Комплексне профілювання передачі мікробів ротової порожнини та кишечника від людини до людини

У недавньому дослідженні, опублікованому в Nature, дослідники виявили широке розповсюдження бактеріального штаму серед людей (>10 мільйонів випадків спільного використання) з характерними моделями передачі, включаючи вертикальну передачу, передачу в домогосподарствах і серед населення.

Оцінка мікробного різноманіття людини має вирішальне значення для визначення різних розладів здоров’я. Однак ступінь, до якої взаємостосунки впливають на генетичну конституцію мікробіому та впливають на внутрішньо- та міжмікробну передачу, не була добре охарактеризована та потребує подальшого дослідження.

Про дослідження

У цьому дослідженні дослідники виконали метагеномний аналіз, щоб оцінити закономірності передачі ротових і кишкових мікробів від людини до людини.

Загалом було проаналізовано 9715 мікробних зразків (2069 і 7646 зразків слини та калу відповідно) з 31 набору даних (у 20 країнах, включаючи Аргентину, Колумбію, Китай, Гвінею-Бісау, Італію та Сполучені Штати Америки) для оцінки передачі мікробів. між матерями та нащадками, побутовими контактами, близнюками, популяціями (індивідуумами, які проживають разом), і селами.

Геноми були згруповані в SGB (біни геномів на рівні виду), GGB (біни геномів на рівні роду, відстань 15,0%) і FGB (біни геномів на рівні родини, відстань 30,0%). SGB, що містять ≥1,0 ​​еталонного генома, вважалися відомими (kSGB), а ті, що не мали еталонних геномів, вважалися невідомими (uSGB). Було проведено філогенетичний аналіз, а також аналіз профілювання на рівні видів і штамів.

Результати

Загалом 6,4 мільйона подій спільного штаму між окремими особами були ідентифіковані в кишкових зразках і 4,9 мільйона в ротових зразках після виключення 278 (94%) штамів Bifidobacterium animalis із кишкових зразків і 540 штамів, філогенетично подібних до MAG харчового походження з семи SGB, включаючи Streptococcus thermophilus, S. vestibularis і S. salivarius. Вертикальна передача кишкових мікробів була стабільною та заслуговувала на увагу в дитинстві: рівень розподілу штамів мікробів становив 50,0% і залишався в межах, які можна виявити в старшому віці.

Навпаки, передача мікробів через ротову порожнину була в основному горизонтальною і зростала зі збільшенням тривалості спільного проживання. Значний розподіл штамів спостерігався серед осіб, які проживають разом, із середніми значеннями для показників спільного використання штамів мікробів 32,0% і 12,0% для мікробів порожнини рота та кишкового тракту відповідно, а тривалість спільного проживання впливала на розподіл штамів більше, ніж генетика або вік.

Bifidobacterium bifidum, кишковий SGB, був успішно профільований з 1298 кишкових мікробних зразків (17,0% від загальної кількості зразків калу). Той самий штам B. bifidum був ідентифікований у 87,0% пар зразків від цієї людини, отриманих протягом 6,0 місяців, із чітким бімодальним мікроорганізмом, який спостерігався для nGD між штамами, що свідчить про спільні мікробні штами.

Спільне використання штамів було виявлено серед матерів з їхніми дітьми (передаваність бінів геному на рівні виду 0,9) і між домогосподарствами (коефіцієнт трансмісії генома на рівні виду 0,7). Найбільші показники поширення мікробного штаму між людьми були виявлені між матерями, які проживають разом, і дітьми віком від 0,0 до 3,0 років (середнє значення 34%).

Передача мікробного штаму між особами, які перебувають у тривалому тісному контакті, значною мірою відповідала за генетичну конституцію людського мікробіому і, отже, за потенціал господаря-мікробної та метаболічної взаємодії. Серед близнюків показники розподілу штамів знизилися з 30,0% до 10,0% протягом 30,0 років окремого життя. Вплив соціальної комунікації, що спостерігався у формуванні мікробіоти людини, був незначним, з ймовірною роллю в мікробних інфекціях. Більше мікробне багатство серед незахідних спільнот не було заохочено збільшенням передачі в домогосподарствах, а є наслідком взаємодії навколишнього середовища, дієти та способу життя.

Загалом результати дослідження висвітлили закономірності передачі мікробів через ротову порожнину та кишківник у людей і підтвердили, що деякі розлади, які наразі вважаються неінфекційними, мають бути переоцінені, і що врахування соціальної структури та передачі покращить дизайн мікробних досліджень.

ДЖЕРЕЛО