原名：Microbiome or no microbiome: are we looking at the prenatal environment through the right lens?

译名：微生物组或无微生物组：我们是通过正确的观点看待产前环境吗？

期刊：Microbiome 

   在过去的二十多年，DNA测序技术的发展极大的推动了人类微生物组研究。本领域取得了突飞猛进的发展，逐步明确了微生物组在人类健康和疾病中的作用。基于16S rRNA基因扩增子测序的方法的易用性和低成本，其可用于各种样品，其中一些样品是从最初认为是无菌的身体部位收集的，包括大脑，胎盘甚至是成长中的胎儿。这些方法提供的敏感性和系统发育分辨率导致在这些位点检测到细菌特有的DNA片段。通过考虑将这些人类标本中的细菌证据视为无误的感染迹象，并以假定微生物群定殖为健康的前提，来挑战临床范例。这些早期的报道激发了人们对这类微生物组研究的热情，但因缺乏仔细的实验，技术，生物信息学和统计控制，有些报道并没有得到普遍认可。于是，争议开始了。

  2014年，Aagaard等^[1]发表了一项研究，报道从健康孕妇分娩后收集的胎盘标本中存在细菌菌群。这篇论文引起了广泛的兴趣^[2]，但也受到传染病专家和其他人的质疑^[3]，因为它挑战了关于该领域的传统观点-胎盘组织中的细菌代表有感染的迹象。一个“健康的”胎盘微生物群的存在，引起了胎儿在子宫内细菌定植的问题，即是否存在产前微生物组。Rackaityte等（2020）在该研究领域的最新研究发现了多条证据表明胎儿肠道中存在细菌DNA和细胞结构，以及可培养出的与微球菌相关的细菌，这些细菌似乎显示出对胎儿环境的适应性，包括在生长激素，妊娠激素和吞噬细胞的存活^[4]。但是，最近由De Goffau等人（2020）致微生物学家的一封信评判了这项研究的主要发现。经过与Microbiome编辑委员会的长时间讨论，我们认为De Goffau的主张和数据似乎令人信服，但该信应接受同行评审。该信的修订版目前已被接受在Microbiome发表^[5]。这封信，连同原始出版物^[6]作者的回复，出现在本期特殊的Microbiome杂志上。

   在编辑委员会审议了这封信和原始作者的答复时，专家认为De Goffau等人提出的问题和关切非常重要，它不仅对产前微生物组研究领域具有广泛的意义，而且对整个微生物组领域也具有更广泛的意义。因此我们邀请了几位专家就产前微生物组和该领域的经验进行评估和思考。同时为了拓宽视野，我们选择了在微生物组科学领域具有长期专业知识但未直接参与辩论的科学家。为了给读者提供一些上下文和对该主题的更广阔视野，该期特刊中还包括两个评论，这些评论反映了对产前和胎儿微生物组学的不同观点（Walter & Hornef ^[7]和Silverstein＆Mysorekar ^[8]）。

   产前微生物组的争议和专家的观点为当前微生物组研究的一些更广泛的挑战和局限性提供了重要的见识。作为一个常见的技术问题，关于采样地点，临床或实验室环境以及试剂和消耗品的痕量细菌DNA对生物样品的污染被广泛认为是假阳性微生物组信号的来源，尤其是对于许多低生物量而言^[9]。16S rRNA扩增子假象的其他来源，例如索引或条形码串扰，孔间污染或非靶标扩增已被报道^[10，11]。目前被广泛接受但很少实施的方法是，对于任何微生物组研究，尤其是那些涉及低生物量或先前认为无菌样品类型的研究，包括适当的过程控制以及生物学和技术复制都应是实验设计的基本部分。为了提高严密性和透明度，绝对有必要对开放数据和方法共享（实验室和信息学）进行更严格的实施，并且最好允许对已发布的数据进行回顾性检查。 我们将继续在微生物组中出版的出版物中推广和强制使用它们。

   许多微生物组研究的一个更具概念性的问题是，它们仅基于细菌DNA信号的扩增，就应用了来检测和定义微生物组。这在几个方面都有问题。仅仅细菌DNA的存在当然不足以推断出蓬勃发展的微生物群落的存在，例如细菌的存在。在胎盘中，这本身就是对产前微生物群假说的反驳。此外，如果需要生物学活性来确认其生理作用，则它不必局限于活的微生物，因为细菌DNA或微生物细胞壁成分也可以引起宿主反应。因此，通过基于宿主反应（不仅仅是微生物或其DNA的存在）测量微生物组相关性的功能分析，人们可以通过宿主的角度研究微生物组，并加深我们对微生物组对人类健康的作用的了解。最后，微生物组存在的证据本身不应视为目的，同时需要确定对婴儿的健康益处。我们迫切需要长期的临床研究，将有关微生物组的组成和功能检查与婴儿生长发育和健康的广泛措施结合起来。

    Microbiome致力于支持微生物组研究的所有领域，包括那些在产前阶段研究潜在宿主与微生物相互作用的领域。编辑委员会坚信，对微生物与人类宿主之间特定相互作用及其在健康或疾病中作用的假设进行检验的功能和机理研究，有可能极大地增进我们对人类微生物组的了解。这些研究将以更创新的方式来操纵这些微生物组并改善健康状况。Microbiome进一步致力于继续促进对微生物组研究的现有方法和目标的公开讨论，包括挑战既定范例。我们坚信开放数据和协议对促进这些重要讨论的重要性。De Goffau等人De Goffau等研究的重新分析是Microbiome将继续促进这种透明研究交流的一个例子。

Web results那不勒斯腓特烈二世大学

1. Aagaard K, Ma J, Antony KM, Ganu R, Petrosino J, Versalovic J. The placenta harbors a unique microbiome. Sci Transl Med. 2014; 6(237): 237ra265.

2. Collins, FS: Not Sterile, After All: The Placenta’s Microbiome [https://directorsblog.nih.gov/2014/05/28/not-sterile-after-all-the-placentas-microbiome/].

3. Perez-Munoz ME, Arrieta MC, Ramer-Tait AE, Walter J. A critical assessment of the "sterile womb" and "in utero colonization" hypotheses: implications for research on the pioneer infant microbiome. Microbiome. 2017; 5(1): 48.

4. Rackaityte E, Halkias J, Fukui EM, Mendoza VF, Hayzelden C, Crawford ED, Fujimura KE, Burt TD, Lynch SV. Viable bacterial colonization is highly limited in the human intestine in utero. Nat Med. 2020; 26(4): 599–607.

5. de Goffau MC, Charnock-Jones DS, Smith GCS, Parkhill J. Batch effects account for the main findings of an in utero human intestinal bacterial colonization study. Microbiome. 2020. https://doi.org/10.1186/s40168-020-00949-z.

6. Rackaityte E, Halkias J, Fukui EM, Mendoza VF, Hayzelden C, Crawford ED, Fujimura KE, Burt TD, Lynch SV. Corroborating evidence refutes batch effect as explanation for fetal bacteria. Microbiome. 2020. https://doi.org/10.1186/s40168-020-00948-0.

7. Walter J, Hornef MW. A philosophical perspective on the prenatal in utero microbiome debate. Microbiome. 2020. https://doi.org/10.1186/s40168-020-00979-7.

8. Silverstein RB, Mysorekar IU. Group therapy on in utero colonization: Seeking Common Truths and a way forward. Microbiome. 2020. https://doi.org/10.1186/s40168-020-00968-w.

9. Eisenhofer R, Minich JJ, Marotz C, Cooper A, Knight R, Weyrich LS. Contamination in low microbial biomass microbiome studies: issues and recommendations. Trends Microbiol. 2019; 27(2):105–17.

10. Costello M, Fleharty M, Abreu J, Farjoun Y, Ferriera S, Holmes L, Granger B, Green L, Howd T, Mason T, et al. Characterization and remediation of sample index swaps by non-redundant dual indexing on massively parallel sequencing platforms. BMC Genomics. 2018; 19(1): 332.

11. Minich JJ, Sanders JG, Amir A, Humphrey G, Gilbert JA, Knight R. Quantifying and Understanding Well-to-Well Contamination in Microbiome Research. mSystems. 2019; 4(4): e00186–19.