母乳中有益微生物的益生作用

劉海燕，張建偉（.河北聯(lián)合大學公共衛(wèi)生學院，河北唐山063000；.唐山師范學院體育系，河北唐山063000）

母乳中有益微生物的益生作用

劉海燕1，張建偉2
（1.河北聯(lián)合大學公共衛(wèi)生學院，河北唐山063000；2.唐山師范學院體育系，河北唐山063000）

摘要：母乳是新生兒的最佳食品。母乳提供的蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂質(zhì)、礦物質(zhì)和維生素的含量和比例最為適宜，能夠確保嬰幼兒的正確成長和發(fā)育。此外，母乳中還含有生物活性物質(zhì)，具有多種益生作用，例如促進免疫系統(tǒng)成熟，防止感染。最近研究表明，人乳中已經(jīng)成功分離出益生菌。綜述了這些益生菌在動物模型和臨床試驗中的有益效果。促進免疫系統(tǒng)成熟、抗感染以及抗炎是這些益生細菌的主要健康作用。這些益生菌的成功分離，為嬰兒配方奶粉中補充此類有益菌提供了科學參考，可以使嬰幼兒配方奶粉更好的模擬母乳的營養(yǎng)和功能效果。

關(guān)鍵詞：母乳；母乳微生物；益生菌；益生作用；嬰幼兒營養(yǎng)

母乳是完全滿足新生兒營養(yǎng)和免疫需要的具有復雜成分的物質(zhì)。與配方奶喂養(yǎng)的嬰兒相比，母乳喂養(yǎng)的嬰兒各種傳染病的發(fā)病率顯著降低[1-2]。其抗感染作用是由于初乳和/或成熟乳中的多種生物活性物質(zhì)，包括免疫球蛋白、免疫細胞、抗微生物的羧酸類物質(zhì)、多胺類物質(zhì)、低聚糖，溶菌酶，糖蛋白。這些生物活性物質(zhì)通過單獨或協(xié)同作用，來抑制病原微生物[3-4]。

最近的研究表明，母乳中存在微生物，并可以源源不斷地提供共生細菌促進嬰兒腸道健康[5-6]。這些細菌在降低母乳喂養(yǎng)嬰兒傳染病的發(fā)病率及嚴重程度方面都具有重要作用。以前就有研究表明，巴氏殺菌的奶會失去原有的抗菌活性，其也正說明了奶中存在微生物[7]。

母乳中發(fā)現(xiàn)的細菌，以葡萄球菌屬、乳球菌屬、腸球菌屬和乳桿菌屬的細菌最為常見[5-6]（表1）。母乳中還有一些乳桿菌，如格氏乳桿菌、唾液乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、植物乳桿菌和發(fā)酵乳桿菌。這些乳酸菌都具有潛在的益生作用（見表1），越來越引起人們的關(guān)注。

1　母乳喂養(yǎng)與疾病預防

在發(fā)展中國家，嬰幼兒死亡的主要原因之一是感染性疾病，特別是消化道和呼吸道感染。非母乳喂養(yǎng)的新生兒因肺炎住院的人數(shù)是純母乳喂養(yǎng)的17倍[8]。與母乳喂養(yǎng)的嬰兒相比，不進行母乳喂養(yǎng)的嬰兒腹瀉的死亡率高出14.2倍[9]。母乳喂養(yǎng)還可以降低由流感嗜血桿菌引起的急性中耳炎[10]，尿路感染[11]和腦膜炎的發(fā)病率[12]。

除了抗感染以外，母乳還可以調(diào)控新生兒的免疫系統(tǒng)[13]。雖然抗炎活性尚未得到體內(nèi)實驗的證實，但是許多流行病學研究表明，母乳喂養(yǎng)可以預防新生兒感染，并且不會產(chǎn)生由炎性反應所致的腸道或呼吸道粘膜的明顯病變[14]。這可能是由于母乳生物活性成分能很好地調(diào)控抗炎系統(tǒng)的結(jié)果。

與配方奶粉喂養(yǎng)的嬰兒相比，母乳喂養(yǎng)的嬰兒可以在接種脊髓灰質(zhì)炎、破傷風和白喉后產(chǎn)生更為有效的抗體產(chǎn)生反應[15]，這也是源于母乳具有免疫調(diào)節(jié)作用。

與配方奶粉喂養(yǎng)的新生兒相比，母乳喂養(yǎng)的新生兒還具有更加有益健康的腸道菌群[16]，這與母乳中存在乳酸桿菌，或其他雙歧化合物，如低聚糖[17]有關(guān)。乳酸桿菌和雙歧桿菌可以抑制病原微生物，如金黃色葡萄球菌、鼠傷寒沙門氏菌、小腸結(jié)腸炎耶爾森菌和產(chǎn)氣莢膜梭菌的生長[18]。這些菌競爭性的定植于幼兒的腸道內(nèi)，可以防止病原體的粘附。此外，據(jù)研究表明，有益菌和有害菌對營養(yǎng)素的競爭作用，是抑制致病微生物生長的另一個機制[19]。

分離于健康母乳的主要微生物見表1。

表1　分離于健康婦女母乳中的重要微生物Table 1　Bacterial species generally isolated from the breast milk of healthy women

共生菌的腸道定植在維持免疫系統(tǒng)動態(tài)平衡上也發(fā)揮了關(guān)鍵作用。這些細菌可以上調(diào)Th1免疫反應，并下調(diào)Th2反應。新生兒服用特定益生菌可以減少過敏性癥狀的發(fā)生[20]和由Th2反應引起的炎性過程，如壞死性小腸結(jié)腸炎[21]。

2　母乳中益生菌的分離

母乳中存在細菌的記載可以追溯到若干年前，但后來被認為是取樣時的污染造成的[22]。在21世紀初，歐洲2個獨立的研究團隊都分別證實了乳酸菌在母乳中的存在和它們的益生潛能[5-6]。Heikkila等報告指出，這些母乳中的微生物可以保護母親和新生兒免于葡萄球菌引起的感染。之后有一系列類似的報道，Martin等[6]描述了分離于母乳的乳酸菌，即格氏乳桿菌CECT571423[23]，唾液乳桿菌CECT571324[24]和發(fā)酵乳桿菌CECT571623[23]。除了這些菌株，還有其他一些商業(yè)菌株與人乳相關(guān)。其中之一是羅伊氏乳桿菌ATCC55730，宣稱是母乳來源，但它的起源一直未公布。鼠李糖乳桿菌LGG，雖然最初是腸源的[25]，但是芬蘭人的科研團隊已在母乳中發(fā)現(xiàn)該菌。不過，其工作重點是研究格氏乳桿菌CECT5714、唾液乳桿菌CECT5713和發(fā)酵乳桿菌CECT5714的益生作用。分離于母乳的益生菌的益生作用見表2。

表2　分離于母乳的益生菌的益生作用Table 2　Beneficial effects of some breast milk-isolated probiotic strains

3　抗微生物作用

抗病毒或抗細菌感染是益生菌的最主要功能之一?，F(xiàn)在有不同的機制來解釋益生菌的抗微生物活性。體外研究表明，某些益生菌菌株可以產(chǎn)生抗微生物化合物，如有機酸、過氧化氫和/或細菌素[26]。這些抗微生物化合物可以抑制大腸桿菌、沙門氏菌和李斯特菌的生長[27]。已有研究表明有的乳酸菌可以產(chǎn)生過氧化氫，但是母乳中還沒有發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生細菌素的乳酸菌[23]。

此外，羅伊氏乳桿菌產(chǎn)生羅伊氏菌素，它是一種抗菌化合物[28]。存在于母乳中的某些細菌，可以通過增加黏蛋白的含量和減少腸道滲透性來改善腸屏障功能[27]。然而，與腸產(chǎn)毒細菌的營養(yǎng)物和上皮腸細胞的受體結(jié)合位點的競爭可能是益生菌[26-27]的的主要抗感染機制。

母乳中分離的益生菌格氏乳桿菌CECT5714，唾液乳桿菌CECT5713和發(fā)酵乳桿菌CECT5714可以抑制豬霍亂沙門氏菌粘附到粘蛋白上，并增加感染此病原菌小鼠的存活率[27]。唾液乳桿菌CECT5713的保護作用顯著高于羅伊氏乳桿菌[29]。這可能是由于唾液乳桿菌CECT5713的免疫調(diào)節(jié)作用及競爭性活性共同作用的結(jié)果[30]。

多個臨床試驗都已表明，當不能進行母乳喂養(yǎng)時，嬰幼兒配方奶粉中加入益生菌可以預防嬰兒的傳染性疾病。而大多數(shù)此類研究都涉及在嬰幼兒配方奶粉中補充鼠李糖乳桿菌。因為研究表明鼠李糖乳桿菌可以降低輪狀病毒感染的發(fā)病率，并可以縮短腹瀉的持續(xù)時間[31]。自2000年以來，正在開展對母乳中其他細菌菌株的耐受性和有效性的評估研究，這類細菌包括羅伊氏乳桿菌ATCC55730和唾液乳CECT5713。

4　免疫調(diào)節(jié)特性

腸道定植通常是新生兒首次接觸微生物的結(jié)果，這對新生兒的免疫系統(tǒng)的發(fā)展是至關(guān)重要的。據(jù)報道，腸道菌群的組成差異可以影響某些具有重要免疫特征的疾病的發(fā)病率，如過敏性或炎性過程[32]。益生菌的抗過敏作用，可以用Th1/Th2平衡理論進行解釋，即益生菌誘導Th1反應，進而下調(diào)負責過敏反應的Th2細胞因子的數(shù)量。

與此相反，益生菌的抗炎作用目前很難解釋。一些體外研究表明，益生菌的免疫調(diào)節(jié)作用依賴于細胞環(huán)境。因此，在沒有額外刺激的情況下，母乳益生菌唾液乳桿菌CECT5713和發(fā)酵乳桿菌CECT5716可以促進TH1細胞因子如IL-2、IL-12及炎癥介質(zhì)TNF-a的產(chǎn)生。然而，當脂多糖及益生菌同時存在時，所培養(yǎng)的Th1細胞因子會減少[30]。這個調(diào)控機制可能是基于產(chǎn)生免疫抑制的細胞因子IL-10。有報道表明，這些益生菌可以提高該細胞因子含量[30]。

益生菌的免疫調(diào)節(jié)作用在涉及免疫系統(tǒng)疾病的病理學動物模型研究中也有報道。從母乳中分離的不同益生菌菌株可以提高小鼠的免疫防御，增加天然和獲得性免疫[30]。這種免疫刺激活性可以參與抗感染作用。另外，母乳益生菌格氏乳桿菌CECT5714與棒狀乳桿菌CECT5711聯(lián)合作用，可以降低對牛奶蛋白過敏的動物模型過敏性反應的發(fā)生率和嚴重性[33]。最近的研究表明，發(fā)酵乳桿菌CECT5716對腸道炎癥的動物模型表現(xiàn)出有益的作用，可以減輕炎癥反應和腸道損傷[34]。

有報道表明，益生菌可以調(diào)控人的免疫應答反應。健康成人每日服用分離于母乳的益生菌，3個月后自然殺傷細胞的數(shù)量、吞噬活性和血漿IgA的濃度都增加[35]。最近有研究表明，發(fā)酵乳桿菌CECT5716可以提高26歲～40歲健康受試者對流感疫苗的敏感性，并減少流感樣疾病的發(fā)病率[36]。

此外，很多報道都表明了益生菌在過敏性過程中發(fā)揮著積極作用。從這個意義上說，存在于人乳中的益生菌，尤其是鼠李糖乳桿菌LGG，可以降低兒童過敏性皮炎的發(fā)病率和嚴重程度[20]。也有研究數(shù)據(jù)表明格氏乳桿菌CECT5714對成人呼吸系統(tǒng)過敏癥具有積極作用[33]。

5　對胃腸道的保護作用

越來越多的人關(guān)注通過調(diào)控腸道微生物來達到改善胃腸功能和營養(yǎng)吸收的目的。許多報道都顯示，人乳益生菌可以定植于腸道，增加糞便中乳酸桿菌的數(shù)量，從而調(diào)整嚙齒類動物[37]及人類的腸道菌群[38]。此外，通過分子生物學手段研究顯示，這些細菌在人類腸道中具有代謝活性，可以增加功能性代謝物，如丁酸鹽[38]的含量。丁酸鹽是主要的能量來源，在調(diào)節(jié)腸道功能中發(fā)揮重要作用。之前的臨床試驗表明[38]，糞便中的水分、大便次數(shù)及大便體積的增加，與糞便中丁酸鹽的濃度增加成正相關(guān)。

同樣，臨床試驗也表明，服用格氏乳桿菌CECT5714可使[3-12]兒童糞便乳酸菌數(shù)量增加。同一研究顯示，對于服用益生菌的兒童來說，糞便的細胞毒比對照組兒童低[39]。另一項臨床試驗表明，含鼠李糖乳桿菌LGG的嬰幼兒配方奶粉可以促進新生兒的生長發(fā)育，提高嬰兒對營養(yǎng)的生物利用率[40]。

6　結(jié)論

研究顯示，母乳喂養(yǎng)是新生兒腸道定植的主要決定因素。除了對胃腸道的有益作用外，通過益生菌調(diào)節(jié)微生物菌群，近而可調(diào)控免疫功能，提高對腸道病原體的抵抗能力。因此，在嬰幼兒配方奶粉中添加母乳益生菌，可達到在某種程度上模擬人乳對兒童的功效，提高嬰幼兒的健康。

參考文獻：

[1]Lopez-Alarcon M,Villalpando S,Fajardo A.Breastfeeding lowers the frequency and duration of acute respiratory infection and diarrhea in infants under six months of age[J].Nutr,1997,127(3):436-443

[2]Wright AL,Bauer M,Naylor A,et al.Increasing breastfeeding rates to reduce infant illness at the community level[J].Pediatrics,1998, 101(5):837-844

[3]Boehm G,Borte M,Bellsted K,et al.Protein quality of human milk fortifier in low birth weight infants:effects on growth and plasm amino acid profiles[J].Eur J Pediatr 1993,152(12):1036-1039

[4]Isaacs CE.Human milk inactivates pathogen individually,additively and synergistically[J].Nutr,2005,135(5):1286-1288

[5]Hekkila¨MP,Saris PEJ.Inhibition of Staphylococcus aureus by the commensal bacteria of human milk[J].Appl Microbiol,2003,95(3): 471-478

[6]Martin R,Langa S,Reviriego C,et al.Human milk is a source of lactic acid bacteria for the infant gut[J].Pediatr,2003,143(6):754-758

[7]Ford JE,Law BA,Marshall VME,et al.Influence of the heat treatment of human milk on some of its protective constituents[J].Pediatr,1977,90(1):29-35

[8]Cesar JA,Victoria CG,Barros FC,et al.Impact of breast feeding on admission for pneumonia in postneonatal period in Brazil:nested case-control study[J].BMJ,1999,318(5):1316-1320

[9]Victoria CG,Smiyh PG,Vaughan JP,et al.Evidence for protection by breast-feeding against infant deaths from infectious diseases in Brazil[J].Lancet II,1987,330(8554):319-322

[10]Duncan B,Ey J,Holberg CJ,et al.Exclusive breast-feeding for at least 4 months protects against otitis media[J].Pediatrics,1994,91 (5):867-871

[11]Pisacane A,Graziano L,Mazzarella G,et al.Breast-feeding and urinary tract infections[J].Pediatr,1992,120(1):331-332

[12]Silfverdal AS,Olcen P.Protective effect of breastfeeding:an ecologic study of Haemophilus influenzae meningitis and breastfeeding in a Swedish population[J].Int J Epidemiol,1999,28(1):152-156

[13]Grazioso CF,Werner AL,Alling DW,et al.Antiinflammatory effects of human milk on chemically induced colitis in rats[J].Pediatr Res, 1997,42(5):639-643

[14]Garofalo RP,Goldman AP.Expression of functional immunomodulatory and antiinflammatory factors in human milk[J].Clin Perinatol, 1999,26(2):361-367

[15]Hahn-Zoric M,Fulconis F,Minoli L,et al.Antibody response to parenteral and oral vaccines are impaired by conventional and low protein formulas as compared to breast-feeding[J].Acta Paediatr Scand,1990,79(12):1137-1142

[16]Harmsen HJM,Wildeboer-Veloo ACM,Raangs GC,et al.Analysis of intestinal flora development in breast-fed infants by using molecular identification and detection methods[J].Pediatr Gstroenterol Nutr,2000,30(1):61-67

[17]Kunz C,Rudloff S.Biological functions of oligosaccharides in human milk[J].Acta Paediatr,1993,82(12):903-912

[18]Gilliland SE,Speck ML.Antagonistic action of lactobacillus acidophilus toward intestinal and food borne pathogens in associative cultures[J].Food Prot,1977(4):820-823

[19]Conway PL.Selection criteria for probiotic microorganisms[J].Asia pacific J Clin Nutr,1996,5(1):10-14

[20]Kalliomaki M,Salminen S,Arvilommi H,et al.Probiotics in primary prevention of atopic disease:a randomized placebo-controlled trial [J].Lancet,2001,357(9262):1076-1079

[21]Hoyos AB.Reduced incidence of necrotizing enterocolitis associated with enteral administration of Lactobacillus acidophilus and Bifidobacterium infantis to neonates in an intensive care unit[J].Int J Infect Dis,1999,3(4):197-202

[22]Gavin A,Ostovr K.Microbiological characterization of human milk [J].J Food Prot,1977(3):614-616

[23]Martin R,Olivares M,Marin ML,et al.Probiotic potential of 3 lactobacilli strains isolated from breast milk[J].Hum Lact,2005,21(1): 8-17

[24]Martin R,Jimenez E,Olivares M,et al.Lactobacillus salivarius CECT5713,a potential probiotic strain isolated from infant feces and breast milk of a mother-child pair[J].Int J Microbiol,2006,112 (1):35-43

[25]Conway PL,Gorbach SL,Goldin BR.Survival of lactic acid bacteria in the human stomach and adhesion to intestinal cells[J].J Dairy Sci,1987,70(1):1-12

[26]Fons M,Gomez A,Karjalainen T.Mechanisms of colonization and colonization resistance of the digestive tract[J].Microb Ecol Health Dis,2000,12(2):240-246

[27]Olivares M,Diaz-Ropero MP,Martin R,et al.Antimicrobial potential of four lactobacillus strains isolated from breast milk[J].J Appl Microbiol,2006,101(1):72-79

[28]Talarico TL,Dobrogosz WJ.Chemical characterization of an antimicrobial substance produced by Lactobacillus reuteri[J].Antimicrob Agents Chemother,1989,33(5):674-679

[29]Martin R,Olivares M,Marin ML,et al.Characterization of a reuterin-producing Lactobcillus coryniformis strain isolated from a goat’s milk cheese[J].Int J Food Microbiol,2005,104(3):267-277

[30]Diaz-Ropero MP,Martin R,Sierra S,et al.Two Lactobacillus strains,isolated from breast milk,differently modulate the immune response[J].J Appl Microbiol,2006,102(2):337-343

[31]Senok AC,Ismaeel AY,Botta GA.Probiotics:facts and myths[J]. Clin Microb Infect,2005,11(12):958-966

[32]Bjo¨rksten B,Naaber P,Sepp E,et al.The gut microflora in allergic Estonian and sweedish 2-year-old children[J].Clin Exp Allergy, 1999,29(3):342-346

[33]Olivares M,Dl'az-Ropero MP,Lara-Villoslada F,et al.Effectiveness of probiotics in allergy:child’s game or adult affair[J].Nutr foods,2005(4):59-64

[34]Peran L,Sierra S,Comalada M,et al.A comparative study of the preventative effects exerted by two probiotics,Lactobacillus reuteri and Lactobacillus fermentum,in the trinitrobenzenesulfonic acid model of rat colitis[J].Br J Nutr,2007,97(1):96-103

[35]Olivares M,Diaz-Ropero MP,Gomez N,et al.The consumption of two new probiotic strains,Lactobacillus gasseri CECT5714 and Lactobacillus coryniformis CECT5711,boost the immune system of healthy adults[J].Int Microbiol,2006,91(1):47-52

[36]Olivares M,Dl'az-Ropero MP,Sierra S,et al.Oral intake of Lactobacillus fermentum CECT5716 enhances the effect of influenza vaccination[J].Nutrition,2007,23(3):254-260

[37]Peran L,Camuesco D,Comalada M,et al.Preventative effects of a probiotic,Lactobacillus salivarius ssp salivarius,in the TNBS model of rat colitis[J].World J Gastroenterol,2005,11(33):5185-5192

[38]Olivares M,Dl'az-Ropero MP,Gomez N,et al.Oral administration of two probiotic strains,Lactobacillus gasseri CECT5714 and Lactobacillus coryniformis CECT5711,enhances the intestinal function of healthy adults[J].In J Microbiol,2006,107(2):104-111

[39]Lara-Villoslada F,Sierra S,Boza J,et al.Beneficial effects of consumption of a dairy product containing two probiotic strains,LactobacilluscoryniformisCECT5711andLactobacillusgasseri CECT5714ninhealthychildren[J].NutrHosp,2007,4(22):496-502

[40]Vendt N,Gru¨nberg H,Tuure T,et al.Growth during the first 6 months of life in infants using formula enriched with Lactobacillus rhamnosus GG:doble-blind,randomized trial[J].J Hum Nutr Dietet, 2006,19(1):51-58

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.20.049

收稿日期：2015-06-09

基金項目：河北省教育廳項目（ZD2015122）；河北省自然科學基金項目（C2015209288）；唐山市應用基礎(chǔ)研究計劃項目（14130254B）；河北聯(lián)合大學培育基金項目（SP201309，GP201524）

作者簡介：劉海燕（1977—），女（漢），講師，博士研究生，研究方向：食品營養(yǎng)與安全。

Beneficial Effects of Probiotic Bacteria Isolated from Breast Milk

LIU Hai-yan1，ZHANG Jian-wei2
（1.School of Public Health，North China University of Science and Technology，Tangshan 063000，Hebei，China；2.Department of Physical Education，Tangshan Normal University，Tangshan 063000，Hebei，China）

Abstract：Breast milk is the best food for the neonate because it provides a unique combination of proteins，carbohydrates，lipids，minerals and vitamins that ensures the correct growth and development of the infant.In addition，it also contains bioactive compounds responsible for a wide range of beneficial effects such as the promotion of immune system maturation and the protection against infections.Among these bioactive agents，probiotic bacteria have been recently isolated from human milk.The present work reviews the beneficial effects of these bacteria both in animal models and in clinical trials.The promotion of immune system maturation and defence against infections as well as the anti-inflammatory properties are among the main healthy effects of these bacteria.The isolation of probiotic bacteria with beneficial effects for the host provides scientific support for the supplementation of infant formula with these bacteria，in order to advance the pursuit of the main goal of formula：to mimic breast milk and its functional effects as closely as possible.

Key words：human milk；human milk bacteria；probiotics；probiotic effect；infant nutrition