母孕期和嬰兒早期膳食鈣劑補(bǔ)充對嬰兒腸道菌群的影響

黃榮平，莊輝耀，姜秋泉，占雪梅

(1.杭州市西溪醫(yī)院藥劑科;2.兒科，浙江 杭州 310023)

鈣是人體中含量最多的必需礦物質(zhì)元素，在維持人體循環(huán)、呼吸、神經(jīng)、內(nèi)分泌、消化、血液、肌肉、骨骼、泌尿、免疫等各系統(tǒng)正常生理功能中起重要調(diào)節(jié)作用[1]。人體細(xì)胞正常生理狀態(tài)的維持，都要依賴鈣的存在[2]。近年來研究發(fā)現(xiàn)，膳食中鈣可以與脂肪酸結(jié)合形成鈣皂而影響腸道對食物營養(yǎng)的吸收和腸道菌群的定植[3]。我國孕婦每日膳食中鈣的攝入量充足，嬰兒早期以母乳喂養(yǎng)能滿足鈣的需求，但臨床上大多數(shù)嬰兒在6月齡以內(nèi)就開始補(bǔ)鈣[4]，母孕期和嬰兒早期鈣攝入量對嬰兒機(jī)體生理環(huán)境的影響目前尚不明確。因此本次研究通過分析母孕期和嬰兒早期鈣劑補(bǔ)充對嬰兒身體質(zhì)量指數(shù)(BMI)和腸道菌群的影響，探討鈣劑補(bǔ)充的生理意義，現(xiàn)報告如下。

1資料與方法

1.1研究對象

選取2017年3至9月在杭州市西溪醫(yī)院建檔的738名孕產(chǎn)婦及其嬰兒作為研究對象。納入標(biāo)準(zhǔn)：健康孕產(chǎn)婦足月妊娠且嬰兒完全母乳喂養(yǎng)。排除標(biāo)準(zhǔn)：患妊娠期高血壓、糖尿病、子癇等妊娠期相關(guān)疾病者；嬰兒為低出生體重兒、小于胎齡兒、先天性殘疾兒及遺傳性疾病兒等者。

1.2分組

通過臨床問詢及電話回訪，回顧性分析并記錄母孕期和嬰兒早期鈣和維生素D的補(bǔ)充狀況；記錄嬰兒剛出生和6月齡時的身長和體重，計(jì)算BMI。根據(jù)母孕期是否補(bǔ)充鈣劑，將孕婦分為補(bǔ)充鈣劑組(補(bǔ)充時間不少于12周)和未補(bǔ)充鈣劑組；嬰兒出生后隨訪到6月齡并收集鈣和維生素D補(bǔ)充情況，根據(jù)鈣和維生素D補(bǔ)充的情況分為單補(bǔ)維生素D組、鈣劑和維生素D同補(bǔ)組及單補(bǔ)鈣劑組。根據(jù)母孕期和嬰兒早期鈣劑補(bǔ)充時期的不同分為6組，分別為：母孕期及嬰兒早期均單補(bǔ)鈣劑組；母孕期補(bǔ)鈣劑-嬰兒早期鈣劑和維生素D同補(bǔ)組；母孕期補(bǔ)鈣劑-嬰兒早期單補(bǔ)維生素D組；母孕期未補(bǔ)充鈣劑-嬰兒早期單補(bǔ)鈣劑組；母孕期未補(bǔ)充鈣劑-嬰兒早期鈣劑和維生素D同補(bǔ)組；母孕期未補(bǔ)充鈣劑-嬰兒早期單補(bǔ)維生素D組。每組隨機(jī)抽取30名對其腸道菌群構(gòu)成進(jìn)行分析，用于比較母孕期和嬰兒早期不同時期補(bǔ)充鈣劑對新生兒及6月齡嬰兒BMI和腸道菌群構(gòu)成的影響。

1.3研究方法

在孕早期對納入本次研究的孕婦進(jìn)行問卷調(diào)查，收集孕婦的基本情況及孕前身高、體重等信息。嬰兒出生后，為保證結(jié)果的準(zhǔn)確性，由兒科醫(yī)生詳細(xì)記錄分娩方式、孕周、性別、出生體重及身長等信息。對所有納入本次研究的6月齡嬰兒進(jìn)行隨訪并記錄其身高、體重等基本情況，參考2009版《中國食物成分表》評價每日膳食中鈣攝入量。收集嬰兒6月齡時的糞便，使用采集勺在新鮮糞便中心采集5～10g，放入無菌糞便收集管中，于1h內(nèi)低溫(冰袋)送往社區(qū)兒童保健科，立即儲存于-20℃冰箱內(nèi)，然后利用液氮運(yùn)輸至實(shí)驗(yàn)室-80℃冰箱內(nèi)保存?zhèn)溆谩２捎眉S便DNA提取試劑盒(QIAamp DNA stool Mini kit，美國Qiagen公司)提取嬰兒糞便菌群DNA，利用Nanotrop 2000C儀器(美國Thermo Scientific公司)測定DNA濃度，后采用熒光定量PCR方法(CFX96TM Touch熒光定量PCR儀，美國Bio-rad公司)測定糞便中厚壁菌門、放線菌門、擬桿菌門、變形菌門、乳桿菌屬及雙岐桿菌屬的含量[1-4]。PCR反應(yīng)條件如下：95℃ 3min、(95℃ 30s，55℃ 30s，72℃ 45s)×25個循環(huán)、72℃ 10min。反應(yīng)體系如下：SYBR Green Mix試劑(美國Bio-rad公司)10μL、正向引物1μL、反向引物1μL、ddH2O 7μL、DNA 1μL。

1.4觀察指標(biāo)

包括：①孕婦一般情況分析；②不同組別嬰兒剛出生及6月齡時BMI；③不同組別嬰兒腸道菌群構(gòu)成比。

1.5測量方法

1.5.1身高與體重

小兒平躺測量身高和體重，測量前先脫去小兒衣帽鞋襪，平躺于量板(HW-B60嬰兒身高體重測量儀，河南樂佳電子科技有限公司生產(chǎn))中心線上，要求頭部緊貼頭板，但是不能仰頭。測量者站于小兒右側(cè)，左手按住膝蓋，使其雙腿伸直并貼緊量板，右手垂直移動足板，于腳底充分接觸，兩側(cè)刻度讀數(shù)一致時即為身高數(shù)據(jù)。測量體重時抽離足板，測量者及家長雙手不得接觸小兒，待體重磅指針穩(wěn)定時讀數(shù)即為小兒體重。

1.5.2腸道菌群測定

收集小兒6月齡時糞便，采用晨起第一次糞便，取樣勺在新鮮糞便中采集10～20g，放入無菌收集袋中，置于冰浴上30min送檢。菌群種類檢測采用PCR-DGGE技術(shù)(QIAamp DNA Stool Mini Kit試劑盒，QIA-GEN公司)和實(shí)時熒光定量PCR分析系統(tǒng)(上海之江生物科技股份有限公司生產(chǎn))，操作步驟嚴(yán)格按照相關(guān)說明書執(zhí)行。

1.6調(diào)查內(nèi)容及方法

1.6.1孕產(chǎn)婦問卷調(diào)查

孕產(chǎn)婦入院時，由調(diào)查者發(fā)放調(diào)查問卷(包括3個部分：孕產(chǎn)婦基本信息、膳食營養(yǎng)狀況及嬰兒出生情況)。采用自填形式完成個人基本信息及膳食營養(yǎng)狀況調(diào)查。孕產(chǎn)婦個人基本信息內(nèi)容主要包括孕產(chǎn)婦年齡、身高、孕前體重、母孕期體重增加量、職業(yè)、文化背景及母孕期鈣劑補(bǔ)充情況。膳食營養(yǎng)狀況調(diào)查部分是基于文獻(xiàn)復(fù)習(xí)及專家咨詢編制的半定量“孕產(chǎn)婦飲食頻率表問卷”，對孕產(chǎn)婦進(jìn)行母孕期膳食調(diào)查，收集母孕期鈣含量豐富食物的食用情況(種類、量和頻率)；后采用膳食分析與營養(yǎng)評估軟件計(jì)算出母孕期飲食來源的鈣每日平均攝入量。嬰兒出生后，為保證結(jié)果的準(zhǔn)確性，由兒科醫(yī)生詳細(xì)記錄分娩方式、孕周、性別、出生體重及身長等信息。調(diào)查結(jié)束后需詳細(xì)寫明孕產(chǎn)婦目前居住地及所在社區(qū)，并保留孕產(chǎn)婦及家人的電話信息，便于以后的隨訪工作。

1.6.2嬰兒隨訪調(diào)查

對所有入組的嬰兒進(jìn)行隨訪，嬰兒6月齡常規(guī)體檢時，由兒保科醫(yī)生記錄嬰兒的健康狀況、母乳喂養(yǎng)情況、鈣劑及維生素D補(bǔ)充情況。

1.7統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2結(jié)果

2.1一般情況

母孕期補(bǔ)充鈣劑組(534名)和未補(bǔ)充鈣劑組(204名)在年齡、身高、母孕期體重增加量、孕周、每日膳食鈣攝入量等資料比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)，見表1。

表1 調(diào)查孕婦一般情況分析

2.2不同組別嬰兒出生時及6月齡BMI

母孕期補(bǔ)充鈣劑組嬰兒出生時和6月齡時BMI為(13.98±1.47)kg/m2和(17.91±1.23)kg/m2，均高于母孕期未補(bǔ)充鈣劑組(12.64±1.24)kg/m2和(16.72±0.92)kg/m2，t值分別為5.574、6.009，均P<0.05；母孕期補(bǔ)充鈣劑組內(nèi)，不同組別嬰兒出生時BMI值比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，而6月齡BMI比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，其中單補(bǔ)鈣劑組高于單補(bǔ)維生素D組、鈣劑和維生素D同補(bǔ)組(t值分別為6.924、5.593，均P<0.05)，而鈣劑和維生素D同補(bǔ)組與嬰兒單補(bǔ)維生素D組比較無明顯差異(t=1.928，P>0.05)，見表2。

母孕期未補(bǔ)充鈣劑組內(nèi)，不同組別嬰兒出生時BMI比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，而6月齡BMI比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，其中單補(bǔ)鈣劑組高于單補(bǔ)維生素D組、鈣劑和維生素D同補(bǔ)組(t值分別為5.584、4.679，均P<0.05)，而鈣劑和維生素D同補(bǔ)組與嬰兒單補(bǔ)維生素D組比較無明顯差異(t=0.284，P=0.926)，見表3。

組別出生時BMI6月齡BMI鈣劑和維生素D同補(bǔ)組(n=161)13.76±1.2817.88±0.69單補(bǔ)維生素D組(n=187)13.31±1.3917.58±1.18單補(bǔ)鈣劑組(n=186)13.54±1.1818.63±0.52F1.1735.590P0.4590.002

表3 母孕期未補(bǔ)充鈣劑組內(nèi)不同組別嬰兒剛出生

2.3不同組別嬰兒腸道菌群比較

母孕期補(bǔ)充鈣劑組與未補(bǔ)充鈣劑組比較腸道菌群無明顯差異(t值分別為2.831、1.652、0.493、1.058、2.007、1.658，均P>0.05)。不同嬰兒早期鈣劑補(bǔ)充組中，腸道厚壁菌門、放線菌門、變形菌門、擬桿菌門比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，而雙歧桿菌屬、乳酸菌屬在鈣劑補(bǔ)充的3個亞組中比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05)，其中單純維生素D補(bǔ)充組的雙歧桿菌屬水平明顯低于單補(bǔ)鈣劑組及鈣劑和維生素D同補(bǔ)組(t值分別為10.663、9.493，均P<0.05)，乳酸菌屬菌群水平明顯高于單補(bǔ)鈣劑組及鈣劑和維生素D同補(bǔ)組(t值分別為13.173、18.905，均P<0.05)。

雙歧桿菌屬、乳酸菌屬在母孕期未補(bǔ)充鈣劑的3個亞組中比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05)，其中單純補(bǔ)充維生素D組的雙歧桿菌屬水平明顯低于單補(bǔ)鈣劑組及鈣劑和維生素D同補(bǔ)組(t值分別為10.485、4.791，均P<0.05)，乳酸菌屬菌群水平明顯高于單補(bǔ)鈣劑組及鈣劑和維生素D同補(bǔ)組(t值分別為6.397、11.929，均P<0.05)，見表4。

表4 不同組別嬰兒腸道菌群構(gòu)成比

3討論

3.1鈣的生理作用

鈣是人體含量最多的無機(jī)元素，對維持細(xì)胞和組織生理功能發(fā)揮重要作用，如構(gòu)成骨骼和牙齒成分、維持神經(jīng)和肌肉功能、促進(jìn)體內(nèi)酶活動、血液凝固和促進(jìn)細(xì)胞間信息傳遞等[5]。既往大量臨床研究顯示，妊娠期及時補(bǔ)充鈣元素可預(yù)防妊娠期高血壓、先兆子癇等母孕期合并癥，降低圍產(chǎn)兒并發(fā)癥和減少胎兒宮內(nèi)發(fā)育遲緩[6]。人體生命初期適量的鈣攝入可以促進(jìn)骨骼和神經(jīng)發(fā)育、預(yù)防佝僂病。嬰兒初期的鈣來源更多是母乳或者配方奶粉，這種來源的鈣不會引起過度吸收，是安全的。當(dāng)過度服用口服鈣劑，會帶來諸多不良反應(yīng)。如鈣劑與某些維生素及鐵發(fā)生吸附，形成螯合物，影響吸收，導(dǎo)致鐵和維生素缺乏。鈣還會刺激胃酸分泌，引起黏膜充血、糜爛、潰瘍等，同時也會引發(fā)便秘，影響腸道菌群，嚴(yán)重者甚至出現(xiàn)高鈣血癥。本研究發(fā)現(xiàn)嬰兒早期單補(bǔ)鈣劑組6月齡時BMI均高于單純鈣劑和維生素D聯(lián)合鈣劑組，可能與單純鈣劑補(bǔ)充時，嬰兒體內(nèi)的維生素D含量不足，而不能有效吸收鈣，導(dǎo)致機(jī)體仍處于缺鈣狀態(tài)，有大量研究證實(shí)鈣含量缺乏是肥胖的獨(dú)立危險因素[7-8]，所以單純性補(bǔ)充的鈣劑可能在嬰兒體內(nèi)并未得到有效的吸收，因此會造成單補(bǔ)鈣劑組6月齡時BMI偏高，雖然本研究中單純補(bǔ)鈣劑組BMI雖未高于同齡幼兒的上限值，但補(bǔ)鈣的方式需引起我們重視。

3.2嬰兒鈣及維生素D的來源

隨著我國圍產(chǎn)期健康營養(yǎng)指導(dǎo)的普及，母乳或配方奶粉中的鈣基本滿足6月齡以內(nèi)嬰兒的生理需求量，不需要額外補(bǔ)充，如果有充足證據(jù)證實(shí)鈣缺失，才需要進(jìn)行鈣制劑的日常補(bǔ)充[9]。鈣的吸收受維生素D的影響，母乳中維生素D含量不足，嬰兒陽光照射時間較短者應(yīng)加強(qiáng)維生素D的補(bǔ)充。目前醫(yī)學(xué)界推薦新生兒出生15d后每天補(bǔ)充400IU維生素D，以滿足機(jī)體正常生長發(fā)育的需要，促進(jìn)鈣的吸收[10]。本研究將單補(bǔ)維生素D組作為對照，探討單獨(dú)補(bǔ)鈣和鈣制劑聯(lián)合維生素D補(bǔ)充的治療效果，結(jié)果顯示，母孕期補(bǔ)充鈣劑組的嬰兒剛出生時和6月齡時的BMI均高于母孕期未補(bǔ)充鈣劑組。

3.3鈣對嬰兒早期腸道菌群的影響

腸道菌群在機(jī)體生長發(fā)育中起重要作用，嬰兒期營養(yǎng)狀況、喂養(yǎng)方式、食物種類及益生菌攝入對腸道菌群的定植與發(fā)育有一定影響[11-13]。腸道菌群種類繁多，本次研究選擇其中6類(厚壁菌門、放線菌門、擬桿菌門、變形菌門、乳酸菌屬及雙岐桿菌屬)進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，嬰兒早期單補(bǔ)鈣劑組6月齡時乳酸菌屬含量高于其他兩組，而雙歧桿菌屬含量降低。鈣與腸道菌群的相互作用研究發(fā)現(xiàn)，鈣攝入后可影響胃酸的分泌，促進(jìn)胃泌素合成釋放增加，從而改變腸道菌群結(jié)構(gòu)和腸黏膜穩(wěn)定性[14]。雙歧桿菌屬和乳酸菌均屬于腸道益生菌[15]，共同抑制致病菌群和分解有毒有害物質(zhì)，是人體健康不可缺少的要素[16]。但乳酸菌含量增加可能導(dǎo)致兒童腹瀉風(fēng)險增加，本研究未作相關(guān)記錄，無法得出結(jié)果；也有研究認(rèn)為乳酸菌可能促進(jìn)體重增加，誘導(dǎo)肥胖發(fā)生，因此單純鈣劑組乳酸菌構(gòu)成比增加的臨床意義尚不明確。此外嬰兒期廣譜抗生素的應(yīng)用可引起腸道菌群的失衡，本研究未對嬰兒藥物的使用進(jìn)行控制，結(jié)果可能有偏倚[17]。

綜上所述，母孕期攝入適量的鈣有利于胎兒生長發(fā)育，對于缺鈣的嬰兒，需通過聯(lián)合補(bǔ)充維生素D的方式進(jìn)行補(bǔ)鈣，可促進(jìn)腸道乳酸菌屬的生長。