一、研究背景

    既往的研究资料显示，妊娠期间会发生免疫系统的适应性改变，以使母体免疫系统可耐受有一半异体基因的胎儿，随着人们对肠道菌群在免疫应答发育和维持中作用的认识不断深入，科学家发现肠道菌群可能影响各种免疫细胞的数量和活化状态，包括调节性T细胞Treg、Th17细胞、单核细胞等。同时，另有研究显示，人类的肠道菌群在妊娠期间会发生变化。基于以上，荷兰格罗宁根的科学家们提出假设，肠道菌群可能会影响妊娠期免疫反应的适应性改变，并在妊娠小鼠中进行相关试验来验证这个假设。

二、研究方法

    科学家们收集了妊娠前和妊娠期间（第7、14和18天）小鼠的粪便，使用16S RNA测序法测量微生物群落，并在第18天处死小鼠后使用流式细胞仪测定脾脏辅助性T细胞亚群和血液免疫细胞（主要测定单核细胞亚群）。以妊娠无菌小鼠（妊娠18天）和非妊娠常规小鼠和非妊娠无菌小鼠的脾脏和血液免疫细胞群数据作为对照。分析妊娠期小鼠肠道菌群的丰度与免疫细胞数量的相关性。

三、研究结果

1、妊娠期间肠道菌群的变化

    妊娠末期（第18天）与妊娠前相比，肠道菌群存在显著差异，厚壁菌/拟杆菌比值升高（图1），而各类菌属（厚壁菌、拟杆菌、放线杆菌、蓝藻菌和变形菌）的丰度在第18天与妊娠前有显著差异（图2）。

图1.妊娠前和妊娠期菌群香农指数和硬壁菌/拟杆菌比值

图2. 小鼠妊娠期间各种细菌种属丰度的差异

2、妊娠对免疫细胞的影响

    与非妊娠小鼠相比，妊娠小鼠Th1细胞百分比下降，而Treg细胞和Th2细胞百分比增加。在无菌小鼠中，妊娠和非妊娠相比，Th1细胞百分比同样下降，而妊娠对Treg和Th2细胞没有影响(图3)。而在常规妊娠小鼠中，CD80表达显著升高，MHCII表达显著降低，在无菌小鼠中CD80和MHCII的改变不明显（图4）。

图3.妊娠和非妊娠常规和无菌小鼠脾脏Th细胞、Th1细胞、Th2细胞、Treg细胞、Th17细胞和FOXP3/RORgT双阳性细胞的百分比

图4.常规和无菌妊娠和非妊娠小鼠血液中CD80+及MHC II单核细胞亚群的百分比

3、肠道菌群与妊娠期免疫适应之间的关系

    为了深入了解传统小鼠妊娠期间肠道菌群和免疫细胞变化之间的关系，研究者将菌群丰度数据与同一小鼠的免疫细胞亚群数据进行相关性分析，皮尔逊的相关系数热图如图5所示。其中，细菌簇1和细菌簇2中的菌群（其中有各种短链脂肪酸产生菌群）与免疫细胞簇B中的免疫细胞（包括Treg细胞和Th2细胞）正相关，表明这些菌群可能上调这些免疫细胞。此外，细菌簇1、2和3中的各种细菌也与免疫细胞簇D（主要与单核细胞和淋巴细胞有关）呈正或负相关，这表明这些菌群可能与妊娠期的造血有关。

图5.妊娠小鼠的肠道菌群与免疫细胞群的关系斯皮尔曼相关系数的热图。图中显示了在妊娠第18天和妊娠前（1-4组）肠道菌群的显著不同以及与常规和无菌小鼠（A-D组）因免疫适应不同产生的免疫细胞群的差异。 

研究结论

    此项研究表明妊娠期间肠道菌群发生了变化，妊娠小鼠与非妊娠常规小鼠和无菌小鼠的免疫反应存在不同。妊娠与肠道菌群和免疫细胞的数量相关联，特别是在妊娠末期Treg增加和单核细胞活化增加，说明妊娠小鼠肠道菌群可能参与诱导母体的适应性免疫反应。但这并不能说明妊娠期间菌群的变化是否是这些免疫适应的发生的原因，需要进一步的研究来证实这个假设，例如将妊娠/非妊娠的常规小鼠粪便移植到妊娠/非妊娠无菌小鼠，并观察随后的免疫反应的变化。

参考文献：

[1]Faas MM , Liu Y , Borghuis T, et al. Microbiota Induced Changes in the Immune Response in Pregnant Mice[J]. Frontiers in Immunology, 2020, 10:2976.