sl)、乳-n -四糖(LNT)和乳-n -新四糖(LNnT)。差异RNA测序分析表明拟杆菌dorei糖苷水解酶(GH)在HMO碳键断裂中具有重要活性在体外．2 ' -FL培养中GH表达上调17个，DFL 21个，3 ' -SL 19个，6 ' -SL 23个，LNT 15个，LNnT 18个(log2倍变化> 1，padj < 0.05)，扩大了我们对参与HMO消化的微生物的认识，除了已知的双歧杆菌属物种。
关于女性健康，在一项多中心随机盲法临床试验中，李等人。评估接受泡腾栓(n = 39)或克林霉素(n = 41)的混合性好氧阴道炎合并细菌性阴道炎的妇女。20 ~ 55岁的女性随机接受栓剂或克林霉素，在三个时间点(V1: -2~0天;V2: 15-17天;V3: 40±3天)，采用精确16S绝对定量法进行DNA测序。治疗前(V1)，致病种阴道加德纳菌，阴道阿托布斯菌，羊水Sneathia,普氏菌bivia两组都有。
治疗后，根据Shannon和Simpson指数，两组V2中菌群多样性显著降低(p< 0.001)，栓剂组V3略有升高。的绝对丰度乳酸菌栓剂组较未治疗组增加加德纳菌属,普氏菌,AtopobiumV3在克林霉素组和栓剂组中富集。作者的结论是，泡腾栓是有效的治疗妇女混合好氧阴道炎与细菌性阴道炎恢复阴道菌群。
最近的研究调查了阴道微生物群与宫颈癌(CC)之间的关系，以更好地了解失调在疾病的建立、进展或缓解中的作用(布雷等人，2018年；Baezconde-Garbanati等人，2019；Martínez-Rodríguez等，2021)．在墨西哥的一项观察性横断面研究中，Manzanares-Leal等人。包括120名年龄在21至71岁之间的女性，60名患有晚期CC, 60名没有疾病。采集宫颈阴道拭子获得可培养的好氧微生物，采用PCR-RFLP对菌株进行鉴定，16S测序对菌株进行鉴定。研究人员检测到一种与晚期CC相关的特定微生物群，包括尿链球菌，大肠杆菌，萨夫芽孢杆菌，马利基芽孢杆菌，杰克棒状杆菌，纹状棒状杆菌,乳杆菌．他们得出结论，好氧性阴道炎和宫颈阴道瘤变之间没有因果关系，但提出阴道炎是瘤前病变发展为癌症的基础(维埃拉-巴普蒂斯塔等人，2016；Plisko等人，2021年)．董等。参与了一篇旨在评估急性子宫内膜炎对肠道微生物及其代谢产物影响的研究文章。子宫内膜炎一般是由细菌感染引起的，越来越多的证据显示，疾病的发生可能与肠道菌群有关(Plottel and Blaser, 2011；Borella等人，2021年)．此外，疾病的进展已被证明改变肠道微生物群和相关代谢物的组成和多样性。作者使用了子宫内膜炎的小鼠模型，包括宫内给药脂多糖(LPS)。利用16S rRNA基因测序和液相色谱-质谱法，他们发现微生物组中一些成员的相对丰度发生了变化，导致肠道中有益微生物的减少。
同时，急性子宫内膜炎增加了致病菌的相对丰度，改变了肠道代谢产物的浓度，影响了生物氧化、能量代谢和初级胆汁酸的生物合成。因此，本研究的结果有可能为急性子宫内膜炎的诊断提供新的策略。
肌萎缩性侧索硬化症(ALS)是一种神经性肌肉疾病，伴有上、下运动神经元(此外,2021)．遗传和环境因素的组合，以及年龄相关的功能障碍，被假设参与ALS的发展(马斯罗里和云顿，2020年)．女性受该疾病的影响更大，估计风险为1:400，而男性为1:350 (Ryan等人，2019年；马斯罗里和云顿，2020年)．马丁等人。发表了一篇综述文章，全面概述了微生物组在ALS发病机制中可能发挥的作用。作者从人类和动物研究中探索了ALS发病机制中胃肠道症状和微生物改变的现有证据，并讨论了针对ALS患者特定饮食、代谢产物和肠道微生物组的可能治疗方法。他们强调了对这一具有挑战性的疾病进行准确诊断和更好治疗的创新战略。
最后两篇文章讨论了败血症中粪便微生物移植(FMT)的重要方面，以及用于预测模型的生物信息学工具。Gai等人。报道盲肠结扎穿刺所致脓毒症模型FMT可通过调节炎症反应、上调紧密连接蛋白表达恢复上皮屏障和功能，重建肠道菌群多样性，降低死亡率。Dahan等人。提出了EasyMap，一个交互式在线工具，允许(1)运行多个多元线性回归模型，具有相同的特征和元数据;(2)可视化每个模型中发现的微生物特征和临床元数据之间的关联;(3)比较各种模型，识别关键元数据变量，选择最优模型。EasyMap提供了跨各种模型的关联结果的并排可视化，每个模型都有额外的元数据变量，使我们能够评估每个元数据变量对相关特性的影响。
总的来说，本研究课题的文章展示了来自不同部位(口腔、肠道和阴道)的微生物群对女性健康、成功怀孕和胎儿发育以及通过使用战略方法调节微生物群(包括营养干预、益生菌和粪便微生物群移植)来预防和治疗疾病所起作用的重要方面。此外，旨在开发更精确的分析和预测模型的软件的研究对于微生物组领域的发展也是必要的。
作者的贡献
GO和ML撰写了社论的初稿，MP和VN修改了手稿，所有作者都批准了社论的最终版本。
致谢
我们要感谢澳大利亚塔斯马尼亚大学的Alok K. Paul博士提供的信息图表的使用Biorender.com．
利益冲突
作者声明，这项研究是在没有任何商业或财务关系的情况下进行的，这些关系可能被解释为潜在的利益冲突。
出版商的注意
本文中所表达的所有主张仅代表作者，并不代表他们的附属组织，也不代表出版商、编辑和审稿人。任何可能在本文中评估的产品，或可能由其制造商提出的声明，都不得到出版商的保证或认可。
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关键词:科学领域的女性，怀孕，女性健康，微生物群，生态失调
引用:Pereira MdL, Levy M, Nissapatorn V和de Oliveira GLV(2022)社论:微生物组在健康和疾病中的妇女2021年。前面。细胞。感染。Microbiol。12:1054190。doi: 10.3389 / fcimb.2022.1054190
收到:2022年9月26日;接受:2022年9月28日;
发表:2022年10月11日。
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*通信:Gislane Lelis Vilela de Oliveira，gislane.lelis@unesp.br；Veeranoot Nissapatorn,nissapat@gmail.com
__这些作者对这项工作做出了同样的贡献