手术减肥有后遗症吗?代谢组学揭示手术减肥史对孕期母体和新生儿的影响

来源: 上海中科新生命生物科技有限公司   2020-7-15   访问量:3076评论(0)

越来越多的女性通过减肥手术来摆脱肥胖问题,但目前尚不清楚这种方式对女性孕期肠道菌群及代谢水平的影响。

英国帝国理工学院医学院Elaine Holmes团队在《Gut microbiota》(IF= 19.819)杂志上发表题目"Longitudinal Metabolic and Gut Bacterial Profiling of Pregnant Women With Previous Bariatric Surgery"的研究成果,该项目利用代谢组学和16S联合分析,系统评估了有过减肥手术史的女性在孕期的肥胖相关代谢物变化和肠道微生物改变及其对胎儿发育的影响。

 

实验材料:孕期血清、尿液、粪便;新生儿脐带血、尿液

实验分组:减重手术人群(bariatric surgery,BS)41人,包括限制型手术组(restrictive group,RES)16人、吸收不良型手术组(malabsorptive group,MAL)25人;无减肥手术组70人(no bariatric surgery,以下简称NBS对照组)

 

实验路线图

 

研究结果

1. 不同方式的减肥手术史对女性妊娠期血清和尿液代谢影响差异极大

代谢组分析发现,不同方式的减肥手术对女性的长远影响有极大的差异。妊娠晚期,吸收不良型手术组(MAL)的血清代谢谱与对照组有明显差异,限制型手术组(RES)与对照组没有明显差异。相较于对照组,MAL手术组的血清样本脂质不饱和度更低,血清亮氨酸、异亮氨酸和异戊酸含量在检测孕期内都显著低于对照组。MAL手术组的D-羟基丁酸丰度在妊娠最后几周较对照组显著增加,N-乙酰糖蛋白和谷氨酰胺含量无明显变化。T1至T6孕期RES手术组的血清代谢物均未与对照组产生显著差异。

尿液样本代谢组分析与血清结果一致。基于OPLS-DA模型发现,RES手术组与对照组和MAL手术组在6个时间点均无显著差异,MAL手术组的尿液代谢组在整个妊娠期均显著异于对照组。相比于对照组,MAL手术组尿液中苯乙酰谷氨酰胺(PAG)、硫酸吲哚酚(IS)、p-硫酸甲酚(PCS)、p-羟基乙酸苯酯(PHPA)等化合物的显著升高,肌酐和α-酮异戊酸显著降低。

对新生儿代谢分析发现,三组胎儿脐带血代谢谱无显著差异, 而MAL组的新生儿尿液中PAG含量显著高于对照组婴儿,表现出母体差异的继承性。

MAL手术组与对照组在孕期血清和尿液差异代谢物分析

 

2. 有MAL手术史的女性在妊娠期的肠道菌群轮廓迁移显著异于对照组

为了探究MAL组血清及尿液代谢水平变化与肠道微生物的关系,本研究通过16S扩增子测序分析了MAL和对照组孕妇的肠道菌群变化差异。与NBS对照组相比,MAL手术组孕妇粪便微生物的α多样性和β多样性显著不同于对照组,多种微生物在两组间存在显著差异。

孕期粪便样本16S肠道微生物分析

 

3. MAL手术组与对照组在孕期肠道菌群差异与血浆和尿液差异代谢物间存在相关性

进一步对MAL手术组与对照组的血清差异代谢物(60个)、尿液差异代谢物(66个)和粪便差异菌群(68个)进行关联分析。MAL手术组与对照组的尿液和粪便数据可以区分,而两组的血清数据不能明显区分。MAL组尿液中的PAG、PCS和IS、亮氨酸、异亮氨酸和异丁酸等代谢物含量变化与血清和粪便数据变化高度相关,对MAL手术组与对照组的差异贡献最大。MAL粪便中厌氧棒状菌与血清中PAG、PCS和IS显著负相关,而与血清中的亮氨酸、异亮氨酸和异丁酸正相关。

代谢组+微生物组:通过16s、代谢组分别检测样本的菌群特征与代谢组特征,基于相关性等数据分析方法,挖掘菌群-代谢关联性。

 

MAL手术组与对照组在孕期的差异代谢物和差异菌群关联分析

 

小编小结

本文利用代谢组和微生物组联合分析的研究思路,解析了减肥手术对女性孕期代谢水平和肠道微生物的影响。通过16S分析发现MAL减肥手术显著改变了妇女妊娠期肠道菌群结构,代谢组学分析发现MAL减肥手术对孕期血清和尿液代谢都存在较大影响,且这种代谢水平的影响可部分传递给新生婴儿。本研究表明,接受不同减肥手术对女性后续生育期的影响存在较大差异,MAL手术对孕妇肠道微生物群及血清和尿液代谢层面的改变持续整个妊娠期,并可能产生跨代影响。为育龄妇女选择最合适的减肥手术类型提供重要参考。

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