不同月齡嬰幼兒腸道微生物差異及益生菌對相關(guān)疾病預(yù)防/治療的研究進(jìn)展

□ 劉 陽 戴志勇 李夢怡 湖南英氏營養(yǎng)食品有限公司 曾 璐 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)

腸道是人體消化、吸收的重要場所，也是最大的免疫器官，對維持人體的正常免疫防御功能有著極重要的作用[1]。其中，腸道中的微生物扮演著重要角色，宿主的很多疾病與腸道微生物群體失調(diào)密切相關(guān)，而對于嬰幼兒這個(gè)特殊的群體來說，不同月齡的個(gè)體，其腸道微生物更是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)變換過程，麥克瑪斯特大學(xué)的研究報(bào)告指出，人類的嬰兒期是機(jī)體腸道微生物群定植的關(guān)鍵時(shí)期，一直變換延續(xù)到個(gè)體36月齡左右才會建立起一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的群落系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)的好壞關(guān)系到嬰幼兒是否能免于外界病原體的感染[2]，《Nature》雜志在2018年10月也公布了一項(xiàng)研究結(jié)果，它指出不同月齡的嬰幼兒腸道菌群構(gòu)成不同，這個(gè)動(dòng)態(tài)變化大致會經(jīng)歷三個(gè)階段：發(fā)育階段（3～14個(gè)月齡），過渡階段（15～30個(gè)月齡）和穩(wěn)定階段（31～46個(gè)月齡），數(shù)據(jù)還表明嬰幼兒個(gè)體在2歲半后才能建立健康的腸道微生態(tài)平衡，這是目前關(guān)于嬰幼兒腸道微生物研究范圍最廣的一項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果[3]，進(jìn)一步說明了關(guān)注嬰幼兒腸道健康應(yīng)按月齡分階段進(jìn)行。因此，本文對國內(nèi)外嬰幼兒不同月齡腸道微生物差異以及相關(guān)疾病的預(yù)防改善研究進(jìn)行論述，以期為不同月齡的嬰幼兒腸道微生態(tài)改善和相關(guān)疾病的預(yù)防提供參考。

1 不同月齡的嬰幼兒腸道微生物差異及影響因素

目前已知嬰幼兒腸道微生物的大致種類，但對于不同月齡的嬰幼兒腸道，其數(shù)量及種類分布是存在差異的。王瑞的研究發(fā)現(xiàn)，雙歧桿菌屬數(shù)量在0～6月齡的嬰幼兒腸道中顯著高于6～12月齡和12～36月齡，而乳桿菌種數(shù)量少于6～12月齡和12～36月齡[4]。但是影響差異的因素是多種的，已知的有種族、母體、胎齡、分娩方式、喂養(yǎng)方式、生活環(huán)境、抗生素、益生菌、益生元與有害病菌等，這些因素的影響力在嬰幼兒的不同月齡階段也是不同的。

1.1 胎兒期

通過比較分析漢族和藏族母乳喂養(yǎng)的健康嬰兒，張秋雪等指出不同民族的嬰兒之間腸道微生物群存在不同，數(shù)據(jù)表明漢族嬰兒腸道中的放線菌門相對豐度高，藏族嬰兒腸道中厚壁菌門相對豐度顯著高[5]。使用基因測序技術(shù)，人們在嬰幼兒的第一次胎糞中就發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌，并且通過檢測胎盤和羊水，也可以檢測到低豐度的微生物群落，這說明母體和遺傳是會對嬰兒腸道微生物產(chǎn)生影響的。為研究嬰幼兒出生前和新生兒腸道菌群的轉(zhuǎn)移和定植關(guān)系，對15個(gè)孕產(chǎn)婦糞便、胎盤、羊水、初乳、胎糞和嬰兒糞便標(biāo)本進(jìn)行分析，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：妊娠期會有微生物通過胎盤和羊水進(jìn)入胎兒的腸道[6]。還有說法是孕媽腸道微生物菌群可通過血液等途徑轉(zhuǎn)移至子宮內(nèi)，再經(jīng)胎盤血液循環(huán)和羊水等途徑轉(zhuǎn)移至胎兒腸道，但究竟母-胎之間微生物的傳輸通路中哪一個(gè)是主要因素，需要更多的研究支持。因此，注重妊娠期腸道健康，維持孕期媽媽的腸道微生態(tài)健康對嬰幼兒腸道微生態(tài)健康有著重要作用。

胎齡是嬰兒出生前在孕婦子宮內(nèi)呆的時(shí)長，有研究表明：足月陰道分娩兒的腸道菌群主要為放線菌門、變形菌門、擬桿菌門和少量厚壁菌門，早產(chǎn)陰道分娩兒的腸道菌群主要為厚壁菌門、軟壁菌門和少量放線菌門[7]。在腸道微生物種類豐度上胎齡小的嬰兒更低，胎齡小的嬰兒健康變動(dòng)系數(shù)也更大，主要原因是需氧及兼性厭氧菌的過度生長可能性增加，外襲菌的侵入、感染發(fā)生率升高[8]。早產(chǎn)兒的腸道功能發(fā)育未成熟，免疫系統(tǒng)的建立、成熟都會滯后，導(dǎo)致其患病概率大大提高，增加對早產(chǎn)兒腸道微生態(tài)的改良，或許是一種提高早產(chǎn)兒成活率及健康的有效方式。

1.2 0～6月齡

分娩是胎兒離開母體，第一次接觸大面積微生物的過程，而不同的分娩方式會導(dǎo)致早期嬰幼兒腸道內(nèi)的微生物定殖不同。第1個(gè)月內(nèi)順產(chǎn)嬰兒腸道內(nèi)含有與母體陰道類似的微生物群（乳桿菌屬），而剖宮產(chǎn)兒腸道微生物與母體的皮膚及出生時(shí)環(huán)境中的微生物相似更多[9]。兩者腸道內(nèi)微生物的生長繁殖情況也存在差異，剖宮產(chǎn)兒腸道中的雙歧桿菌定植和達(dá)到優(yōu)勢化的時(shí)間均會晚于順產(chǎn)嬰兒，研究發(fā)現(xiàn)至嬰兒6月齡時(shí)兩組嬰兒腸道微生物菌群構(gòu)成才相近。

剛出生的嬰兒腸道微生物的變化是非常不穩(wěn)定的，喂養(yǎng)方式的不同對其腸道微生物的構(gòu)成影響較大，主要是母乳喂養(yǎng)和人工喂養(yǎng)的區(qū)別，但隨著年齡增長會逐漸減小。母乳中含有數(shù)量和種類較多的微生物菌群，這其中包含大量對早期生命個(gè)體免疫成熟起重要作用的益生菌種類，如雙歧桿菌屬，因此母乳喂養(yǎng)可讓嬰幼兒攝入這些微生物。有最新研究甚至發(fā)現(xiàn)在月齡、分娩方式相同的情況下，0～6月齡順產(chǎn)嬰兒腸道中放線菌門在嬰配羊奶粉喂養(yǎng)組中占62.98%，高于母乳喂養(yǎng)組（43.74%），雙歧桿菌數(shù)量也較高[10]，這為因客觀因素?zé)o法母乳喂養(yǎng)的嬰幼兒提供了改善可能。因此，需提倡母乳喂養(yǎng)，而對于特殊原因只能人工喂養(yǎng)的嬰幼兒，可適當(dāng)額外補(bǔ)充類似母乳中的益生菌種類，對于嬰兒的健康生長發(fā)育及遠(yuǎn)期疾病預(yù)防可能有一定的實(shí)效意義。

1.3 6～12月齡

6月齡以后的嬰幼兒的生長發(fā)育會明顯加快，對營養(yǎng)物質(zhì)的需求增加，提倡添加輔食，而這必然引起其腸道微生物的變化。植物性食物可增加變形菌門和厚壁菌門的數(shù)量，高脂膳食可增加擬桿菌和放線菌數(shù)量[11]，且該階段的消化吸收能力直接影響嬰幼兒的生長發(fā)育，輔食的衛(wèi)生程度和攝食過程的干凈衛(wèi)生也是影響腸道微生物變化的因素。益生元是被宿主微生物選擇性利用以促進(jìn)健康的一種物質(zhì)，它能發(fā)揮抵抗病原體、調(diào)節(jié)免疫、增加礦物質(zhì)吸收、改善腸道功能與影響代謝等作用，攝入添加了益生元的輔食會利于嬰幼兒腸道有益微生物的生長。研究還發(fā)現(xiàn)攝入添含加有益生菌的奶粉、輔食能直接增加?jì)雰耗c道微生物的多樣性，額外補(bǔ)充一些益生菌（如Bb-12，LGG），甚至可以使人工喂養(yǎng)兒具有與母乳喂養(yǎng)兒相似的腸道微生物群定植模式，這對促進(jìn)嬰兒免疫系統(tǒng)發(fā)育、代謝功能和認(rèn)知功能等均有利，還能減少相關(guān)疾病的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。因此，6～12月齡的嬰幼兒應(yīng)注重輔食種類及益生菌產(chǎn)品的攝入，促進(jìn)個(gè)體健康。

1.4 12～36月齡

隨著嬰幼兒的長大，接觸外界環(huán)境的機(jī)會越來越多，而微生物充斥在生活環(huán)境中的每一個(gè)角落，它們可以在人體不同部位定殖，12月齡后的嬰幼兒的戶外活動(dòng)較多，環(huán)境對其影響逐漸增大。Normand A C[12]通過一項(xiàng)關(guān)于臥室灰塵的研究顯示，生活在農(nóng)場的孩子腸道細(xì)菌和真菌的多樣性高于只參觀過農(nóng)場或從未去過農(nóng)場的孩子，可以推斷不同的接觸環(huán)境會影響嬰幼兒腸道內(nèi)微生物。腸道微生物是動(dòng)態(tài)平衡體系，該階段適當(dāng)補(bǔ)充能維持腸道微生物平衡的物質(zhì)會有助于機(jī)體健康。

抗生素能殺死部分有害微生生物，但同時(shí)也能損壞益生菌，不管在哪個(gè)階段，使用抗生素對嬰幼兒腸道微生物都會產(chǎn)生影響。研究表明孕期使用抗生素會破壞新生兒腸道菌群的正常建立，大腸埃希菌顯著降低，新生兒腸道微生態(tài)紊亂增加[13]，還會降低雙歧桿菌數(shù)量，使個(gè)體出現(xiàn)腹瀉等癥狀。因此，建議在使用抗生素時(shí)及時(shí)補(bǔ)充相應(yīng)的益生菌產(chǎn)品，可有助于機(jī)體健康的恢復(fù)。

2 嬰幼兒腸道微生物變化與宿主健康

眾多因素影響著嬰幼兒腸道微生物群體，由于腸道免疫功能的不健全，月齡越小，腸道微生態(tài)平衡穩(wěn)定性越差，越容易引起腸道微生態(tài)紊亂，引發(fā)疾病，黃毅溦研究指出腸道微生態(tài)健康與嬰幼兒的消化系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、腦－腸軸都有關(guān)系[14]。關(guān)于嬰幼兒腸道微生物種類和數(shù)量變化對嬰幼兒自身及后期健康的影響研究也越來越深入。

2.1 壞死性小腸結(jié)腸炎

壞死性小腸結(jié)腸炎（N EC）是一種多發(fā)于早產(chǎn)兒或患病新生兒的可怕疾病，尚無準(zhǔn)確結(jié)論表明其與特定的某種細(xì)菌相關(guān)。NEC發(fā)生前會有個(gè)體腸道微生物菌群紊亂，但其影響機(jī)制研究不盡相同，有研究者發(fā)現(xiàn)健康的母乳喂養(yǎng)可降低此風(fēng)險(xiǎn)，而其中的可能機(jī)制是母乳喂養(yǎng)會讓寶寶腸道中“長出”一種丙酸桿菌（P.UF1），這種細(xì)菌可以增強(qiáng)機(jī)體的免疫防御能力，一方面減少病原菌、降低NEC發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)；另一方面，在NEC發(fā)生以后，母乳的攝入可以抑制已有炎癥的反應(yīng)，同時(shí)幫助修復(fù)受損的腸道組織、提高個(gè)體存活率[15]。其主要原因可能是母乳中攜帶有益生菌群體，攝入后能幫助平衡微生物菌群的紊亂狀態(tài)。

2.2 腹瀉

消化系統(tǒng)感染是嬰幼兒的常見疾病，表現(xiàn)癥狀最多的為腹瀉，它也是一類威脅嬰幼兒個(gè)體健康的多發(fā)性疾病，其影響可大可小，前期控制和后期修復(fù)很關(guān)鍵。嬰幼兒腹瀉發(fā)生的主要因素是腸道微生態(tài)失衡，其中主要病原微生物為輪狀病毒（R V）[16]，RV腸炎患兒腸道中雙歧桿菌和乳酸桿菌含量在不同月齡階段均低于健康兒。研究還發(fā)現(xiàn)條件致病菌巴黎鏈球菌數(shù)量在0～1歲的腹瀉患兒腸道中顯著增加，條件致病菌解沒食子酸鏈球菌、屎腸球菌數(shù)量在1～3歲腹瀉患兒腸道中顯著增加，長雙歧桿菌數(shù)量下降[17]，說明不同年齡段的嬰幼兒腹瀉時(shí)腸道微生物的變化是不一樣的，針對患兒個(gè)體的治療及后期健康恢復(fù)或許需要建立不同嬰幼兒月齡段的腸道菌群參考區(qū)間，研發(fā)針對性的產(chǎn)品。

2.3 過敏

嬰幼兒過敏性疾病是常見的慢性健康問題，表現(xiàn)有濕疹（多發(fā)于0～1歲）、哮喘（1歲以后）、食物過敏等，后期還可引發(fā)個(gè)體的過敏性鼻炎，通過分析腸道菌群，發(fā)現(xiàn)過敏性疾病患兒和正常兒童的腸道菌群構(gòu)成有著明顯差異，生命早期腸道菌群的紊亂也會先于疾病發(fā)生[18]。同時(shí)0～1月的嬰幼兒腸道雙歧桿菌及構(gòu)建規(guī)律與過敏性疾病的發(fā)生有關(guān)，該時(shí)期可能是防治嬰兒出生后發(fā)生過敏性疾病的關(guān)鍵期。分析嬰兒糞便樣本中的微生物發(fā)現(xiàn)，對牛奶過敏的嬰兒的糞便與對牛奶不過敏的嬰兒糞便中的微生物不同，通過移植梭菌屬微生物Anaerostipes caccae可防止過敏，說明腸道微生物的改變可能有助于預(yù)防和治療嬰幼兒的牛奶過敏[19]。濕疹嬰幼兒腸道菌群與免疫功能相關(guān)，雙歧桿菌、乳酸桿菌與免疫因子呈正相關(guān)性，大腸桿菌、腸球菌呈負(fù)相關(guān)，濕疹嬰幼兒腸道菌群改變，免疫功能降低，其腸道微生物定植抗力也相應(yīng)減弱[20]。遺傳和環(huán)境因素都會影響哮喘的發(fā)生，早期艱難梭菌在兒童腸道的增加會提高個(gè)體哮喘的發(fā)生概率，另外，許多與哮喘有關(guān)的環(huán)境暴露必定會改變腸道微生物群的組成[21]，有的會是有利方向，有的則會是有害方向，因此，在治療和預(yù)防嬰幼兒哮喘疾病時(shí)可以從調(diào)節(jié)腸道微生物的方面考慮，有效方法需要更多的臨床研究。

2.4 肥胖、糖尿病

肥胖也是慢性疾病的一種，Kozyrskyij AL發(fā)現(xiàn)擬桿菌的定殖（嬰兒出生后1個(gè)月）可以減緩個(gè)體的生長發(fā)育并且和幼兒期是否發(fā)生肥胖具有一定關(guān)系[22]，兒童肥胖的發(fā)生原因可能是腸道菌群的構(gòu)成影響了個(gè)體的能量代謝，人為改變及控制腸道微生物或許能控制肥胖癥。Vatanen T團(tuán)隊(duì)研究揭示了腸道微生物與青少年I型糖尿病之間的關(guān)聯(lián)，早發(fā)T1D的保護(hù)作用的發(fā)揮部分依賴于制備短鏈脂肪酸的腸道微生物[23]。

隨著研究的廣泛，嬰幼兒腸道微生物的定殖和菌群構(gòu)成對機(jī)體的影響可表現(xiàn)為多種癥狀，其機(jī)理性更是錯(cuò)綜復(fù)雜，對于嬰幼兒腸道微生物的深入研究及其對嬰幼兒當(dāng)下及長期的影響關(guān)系需更深入的探討。

3 益生菌對嬰幼兒腸道微生態(tài)的調(diào)節(jié)及相關(guān)疾病的預(yù)防/治療

特定的益生菌可以調(diào)節(jié)腸道菌群組成及功能，因此可用來防治腸道相關(guān)疾病。益生菌發(fā)揮作用的方式有：調(diào)節(jié)免疫功能、產(chǎn)生有機(jī)酸和抗微生物的產(chǎn)物、與宿主及其菌群相互作用、改善腸道屏障、產(chǎn)生特定酶和具有影響的小分子。因此，如果對特定疾病條件下的個(gè)體腸道微生物群破壞因素進(jìn)行分析，或許可以找到更有效地預(yù)防/治療這些疾病的方法。目前已知部分益生菌對治療便秘、腹瀉、提高免疫力等都有作用，在緩解代謝綜合征、神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)方面也有一定的積極意義[24]。嬰兒期益生菌產(chǎn)品的攝入、干預(yù)能修飾個(gè)體腸道微生物群結(jié)構(gòu)，能使配方乳喂養(yǎng)兒腸道菌群接近母乳喂養(yǎng)兒，益于個(gè)體腸道微生態(tài)平衡的早期建立。但是，嬰幼兒腸道微生物較復(fù)雜，益生菌種類繁多，如何選擇最佳的、更安全有效的益生菌菌株及產(chǎn)品成為了科學(xué)家們研究的熱點(diǎn)。

Denkel LA等人給體重小于1.5 kg的44個(gè)早產(chǎn)兒（2004—2014年出生）服用含有嗜酸乳酸桿菌及雙歧桿菌的益生菌產(chǎn)品，結(jié)果其壞死性小腸結(jié)腸炎（NEC）的發(fā)病率顯著降低，NEC患兒死亡率的風(fēng)險(xiǎn)也下降了[25]。經(jīng)多因素logistic回歸分析發(fā)現(xiàn)，喂服益生菌是非NEC新生兒的有利因子。相關(guān)研究者從100例嬰幼兒期感染性疾病患兒中，選50名對照組（患兒治療期間不服用益生菌），50名觀察組（治療期間給予服用益生菌），對比2組間患兒與抗生素相關(guān)性的腹瀉發(fā)病率，發(fā)現(xiàn)益生菌能夠有效預(yù)防抗生素相關(guān)性腹瀉[26]，其安全性也已被驗(yàn)證。益生菌對疾病的治療和預(yù)防效果讓人驚喜。殷道根等人綜述了2008年1月—5月國內(nèi)外發(fā)表的有關(guān)孕期及嬰幼兒期使用益生菌預(yù)防兒童特應(yīng)性皮炎的隨機(jī)對照研究（其中干預(yù)組和對照組病例分別為3 280例和3 281例），進(jìn)行Meta分析后發(fā)現(xiàn)嬰幼兒期補(bǔ)充益生菌有利于預(yù)防兒童特應(yīng)性皮炎的發(fā)生，其中使用乳酸桿菌和雙歧桿菌混合菌株干預(yù)的效果顯著[27]。Panigrahi P等人研究了植物乳桿菌ATCC 02195與低聚果糖的復(fù)合使用療效，其可使印度農(nóng)村新生兒敗血癥患病率下降42%[28]。

綜上可知，越來越多的研究表明益生菌在調(diào)節(jié)嬰幼兒腸道微生物群的失衡上有積極作用，一些臨床試驗(yàn)結(jié)果反映了益生菌在疾病治療和預(yù)防上的成效，但不同類的益生菌在不同嬰幼兒疾病的輔助治療中的研究數(shù)據(jù)還不夠，這主要受限于研究對象的局限性及影響因素的復(fù)雜性，對于有效的益生菌的使用安全性的評估需要更廣泛的研究支撐。

4 結(jié)論

腸道微生物與健康、疾病之間密不可分，隨著嬰幼兒的成長，影響嬰幼兒腸道微生物定植的因素眾多，不同月齡個(gè)體的腸道微生物體系更是存在差異，但這些差異對個(gè)體健康及相關(guān)疾病影響最大的因素是什么仍需要進(jìn)一步分析、驗(yàn)證。個(gè)體腸道有益菌密度相對減少，有害菌密度相對增加，細(xì)菌多樣性有降低等，都會對嬰幼兒當(dāng)下及后期健康生長發(fā)育產(chǎn)生影響。

因此，本人認(rèn)為對于不同月齡段的嬰幼兒（包括胎兒期）如何通過調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡保持宿主個(gè)體健康應(yīng)區(qū)別對待，仍需要更全面、更深入的研究，也需要更安全、更精準(zhǔn)定位的產(chǎn)品，特別是額外補(bǔ)充益生菌的產(chǎn)品，需要針對性服務(wù)。對于如何針對性地、快速有效地恢復(fù)健康腸道菌群則是一個(gè)需要全面研究的課題，目前已廣泛應(yīng)用的是補(bǔ)充益生菌進(jìn)行調(diào)節(jié)，市場產(chǎn)品包括食品和藥品，另外還有糞菌移植的臨床研究、新型抗菌肽的概念的提出，相信后期會有更多、更精準(zhǔn)的調(diào)節(jié)方式。