益生菌與兒童功能性胃腸病的研究進展

鐘慧，楊蓉

近年來，腸道微生態(tài)在人類健康和疾病中的作用一直是關(guān)注的焦點。各種慢性胃腸道疾病，如功能性胃腸疾病(FGIDs)、壞死性小腸結(jié)腸炎(NEC)、炎癥性腸病(IBD)、乳糜瀉等都與腸道菌群失調(diào)有關(guān)。目前，兩者之間的因果關(guān)系及相互作用機制尚不清楚，可能涉及免疫、內(nèi)分泌、代謝及神經(jīng)等多種因素。與成人相比，兒童和嬰兒胃腸道發(fā)育尚不成熟，多種因素可對腸道菌群產(chǎn)生影響，導致疾病的發(fā)生，腸道菌群失調(diào)在兒童功能性胃腸病中的作用日漸受到業(yè)界關(guān)注，兩者之間的關(guān)系為益生菌的臨床應(yīng)用提供了一定的依據(jù)。本文目的在于評估益生菌對兒童功能性胃腸病治療的有效性，特別是兒童功能性腹痛(FAP)、功能性便秘(FC)和嬰兒絞痛。

1 生命早期腸道微生物的定植

新生兒的腸道菌群定植是一個受遺傳和母體因素影響的階段性過程，環(huán)境和飲食暴露可能尤其重要。近年來臨床研究顯示，腸道菌群定植可能始于胚胎時期子宮內(nèi)環(huán)境的微生物群[1]。人類新生兒在陰道分娩期間被動地接受重要的微生物定植。盡管母體陰道微生物(主要是乳酸桿菌)僅短暫地定植于新生兒腸道，但研究證實母體腸道仍然是新生兒早期定植菌群的重要來源[2]。與順產(chǎn)嬰兒相比，剖宮產(chǎn)嬰兒腸道菌群定植模式存在異常，這一研究結(jié)果進一步強調(diào)了陰道分娩對健康的腸道菌群定植的重要性[3]。出生后，雙歧桿菌很快在母乳喂養(yǎng)嬰兒的腸道菌群中占據(jù)主導地位，主要是由于包括糖蛋白在內(nèi)的母乳成份，尤其是人乳寡糖(human milk oligosaccharides,HMOs)可選擇性促進雙歧桿菌的生長[4]。長雙歧桿菌嬰兒亞種是一種能夠利用多種HMOs的微生物，在世界各地范圍內(nèi)母乳喂養(yǎng)嬰兒的腸道菌群中幾乎普遍存在，這一事實進一步證實了上述觀點[5]。此外，喂養(yǎng)不含HMOs的配方奶粉嬰兒腸道菌群的多樣性更高，而雙歧桿菌的豐度更低[6]。母乳喂養(yǎng)可降低慢性非傳染性疾病包括2型糖尿病和肥胖的風險[7]，其中腸道菌群所發(fā)揮的正性調(diào)節(jié)作用機制仍不清楚。

嬰兒和兒童的腸道菌群會逐漸向成人轉(zhuǎn)變，一般認為在2～3歲時就會形成穩(wěn)定的、類似成人的腸道菌群。固體食物的引入，尤其母乳喂養(yǎng)的停止，是腸道菌群成熟的主要驅(qū)動力。然而值得注意的是，腸道菌群的成熟呈現(xiàn)相當大的地理區(qū)域性差異，這很大程度上是由于不同地理區(qū)域飲食因素對腸道菌群的作用很可能超過了遺傳因素的影響。在整個腸道菌群成熟過程中，不利因素的暴露尤其是抗生素的使用可能對腸道微生態(tài)造成嚴重的干擾。流行病學研究表明，生命早期抗生素暴露與許多慢性疾病(如超重和肥胖、哮喘、炎癥性腸病等)之間可能存在關(guān)聯(lián)[8]，這表明了不利因素暴露的潛在臨床意義，但有待于進一步研究證實。

2 功能性胃腸病(FGIDs)和腸道菌群

在最新的羅馬IV標準中，根據(jù)主要癥狀將兒童和青少年的FGIDs分成三類，即功能性惡心和嘔吐、功能性腹痛和功能性排便障礙。功能性惡心和嘔吐疾病包括周期性嘔吐綜合征、功能性惡心和功能性嘔吐、反芻綜合征、吞氣癥。功能性腹痛分為四類：功能性消化不良、腸易激綜合征(IBS)、腹型偏頭痛、非特異性功能性腹痛，而功能性便秘(FC)和非潴留性大便失禁則屬于功能性排便障礙。此外，根據(jù)羅馬IV標準，嬰兒絞痛具有反復發(fā)作的特點，5個月以內(nèi)的健康嬰兒主要表現(xiàn)為長時間哭鬧、煩躁或激惹。絞痛性哭鬧發(fā)作無明顯誘因，也無法預(yù)防或治療，在生后5個月以內(nèi)會逐漸自行緩解。然而，目前公認的嬰兒絞痛的定義是1954年Wessel提出的在健康嬰兒中“每天持續(xù)超過3小時，在任意1周中出現(xiàn)3 d以上的突發(fā)哭鬧”。目前對于兒童功能性胃腸病中腸道菌群組成或活性的全面系統(tǒng)性研究不多，本綜述的重點在于以功能性腹痛、功能性便秘和嬰兒絞痛為主要對象的隨機臨床研究。

在一項對22例IBS的學齡兒童和22例健康兒童的病例對照研究[9]中，通過對糞便微生物進行16S rRNA基因測序后發(fā)現(xiàn)，IBS患兒體內(nèi)變形菌門的相對豐度更高，尤其是γ-變形菌。Rigsbee等[10]研究顯示22例腹瀉型腸易激綜合征(IBS-D)的學齡兒童和22例健康兒童的腸道菌群組成之間存在顯著的差異。通過多種分子學方法(如微陣列、16SrRNA基因測序、定量PCR和熒光原位雜交等)分析顯示，IBS-D患兒腸道內(nèi)多種菌屬的豐度均存在一定的差異。然而，De等[11]研究發(fā)現(xiàn)在76例4～17歲功FC兒童和61例健康兒童之間其腸道菌群組成或特定菌屬的相對豐度均無明顯差異。

盡管一些研究表明IBS和健康兒童之間的腸道菌群存在差異，但這些研究中大多數(shù)缺乏IBS患兒在發(fā)病前的腸道菌群分析，因此腸道菌群是否在IBS的發(fā)病機制中起到了重要的作用尚不確定。然而，在一項超過200萬人參與的注冊性研究[12]中，其中超過14000人被確診為IBS，研究發(fā)現(xiàn)剖腹產(chǎn)可增加IBS發(fā)病的風險，可能與剖腹產(chǎn)相關(guān)的異常腸道菌群定植有關(guān)。瑞典的一項出生隊列研究[13]納入了超過2700例兒童，研究發(fā)現(xiàn)在出生后第一或第二年內(nèi)抗生素的使用可能增加女孩兒童時期復發(fā)性功能性腹痛的風險，而在男孩中未發(fā)現(xiàn)其相關(guān)性。這項研究為生命早期腸道菌群失調(diào)與后期胃腸道功能紊亂之間的相關(guān)性提供了更多的間接證據(jù)。

研究表明，腸道菌群組成結(jié)構(gòu)和數(shù)量在FC兒童中發(fā)生明顯改變。De Morase等[14]研究發(fā)現(xiàn)79例3～6歲FC兒童糞便樣本中乳桿菌水平較對照組兒童低。deMeji等[15]對比了76例FC兒童和健康的糞便菌群發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)C患兒的糞便樣本中脆弱擬桿菌、卵形擬桿菌、腸雙歧桿菌、副擬桿菌的豐度增加，而finegoldii另枝菌減少。關(guān)于腸道菌群改變和功能性胃腸病之間的關(guān)系，目前研究最全面的是嬰兒絞痛。早在1994年，Lehtonen等[16]報道3個月以內(nèi)的絞痛嬰兒梭菌屬更易定植。De Weerth等[17]對12例絞痛嬰兒和12例健康同齡嬰兒進行的病例對照研究顯示，前者在出生后幾周內(nèi)就可以檢測到腸道菌群的改變，絞痛的發(fā)生與大腸桿菌和變形菌門(包括埃希菌屬、克雷伯菌屬和假單胞菌屬)的豐度相關(guān)，而厚壁菌門、放線菌門在未發(fā)生絞痛的健康嬰兒中更為常見。在一項對37例絞痛嬰兒和28例健康嬰兒的糞便進行16S rRNA基因測序研究[18]發(fā)現(xiàn)，發(fā)生腸絞痛的嬰兒糞便中放線菌門尤其時雙歧桿菌的豐度有所下降。最近有研究[19]證實，產(chǎn)婦產(chǎn)時抗生素治療(已知影響新生兒腸道菌群定植)在隨后發(fā)生絞痛的嬰兒中更為常見。綜上所述，這些研究結(jié)果表明，嬰兒絞痛不僅與腸道菌群組成的改變有關(guān)，而且異常的腸道菌群定植可能早于絞痛的發(fā)生且與絞痛的發(fā)展有關(guān)。

3 益生菌

兒童腸道菌群和功能性胃腸病之間的相關(guān)性為益生菌的治療和預(yù)防提供了可能性。通過飲食干預(yù)改變腸道菌群的組成及活性，，而益生菌是最常見的治療方法之一，成為近年來研究的熱點。益生菌被定義為一類活的微生物，當給與足量時會給宿主的健康帶來益處。值得注意的是，所涉及的微生物之所以成為“益生菌”，必須具有大量循證醫(yī)學依據(jù)支持的健康益處，而且益生菌的作用是具有菌株和菌種特異性的。益生菌的作用機制比較復雜尚未完全清楚，通常認為益生菌是通過調(diào)節(jié)腸道菌群來發(fā)揮作用的，但上面提到的益生菌定義并沒有涉及到腸道菌群，目前仍缺乏充分依據(jù)支持。特定的益生菌可有效治療并降低某些胃腸道疾病如兒童感染性腹瀉的風險[20]，但是否會對腸道微生態(tài)產(chǎn)生影響尚不確定。此外，有臨床試驗表明對孕期和哺乳期母親進行益生菌干預(yù)可顯著降低高危嬰兒特應(yīng)性皮炎的發(fā)生，且不干擾嬰兒腸道菌群的組成[21]。特定的益生菌對宿主消化和腸道屏障功能、免疫反應(yīng)、代謝、行為、痛覺感知等生理過程均有直接的影響。因此，決定益生菌干預(yù)的有效性應(yīng)基于臨床標準，而不是替代指標如對腸道菌群的影響，這是至關(guān)重要的。

3.1 益生菌在兒童功能性腹痛中的應(yīng)用 羅伊氏乳桿菌DSM17938是目前該鄰域研究最廣泛的益生菌。Romana等[22]在60名FAP兒童中比較了羅伊氏乳桿菌和安慰劑對疼痛的影響，僅在益生菌組中疼痛嚴重強度顯著降低，而疼痛頻率在兩組中均有顯著的降低。但是，研究中的這些數(shù)據(jù)只以圖形而非數(shù)字顯示，這限制了對研究結(jié)果的充分解釋。Eftekhari等[23]在80名FAP患兒中沒有發(fā)現(xiàn)益生菌組和安慰劑組之間在疼痛嚴重程度方面存在任何顯著差異，盡管與基線相比兩組的疼痛程度有相似的顯著降低。Weizman等[24]評價了羅伊氏乳桿菌DSM17938與安慰劑對101名FAP兒童的療效，在為期4周的干預(yù)結(jié)束時，與安慰劑組相比，益生菌組FAP兒童的嚴重程度和疼痛頻率都顯著降低；而在4周的隨訪后，2組間只有前者的差異仍然顯著。Jadresin等[25]對55例FAP或IBS兒童進行為期16周的臨床試驗中將羅伊氏乳桿菌DSM17938與安慰劑進行對照，在研究期間，益生菌組兒童疼痛緩解的天數(shù)更多，在第2個和第4個月時疼痛嚴重程度也降低。然而，兩組間學校缺勤或日?；顒硬o明顯差異。在最近一項研究中，Maragkoudaki等[26]在54例FAP兒童中發(fā)現(xiàn)羅伊氏乳桿菌DSM17938和安慰劑均可顯著降低疼痛嚴重強度和疼痛頻率，兩組間并無明顯差異。

最近有三項隨機臨床試驗評估了鼠李糖乳桿菌GG在兒童FGIDs治療中的作用。Bauserman等[27]在64例IBS兒童中并未發(fā)現(xiàn)益生菌組和安慰劑組在腹痛嚴重程度上存在明顯差異，在為期6周研究結(jié)束時，在益生菌組中只有腹脹癥狀較安慰劑組明顯減輕。Gawronska等[28]分別在20例功能性消化不良、37例IBS和47例FAP兒童中觀察了鼠李糖乳桿菌GG的療效，在為期4周的研究結(jié)束時，25%的益生菌組和9%的安慰劑組兒童疼痛完全緩解，而益生菌組中IBS兒童疼痛緩解率較安慰劑組更高(33% vs 9%)。Francavilla等[29]對83例IBS兒童和58例FAP兒童進行4周和8周的鼠李糖乳桿菌GG干預(yù)后，益生菌組疼痛嚴重強度和頻率均明顯低于安慰組，在隨后8周的隨訪中組間差異仍持續(xù)存在。此外，與安慰劑組相比，益生菌組治療更容易成功(即疼痛嚴重強度和頻率至少降低50%以上)。

除上述研究外，在FAP兒童中對其他益生菌菌株或組合菌株也進行了相關(guān)研究。Guandalini等[30]在一項納入67例IBS兒童的交叉研究中對VSL#3(8株菌株的混合物)的療效進行了評估。在6周干預(yù)結(jié)束時，VSL#3組和安慰劑組的腹痛均有減輕，但VSL#3組腹痛減輕更明顯。在干預(yù)的最后一周里，VSL#3組IBS兒童的日常生活受影響程度較安慰劑組明顯減低。Basturk等[31]研究了乳酸雙歧桿菌B94、菊粉以及兩者混合物對71例IBS兒童的影響。在為期4周的試驗中發(fā)現(xiàn)，39%的益生菌組和29%的兩者混合組兒童臨床癥狀均有緩解，但菌粉組較少(12%)。在一項交叉研究[32]中對50例IBS兒童和28例功能性消化不良兒童口服由嬰兒雙歧桿菌M63, 短雙歧桿菌M16-V和長雙歧桿菌BB36組成的混合物，研究結(jié)果顯示IBS兒童中益生菌組腹痛緩解明顯多于安慰劑組，生活質(zhì)量得到更大的改善，而功能性消化不良兒童中并未發(fā)現(xiàn)明顯差異。

3.2 益生菌在兒童功能性便秘中的應(yīng)用 Banaszkiewicz等[33]研究了鼠李糖桿菌GG和安慰劑輔助乳果糖治療84例便秘兒童的療效，在12周干預(yù)結(jié)束時和為期24周的隨訪里兩組的治療成功率(每周至少3次自發(fā)排便)并無明顯差異。Coccorullo等[34]對44例便秘嬰兒進行為期8周的羅伊氏乳桿菌DSM17938干預(yù)后發(fā)現(xiàn)，在第2、4、8周，益生菌組每周至少排便5次，明顯多于安慰劑組。Bu等[35]對45例便秘兒童進行為期4周的干酪乳桿菌Lcr35、氧化鎂和安慰劑治療對照研究，如果患兒3天和5天未排便均給與乳果糖和甘油灌腸。與安慰劑組相比，益生菌組和氧化鎂組患兒排便頻率和治療成功率更高，而排便困難和甘油灌腸的次數(shù)更低。Wojtyniak等[36]對94例便秘兒童進行的干酪乳桿菌Lcr35與安慰劑口服的對照研究顯示，兩組間的治療成功率并無明顯差異。Russo等[37]在55例便秘兒童中研究了為期8周的聚乙二醇4000聯(lián)合三種雙歧桿菌和單獨聚乙二醇4000干預(yù)的臨床效果，研究顯示2組患兒的排便頻率都有所增加，但組間未發(fā)現(xiàn)明顯差異。最近一項研究[38]對129例便秘兒童進行了為期8周的羅伊氏乳桿菌DSM17938聯(lián)合聚乙二醇、安慰劑聯(lián)合聚乙二醇的干預(yù)研究，幾乎所有患兒的排便頻率均增加，而組間并無明顯差異。

綜上所述，這些研究的干預(yù)和隨訪都是短期的，研究樣本量小，在研究設(shè)計、益生菌株和劑量、干預(yù)和隨訪時間、結(jié)果分析等方面均存在一定的異質(zhì)性。因此，目前在IBS、FAP或FC兒童中并沒有公認的可推薦的任何單一菌株或混合菌株。

3.3 益生菌在嬰兒絞痛中的應(yīng)用 腸道菌群改變導致的微生態(tài)失衡在嬰兒絞痛的病理生理中發(fā)揮了重要的作用，因此益生菌被普遍推薦用于緩解嬰兒絞痛性哭鬧。目前大多數(shù)干預(yù)性試驗都研究了羅伊氏乳桿菌DSM17938，也有少數(shù)研究了其他乳桿菌或幾種菌株混合物。在一項針對60例母乳喂養(yǎng)嬰兒絞痛的隨機對照研究[39]顯示，羅伊氏乳桿菌DSM17938明顯降低了30 d干預(yù)期內(nèi)的每日哭鬧時間，而在一項僅針對20例母乳喂養(yǎng)嬰兒絞痛的研究[40]中并未發(fā)現(xiàn)益生菌組和安慰劑組在每日哭鬧時間上存在明顯差異。Baldassarre等[41]對53例母乳喂養(yǎng)的絞痛嬰兒進行了8種不同的益生菌菌株混合治療，結(jié)果顯示在3周治療期結(jié)束時，益生菌組嬰兒每日哭鬧的次數(shù)比安慰劑組明顯減少，然而而益生菌干預(yù)并沒有改變嬰兒的腸道菌群。另一項研究[42]納入了60例絞痛嬰兒，觀察干預(yù)配方(含雙桿菌乳亞種BB12)和標準配方奶粉對嬰兒每日哭鬧量的影響。在1個月的干預(yù)期間，益生菌組每日哭鬧時間明顯減少。綜上所述，益生菌在緩解嬰兒絞痛性哭鬧是有一定作用的，但仍不確定，由于使用益生菌菌株的差異性，仍需更多的臨床研究進一步證實。

4 結(jié)語

嬰兒絞痛可能與腸道菌群改變有關(guān)，其發(fā)生又可能早于腸道菌群改變，這提示腸道微生態(tài)失調(diào)可能與疾病的發(fā)展有一定的因果關(guān)系。盡管如此，腸道菌群改變在兒童FGIDs發(fā)病機制中的確切作用仍不清楚。到目前為止，除了羅伊氏乳桿菌DSM17938可用于治療母乳喂養(yǎng)的嬰兒絞痛,沒有其他益生菌或益生菌組合可推薦用于兒童FGIDs。在今后進一步的臨床研究中，應(yīng)同時關(guān)注相關(guān)臨床結(jié)果和腸道菌群組成及功能，更全面的了解腸道菌群在這些常見的功能性胃腸道疾病中的作用，從而為益生菌的臨床應(yīng)用進一步提供理論依據(jù)。