早期生活的秘密从不到半茶匙的血液中显露出来

2025-09-22 00:16来源:本站

  一个全球科学家团队首次绘制了新生儿生命发育路径图。这项研究发表在《自然》杂志上 自然通讯,可以改变我们对婴儿健康和疾病的理解。

  由伦敦卫生学院冈比亚医学研究中心联合领导在热带医学领域,这项新研究揭开了什么基因被开启,什么蛋白质被合成,以及在人类生命的头七天里,什么代谢物发生了变化。

  新生儿是最容易感染疾病的人群。在早期开发中建立关键途径可以帮助衡量饮食、疾病和孕产妇健康等因素以及疫苗等关键干预措施的影响。

  这项研究是由免疫联盟扩大计划(EPIC)研究小组进行的,其中包括伦敦卫生学院冈比亚的MRC单位热带医学、波士顿儿童医院、英属哥伦比亚大学和巴布亚新几内亚医学研究所。

  新生儿出生的第一周是一个生物快速变化的时期,因为婴儿会适应子宫外的生活,突然接触到新的细菌和病毒,但令人惊讶的是,人们对这些早期变化知之甚少。收集新生儿发育数据面临的最大挑战之一,是从一个很小的新生儿身上采集足够大的血液样本,以进行全面的分析。该团队通过在不到半茶匙的血液中使用开创性的实验室技术克服了这一问题。

  通过使用复杂的软件和新的方法,他们集成了不同种类的测量来解释来自珍贵样本的复杂数据。在生命的第一个星期里发现了数千种变化,包括基因表达和与免疫有关的成分。

  资深作者Beate Kampmann,伦敦卫生学院儿科感染和免疫教授热带医学及其疫苗中心主任说:“如果在出生时和生命的第一周提供有效的卫生措施,多达三分之二的新生儿死亡是可以预防的。在每年540万5岁以下儿童死亡中,大约一半发生在新生儿期,即生命的第一个月。

  “关于早期关键发育过程的知识仍然很少,但这项研究填补了其中一些关键的空白。这项工作对疫苗研究尤其重要。新生儿在早期对感染的保护非常有限,因此迫切需要优化保护措施,包括在这个年龄段使用的疫苗。”

  研究小组与当地社区密切合作,在西非冈比亚的一个卫生中心招募新生儿。他们在婴儿出生当天采集了血液样本,然后在第一天、第三天或第七天再次采集。

  这些样本是在非洲和北美的合作实验室中处理的,研究人员在那里发现了由发展驱动的巨大分子变化。这些发现在第二组澳大利亚新生儿中得到证实。这两个独立的群体被发现有共同的、高度动态的发育轨迹,这表明这些变化不是随机发生的,而是遵循特定年龄的路径。

  坎普曼教授说:“为了优化疫苗的使用,冈比亚的MRC单位长期以来对新生儿进行了重要的研究。鉴于我们良好的社区关系和基础设施,我们准备与我们的合作者合作,将系统生物学的新工具应用于非常小的血液样本。我们希望在现实世界中开展这项工作,以便在新干预措施对新生儿存活率影响最大的情况下,深入了解免疫系统的发展。”

  波士顿儿童医院精确疫苗项目主任、该论文的资深作者奥弗·利维(Ofer Levy)说:“世界上大多数感染发生在生命早期,新生儿最易感染,结果也最糟糕。”这项工作提供了一个宝贵的窗口,了解健康和疾病在生命的第一周。我们令人兴奋的发现使我们能够提出更大的问题,即不同人群之间的差异以及疫苗等生物医学干预措施对发展的影响。

  “目前,大多数疫苗都是通过反复试验开发出来的。我们寻求对早期生命中疫苗功能的深入分子研究,以便为未来更好地开发婴儿疫苗。我们证明,在资源匮乏的环境下招募新生儿、获取少量血液、加工、运输、进行系统生物学检测并将结果整合——将大数据转化为知识——是可能的。”

  展望未来,EPIC团队目前正在冈比亚和巴布亚新几内亚的更大范围研究不同疫苗对这一早期发展轨迹的影响。

  作者承认他们的研究存在局限性,包括在更大的群体中进行验证,以及增加我们对已发现通路的功能洞察。

  这项研究由医学研究委员会和美国国立卫生研究院的核心拨款资助。

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