生命早期是肠道微生物组定殖的关键时期，影响宿主在生命后期的代谢和免疫，受到基因、分娩方式、喂养模式、饮食结构、抗生素使用和环境暴露等多种因素的影响。目前，人们对产前暴露于外源物质（如微量元素）如何影响生命早期肠道微生物组发育的认识仍处于起步阶段。
在中国科学院大学资源与环境学院院长、中国科学院生态环境研究中心主任朱永官研究员的指导与建议下，在产后6周复查的人群中招募了146名志愿者，现场采集母亲头发样品用于指示婴儿产前微量元素暴露水平，产后3月、6月和12月的定期随访采集母婴粪便样品进行16S rRNA扩增子测序、宏基因测序和代谢产物测定，以探究生命早期微量元素暴露对婴儿肠道微生物发育的影响。研究发现产前高浓度铜暴露会显著降低3月龄婴儿肠道菌群多样性指数，但随着时间推移，婴儿肠道菌群多样性逐渐增加并从铜暴露的影响中恢复。研究还发现铁、硒、汞等元素可能参与婴儿肠道中葡萄糖酸、4-三甲基氨基丁酸、柠苹酸和棕榈酸等代谢产物的调控，这些代谢产物或是生产SCFAs的重要底物，或可调节肠道免疫反应和疾病。此外，产前微量元素暴露也会影响肠道中ARGs的发生，研究发现铜、砷、锌等元素与6月龄婴儿肠道中ARGs呈现正相关。重金属是ARGs扩散的重要媒介，研究首次描述了人群肠道中元素暴露与ARGs丰度之间的关联。研究首次尝试利用母亲头发来指示产前微量元素的暴露水平及其对婴儿肠道菌群、代谢产物和抗生素抗性基因的动态影响，为了解生命早期肠道微生物组发育的复杂性和易感性提供了新的视角。
相关研究成果以“Prenatal exposure to trace elements impacts mother-infant gut microbiome, metabolome and resistome during the first year of life”为题发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上。国科大资环学院在读博士生熊仕茂和北京大学人民医院谢冰副主任医师为文章共同第一作者，尹乃毅副教授、北京大学人民医院孙秀丽教授和朱永官研究员为共同通讯作者。资环学院崔岩山教授、肖康教授、孙国新研究员、蔡晓琳副教授及比利时根特大学Tom Van de Wiele教授参与相关研究。该工作获得了国家自然科学基金委、中国科学院青年创新促进会、北京市自然科学基金委和中国科学院大学校自主部署项目的资助和支持。文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-60508-8
