摘要：前言2022年12月21日，复旦大学研究团队在Environmental Science＆Technology（IF=9.7）发表题为“The Association Between Microplastics and Microbiota in Placen
前言2022年12月21日，复旦大学研究团队在Environmental Science＆Technology（IF=9.7）发表题为“The Association Between Microplastics and Microbiota in Placentas and Meconium: The First Evidence in Humans”的研究论文，该研究报道了检测胎盘和胎便中的 MPs，并探究MPs与胎盘及胎便微生物群的潜在关联。欧易生物提供了16S测序服务。
发表期刊：Environmental Science＆Technology
影响因子：9.7
涉及的欧易生物服务产品：16s
研究背景
孕期和婴儿期是对有害环境暴露较为敏感的时期，但母婴群体的微塑料（MPs）暴露情况及其不良健康影响在很大程度上尚不明确。此前虽有研究在胎盘和胎便中发现了微塑料，且动物实验表明微塑料可能影响肠道微生物群，但关于微塑料与人类（尤其是孕妇和婴儿）胎盘及胎便中微生物群的关联，尚无相关研究证据。因此，探究母婴的微塑料暴露与胎盘、胎便微生物群的潜在关联具有重要意义。
研究内容
该研究旨在探究母婴群体中微塑料（MPs）的暴露情况及其与胎盘和胎便中微生物群的潜在关联。研究从上海招募了 18 对健康足月阴道分娩的母婴，收集了 18 份胎盘样本和相应的胎便样本（其中 12 份用于微塑料检测，17 份用于 16S rRNA 测序）。通过 Agilent 8700 激光红外成像光谱仪（LDIR）检测发现，胎盘和胎便中均存在 16 种微塑料，以聚酰胺（PA）和聚氨酯（PU）为主，且 20-50μm 粒径的微塑料占比超过 76.46%；胎便中总微塑料及 PA 的浓度显著高于胎盘。借助 16S rRNA 测序分析，发现胎盘和胎便微生物群在门水平均以 Proteobacteria、Bacteroidota、Firmicutes 为主，但在 β 多样性和菌群组成上存在显著差异；胎盘优势属包括 Ralstonia、Muribaculaceae 等，胎便优势属则为 Escherichia-Shigella、Muribaculaceae 等。进一步分析显示，微塑料与微生物群存在关联，如聚苯乙烯（PS）与胎便微生物 Chao 指数负相关，聚乙烯（PE）与胎盘多个菌属负相关，总微塑料、PA、PU 影响胎便多个菌属，且 50-100μm 粒径的微塑料与胎便微生物群显著相关。
技术路线
研究结果
Result1 胎盘及胎粪MPs检测
所有样本中共检测到16种微塑料颗粒。在颗粒尺寸范围内，聚酰胺（PA）和聚氨酯（PU）为主要类型，占比超 78%，胎盘总微塑料中位数为 18.0 颗粒 / 克，胎粪为 51.4 颗粒 / 克，其中 PA 和总微塑料在胎粪中浓度显著高于胎盘（P
表1. 胎盘和胎粪中不同类型微塑料的分布比较（颗粒/克）
图1:胎盘与胎粪中微粒物质（MPs）分布图
图2:胎盘(A)和胎粪(B)中微粒尺寸分布（单位：μm)
Result2 胎盘及胎粪微生物检测
在门水平上，胎盘和胎粪均主要由三个门构成：Proteobacteria，41.92 ± 21.73%、Bacteroidota ，32.36 ± 12.85%、Firmicutes ，19.47 ± 12.22%。在属水平上：胎盘主要优势属为 Ralstonia（16.57%）、未培养菌（10.77%）、Muribaculaceae（13.44%）、Prevotella（5.46%）、Sphingomonas（3.93%）；胎粪主要优势属为大肠杆菌 - 志贺氏菌（Escherichia-Shigella，21.36%）、Muribaculaceae（15.62%）、乳酸杆菌（Lactobacillus，8.60%）、肠球菌（Enterococcus，4.11%）、未培养菌（3.82%）。
图4:胎盘微生物群在门(A)和属(B)水平的组成
图5:胎粪微生物群在门(A)和属(B)水平的组成
Result3胎盘与胎粪微生物的多样性及组成差异
胎粪的 Chao1 指数和 Shannon 指数均高于胎盘，但无统计学差异；Beta多样性结果显示，两组微生物组成存在显著差异，且考虑物种丰度时（加权）差异更明显；在胎盘和胎粪微生物组成上，86个属在两组间存在显著差异；LEfSe分析识别出42个差异属，其中胎盘富集9种，胎粪富集4种。
图6:胎盘和胎粪Alpha多样性结果
图7:胎盘和胎粪Beta多样性结果
Result4 胎盘和胎便中微塑料颗粒大小与微生物丰度的相关性
研究发现微塑料与胎盘和胎粪中的多种微生物存在相关性：胎盘方面，总微塑料浓度与 Porphyromonas 正相关；聚酰胺（PA）与 Porphyromonas 正相关，与 Prevotellaceae_UCG-001 负相关；聚乙烯（PE）与 Prevotellaceae_NK3B31_group、Ruminococcus、Sediminibacterium、Prevotellaceae_UCG-001、Neisseria、Bacteroides 负相关；聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）与 Prevotellaceae_UCG-001 正相关；聚氯乙烯（PVC）与 Escherichia−Shigella 负相关，与 Clade_Ia 正相关；聚四氟乙烯（PTFE）与 Escherichia−Shigella 正相关；乙烯 - 醋酸乙烯共聚物（EVA）与 Parabacteroides 负相关；氯化聚乙烯（CPE）与 Muribaculaceae、Helicobacter 负相关。胎粪方面，总微塑料与 Streptococcus、Clostridia_UCG-014、Treponema、Prevotellaceae_NK3B31_group 正相关，与 Pelomonas 负相关；PA 与 Escherichia−Shigella、Bacteroides、Clostridia_UCG-014、Treponema 正相关，与 Pelomonas 负相关；聚氨酯（PU）与 Streptococcus、Treponema、Prevotellaceae_NK3B31_group 正相关，与 Pelomonas 负相关；聚苯乙烯（PS）与 [Eubacterium]_coprostanoligenes_group、Treponema 负相关，与 Porphyromonas、Haemophilus 正相关；EVA 与 Parabacteroides 负相关。此外，胎粪中 50−100 μm 粒径的微塑料与 Rikenellaceae_RC9_gut_group、Haemophilus、Ruminococcus 等微生物属存在显著正相关。
图8:胎盘(左)和胎粪（右）微塑料与属水平微生物相关性分析
总结
本研究在胎盘和胎粪样本中检测到多种微塑料，其中聚酰胺（PA）和聚氨酯（PU）是主要类型，且 20-50 μm 尺寸的微塑料占比超 76.46%。在门水平上，胎盘和胎粪微生物群主要由变形菌门、拟杆菌门和厚壁菌门组成，且两者在 β 多样性和微生物组成上存在显著差异。研究还发现微塑料与胎盘和胎粪中的微生物群存在关联，例如聚乙烯与胎盘的多个菌属呈负相关，总微塑料、PA 和 PU 对胎粪的多个菌属有影响，此外，50-100 μm 粒径的微塑料与胎粪微生物群也存在显著关联。
参考文献：
Liu S, Liu X, Guo J, Yang R, Wang H, Sun Y, Chen B, Dong R. The Association Between Microplastics and Microbiota in Placentas and Meconium: The First Evidence in Humans. Environ Sci Technol. 2023 Nov 21;57(46):17774-17785. doi: 10.1021/acs.est.2c04706. Epub 2022 Oct 21. PMID: 36269573.
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