母乳中微生物的來(lái)源與作用

李依彤，董彩霞，劉 彪，蔭士安

(1.內(nèi)蒙古伊利實(shí)業(yè)集團(tuán)股份有限公司，伊利母嬰營(yíng)養(yǎng)研究院，北京 100022；2.甘肅省疾病預(yù)防控制中心，甘肅 蘭州 730000；3.中國(guó)疾病預(yù)防控制中心營(yíng)養(yǎng)與健康所，北京 100050)

隨著細(xì)菌培養(yǎng)技術(shù)和新一代DNA測(cè)序技術(shù)的應(yīng)用，確認(rèn)了人乳中存在豐富的微生物，人乳中微生物在新生兒腸道免疫系統(tǒng)啟動(dòng)、嬰兒腸道免疫功能發(fā)育以及程序化進(jìn)程中發(fā)揮重要作用[1-3]，也與乳腺炎發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)和乳腺炎治療效果密切相關(guān)[4-5]，人乳中微生物還與乳母的健康狀況和喂養(yǎng)兒以后(成年期)發(fā)生營(yíng)養(yǎng)相關(guān)慢性病的風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)[6-7]，因此母乳中微生物對(duì)母嬰健康狀況的影響已成為近年來(lái)備受關(guān)注的熱點(diǎn)。

1 人乳中是否存在微生物

傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，母乳是無(wú)菌的。然而，近些年研究表明，母乳富含多種微生物菌群，源源不斷地向嬰兒腸道供應(yīng)共生菌、互利和/或潛在益生菌。

1.1 從母乳中分離/培養(yǎng)出多種細(xì)菌

基于傳統(tǒng)培養(yǎng)方法和現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)，已經(jīng)分離鑒定的人乳中微生物主要有葡萄球菌屬、鏈球菌屬、腸球菌屬、乳酸桿菌屬、雙歧桿菌屬和明串珠菌屬等，采用現(xiàn)代分子學(xué)技術(shù)進(jìn)一步確定了母乳中存在復(fù)雜的微生物菌群。例如，Collado等[8]采用實(shí)時(shí)熒光定量酶聯(lián)聚合反應(yīng)(polymerase chain reactions，PCR)技術(shù)，分析了西班牙人群母乳的菌群，母乳中含有不同的細(xì)菌屬或細(xì)菌簇，包括雙歧桿菌、乳酸菌、葡萄球菌、擬桿菌、腸球菌、鏈球菌、梭菌簇IV和梭菌簇XIVa-XIVb。葡萄球菌、鏈球菌、雙歧桿菌和乳酸菌是母乳中的優(yōu)勢(shì)菌群，可定植于嬰兒腸道。Muletz-Wolz等[9]使用16S rRNA測(cè)序技術(shù)，測(cè)定了9種靈長(zhǎng)類生物(包含人類)的母乳菌群，獲得了與靈長(zhǎng)類物種密切相關(guān)的含7個(gè)分類學(xué)單元的核心靈長(zhǎng)類動(dòng)物乳菌群。乳菌群在不同的靈長(zhǎng)類動(dòng)物中存在差異，恒河猴、人類和長(zhǎng)毛吼猴都有明顯不同的母乳菌群。

1.2 母乳中存在的細(xì)菌主要來(lái)自母體

對(duì)于母乳中微生物的研究，早期研究中使用的基于培養(yǎng)基的母乳，僅能分離出有限數(shù)量的屬[8]。后來(lái)獨(dú)立培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展使人們對(duì)母乳中微生物群的組成和多樣性有了更全面了解[6]。Schanche等[10]分析了母乳、母親及嬰兒糞便的菌群組成，并分析了母嬰間微生物菌群的潛在傳播模式，結(jié)果顯示嬰兒的糞便與母親的母乳和糞便間均存在重合菌群，而且隨著年齡增長(zhǎng)，嬰兒與母親的糞便菌群重合的范圍越來(lái)越大。該研究還發(fā)現(xiàn)一個(gè)與格氏鏈球菌相似的分類學(xué)單元，在母親和嬰兒的菌群中定植最為廣泛。

1.3 母乳是嬰兒腸道細(xì)菌的主要來(lái)源

人乳是母乳喂養(yǎng)嬰兒腸道細(xì)菌的主要來(lái)源[11]。按嬰兒每天攝入約800mL母乳計(jì)算，每天攝入1×105到1×107個(gè)細(xì)菌。另一項(xiàng)107對(duì)健康母嬰為期12個(gè)月縱向研究結(jié)果顯示，母乳喂養(yǎng)兒生后第一個(gè)月經(jīng)母乳和乳暈皮膚分別攝取(27.7±15.2)%和(10.4±6.0)%的腸道細(xì)菌[12]。母乳喂養(yǎng)嬰兒腸道的細(xì)菌組成與他們各自母親的乳汁中發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌組成密切相關(guān)，進(jìn)入離乳期后的腸道菌群種類更加豐富。

2 人乳中微生物的來(lái)源

新鮮的人乳富含多種活菌、很多游離的細(xì)菌DNA印跡和低聚糖類，它們的存在開(kāi)始于圍產(chǎn)期(從妊娠的最后三個(gè)月開(kāi)始)，并持續(xù)整個(gè)哺乳期[13]。若干研究曾提出，母乳微生物群落可能源自乳母的皮膚、吸吮期間嬰兒的口腔，或通過(guò)乳母的腸道-乳腺途徑[6，14-16]。目前的爭(zhēng)議主要集中在傳統(tǒng)假設(shè)“污染學(xué)說(shuō)”(the traditional hypothesis:a contamination hypothesis)和進(jìn)化理論“主動(dòng)遷移學(xué)說(shuō)”(the revolutionary hypothesis:active migration)[15]。

2.1 污染學(xué)說(shuō)

傳統(tǒng)觀念認(rèn)為母乳中之所以含有細(xì)菌應(yīng)來(lái)自母親皮膚或嬰兒口腔內(nèi)的細(xì)菌污染，即傳統(tǒng)假設(shè)：污染學(xué)說(shuō)。該假說(shuō)認(rèn)為，正常分娩的新生兒出生時(shí)可能已從母體腸道和陰道菌群獲得細(xì)菌。哺乳過(guò)程也可能是途徑之一，母乳喂哺過(guò)程中，乳母的皮膚和新生兒/嬰兒口腔內(nèi)含有的微生物污染了母乳。紅外成像技術(shù)顯示，哺乳過(guò)程中，乳腺導(dǎo)管中的乳汁發(fā)生一定程度回流(吸吮產(chǎn)生的負(fù)壓)。污染乳頭的微生物可能隨吸吮過(guò)程(負(fù)壓)沿乳腺管轉(zhuǎn)移到乳腺，存在嬰兒口腔與乳腺的細(xì)菌交換，吸吮過(guò)程加速了嬰兒口腔中的微生物逆流，可能為細(xì)菌從嬰兒口中進(jìn)入乳腺提供了一個(gè)理想途徑[17]。然而，越來(lái)越多的證據(jù)支持人乳中存在的細(xì)菌不僅僅是外環(huán)境污染的結(jié)果?！拔廴緦W(xué)說(shuō)“很難解釋為什么能從母乳中分離出嚴(yán)格厭氧的雙歧桿菌，而且初乳中也分離出多種細(xì)菌，甚至在嬰兒出生前就可以從初乳中分離出細(xì)菌。雙歧桿菌是非常嚴(yán)格的厭氧菌，很難從嬰兒口腔遷移到乳房皮膚。當(dāng)比較人乳中檢測(cè)到的細(xì)菌菌群與乳房皮膚表面發(fā)現(xiàn)的菌群時(shí)，人乳中分離的乳酸桿菌屬、腸球菌和雙歧桿菌遺傳型與從皮膚表面分離的菌群不同，甚至無(wú)法檢出[18]。

2.2 主動(dòng)遷移學(xué)說(shuō)

近年越來(lái)越多的證據(jù)支持，人乳中含有的微生物主要不是來(lái)源于外環(huán)境污染，而是來(lái)源于母體內(nèi)途徑，即母親腸道中的細(xì)菌通過(guò)內(nèi)源性途徑遷移到乳腺(腸道-乳腺途徑)，通過(guò)哺乳進(jìn)入嬰兒體內(nèi)[4，19]，即進(jìn)化理論：主動(dòng)遷移學(xué)說(shuō)。已有報(bào)告人乳腺組織中存在共生菌群[20]，表明特定微生物棲息于乳腺組織，并有可能定植在乳導(dǎo)管中?；谂囵B(yǎng)的技術(shù)確認(rèn)人乳中確實(shí)存在微生物，而且是來(lái)自母體腸道微生物組[21]。動(dòng)物模型結(jié)果顯示，在腸道細(xì)菌經(jīng)由腸系膜淋巴結(jié)到達(dá)乳腺過(guò)程中，腸組織中樹(shù)突狀細(xì)胞(dendritic cells，DCs)或巨噬細(xì)胞發(fā)揮了重要作用，它們可能作為細(xì)菌從母親腸道到乳腺的載體。然而，細(xì)菌通過(guò)什么機(jī)制穿透腸上皮，避開(kāi)體內(nèi)免疫系統(tǒng)并且遷移到乳腺的機(jī)制尚不清楚。Jiménez等[4]證明乳汁中微生物來(lái)源的內(nèi)生路徑，口服乳酸桿菌(唾液乳酸桿菌CECT5713和格氏乳酸桿菌CECT5714)膠囊制劑的乳腺炎患者，30d后60%的母乳中分離得到這些乳酸桿菌。來(lái)自哺乳期婦女外周血中單核細(xì)胞的分析結(jié)果顯示，其細(xì)菌的基因序列大于非哺乳期婦女[3]。這些結(jié)果提示腸源性細(xì)菌或細(xì)菌成分能夠在單核細(xì)胞內(nèi)被轉(zhuǎn)移到哺乳期的乳腺，而且越來(lái)越多的研究結(jié)果支持單核細(xì)胞通過(guò)循環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)細(xì)菌的假設(shè)。

3 人乳中微生物對(duì)嬰兒的影響

母乳中存在的細(xì)菌可能在啟動(dòng)和編程新生兒的免疫系統(tǒng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用[1]。人乳中微生物的種類與含量可能直接影響嬰兒短期和長(zhǎng)期的健康狀況[6]。人乳中的微生物可以被認(rèn)為是嬰兒腸道的一種外來(lái)接種物，母乳喂養(yǎng)可調(diào)節(jié)嬰兒的腸道菌群，提高嬰兒的免疫能力，降低患腹瀉和呼吸道感染性疾病的風(fēng)險(xiǎn)。母乳中存在豐富多樣的低聚糖，可促進(jìn)嬰兒腸道內(nèi)益生菌(如乳酸桿菌、雙歧桿菌)的定植與生長(zhǎng)，抑制致病菌的定植與生長(zhǎng)。

3.1 抑菌作用

從母乳中分離出的部分菌株具有明顯抑菌效果。從母乳中分離的乳酸桿菌具有較寬的抑菌譜；母乳中某些菌株能產(chǎn)生抑菌物質(zhì)，如約有30%的母乳中含有能產(chǎn)生乳酸鏈球菌肽的乳酸乳球菌，而從母乳中分離出的一株糞腸球菌C901被證明能產(chǎn)生腸道菌素C[22]。

3.2 益生作用

母乳來(lái)源的細(xì)菌可調(diào)節(jié)未成熟新生兒腸道細(xì)菌的定植和發(fā)育[8，10]。迄今，已證明母乳來(lái)源具有益生作用的細(xì)菌有唾液乳酸桿菌CECT5713、格氏乳酸桿菌CECT5714和發(fā)酵乳酸桿菌CECT5716[23]。這些菌株的益生特征表現(xiàn)除了食用安全，還具有如下作用：腸道定植和產(chǎn)生抑菌物質(zhì)(抑制致病菌的定植和生長(zhǎng))、免疫調(diào)節(jié)、改善腸道微生態(tài)、減輕腸道炎癥反應(yīng)、治療乳腺炎、增強(qiáng)流感疫苗效果、降低嬰兒胃腸道和上呼吸道感染的發(fā)病率等[23]。

3.3 抗感染作用

已證明母乳喂養(yǎng)可顯著降低嬰兒感染性疾病的發(fā)生率和嚴(yán)重程度。母乳喂養(yǎng)可使嬰兒暴露于人乳中存在的多樣化細(xì)菌，這可能是導(dǎo)致母乳喂養(yǎng)和嬰兒配方奶粉喂養(yǎng)嬰兒糞便微生物差異的重要原因之一。為了實(shí)現(xiàn)新生兒黏膜組織的穩(wěn)態(tài)，腸道耐受性的發(fā)育需要攝取乳汁來(lái)源的抗原和細(xì)菌菌群固有的成分。新生兒建立耐受性方面的缺陷與黏膜疾病、慢性炎癥的發(fā)生發(fā)展有關(guān)。不同的臨床試驗(yàn)結(jié)果證明，當(dāng)不能母乳喂養(yǎng)時(shí)，補(bǔ)充益生菌的嬰兒配方食品可降低兒童感染性疾病的發(fā)生率[24]。

4 母乳喂養(yǎng)對(duì)哺乳婦女健康狀況的影響

母乳喂養(yǎng)不僅為嬰兒提供最佳的營(yíng)養(yǎng)，而且對(duì)哺乳期婦女也提供多種健康益處。母乳喂養(yǎng)至少6個(gè)月的婦女，與母乳喂養(yǎng)嬰兒不到6個(gè)月的婦女相比較，可以顯著降低以后發(fā)生肥胖、糖尿病或乳腺癌的風(fēng)險(xiǎn)[7]，推測(cè)人乳中微生物在哺乳期婦女的乳腺健康中發(fā)揮重要作用。

4.1 治療乳腺炎

乳腺炎是產(chǎn)婦哺乳期常見(jiàn)病，一般認(rèn)為金黃色葡萄球菌是引起急性乳腺炎的主要病原體[25]。在哺乳期，高達(dá)30%的婦女患急性、亞急性或復(fù)發(fā)性乳腺炎，被認(rèn)為是導(dǎo)致母乳喂養(yǎng)過(guò)早停止的主要原因之一。多項(xiàng)研究結(jié)果表明，來(lái)自母乳中的微生物大多數(shù)有抑制金黃色葡萄球菌的能力，因此口服給予益生菌可能是治療乳腺炎的一種有效的抗生素替代療法[4-5]。Jiménez等[4]和Arroyo等[5]的結(jié)果顯示，給哺乳期婦女口服唾液乳酸桿菌CECT5713、格氏乳酸桿菌CECT5714和發(fā)酵乳酸桿菌CECT5716能治療乳腺炎，且乳腺炎復(fù)發(fā)率也遠(yuǎn)低于用抗生素治療組。該結(jié)果證明用唾液乳酸桿菌和發(fā)酵乳酸桿菌可治療乳腺炎和縮短病程，促進(jìn)母乳喂養(yǎng)。

4.2 降低發(fā)生營(yíng)養(yǎng)相關(guān)慢性病的風(fēng)險(xiǎn)

流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果提示，分娩后不能用母乳喂哺嬰兒或過(guò)早停止母乳喂養(yǎng)與其絕經(jīng)前乳腺癌、卵巢癌、代謝綜合癥的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)[7]。肥胖或超重婦女的乳汁宏基因組學(xué)和微生物組學(xué)也不同于健康體重的對(duì)照組[26]。然而，至今有關(guān)母乳喂養(yǎng)、喂養(yǎng)持續(xù)時(shí)間以及母乳中微生物菌群多樣性對(duì)乳母健康狀況長(zhǎng)期影響的研究甚少。

5 展望

健康婦女分泌的乳汁中含有多種微生物，有些被證明具有抑菌作用。然而人乳中微生物的種類復(fù)雜和功能多樣，受培養(yǎng)技術(shù)和方法的限制，有些尚不十分清楚。因此需要開(kāi)展更多相關(guān)研究：①研究人乳中微生物的種群以及變化、來(lái)源、體內(nèi)遷移過(guò)程，有助于揭示一個(gè)比此前預(yù)期具有更多樣化、復(fù)雜性的微生態(tài)系統(tǒng)；②研究母體微生物由腸道轉(zhuǎn)運(yùn)/遷移到乳腺的過(guò)程和影響因素，了解人乳中細(xì)菌通過(guò)什么機(jī)制穿透過(guò)腸上皮，躲避機(jī)體免疫系統(tǒng)識(shí)別被轉(zhuǎn)運(yùn)到乳腺以及隨后定植在乳腺的過(guò)程；③研究人乳中微生物對(duì)母嬰的潛在健康效應(yīng)(短期與長(zhǎng)期影響)，包括在新生兒腸道免疫系統(tǒng)啟動(dòng)和程序化中的作用，對(duì)婦女乳腺健康狀況的影響，以及以后罹患營(yíng)養(yǎng)相關(guān)慢性病的風(fēng)險(xiǎn)；④研究影響母乳中微生物菌群的因素，改變?nèi)槟干攀呈欠窨筛淖內(nèi)巳槲⑸锞?；給孕婦、乳母和/或嬰兒補(bǔ)充從母乳中分離出來(lái)益生菌的有益效果、治療或輔助治療乳腺炎的效果等。