極低出生體重兒的早期腸道菌群特征及影響因素研究

李淑凝 陳悅 吳軍華

極低出生體重兒（very low birth weight infants，VLBWI）是指出生時(shí)體重＜1 500 g 的早產(chǎn)兒，由于其胎齡小，機(jī)體器官系統(tǒng)未發(fā)育成熟，易發(fā)生各種并發(fā)癥和感染性疾病，如新生兒壞死性小腸結(jié)腸炎（neona‐tal necrotizing enterocolitis，NEC）、呼吸窘迫綜合征和敗血癥等，死亡率較高。近年來，隨著醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，VLBWI 的死亡率明顯下降，但仍需探索進(jìn)一步的防治手段來改善患兒的生存質(zhì)量。

如今基因測序技術(shù)不斷發(fā)展，Milani 等[1]研究通過高通量測序證實(shí)了正常的腸道菌群對人體健康的重要性。由于VLBWI 出生后需要在新生兒ICU 接受治療和監(jiān)護(hù)，難以母乳喂養(yǎng)，且抗生素應(yīng)用較多，其腸道菌群的構(gòu)成必然與健康新生兒有所不同。已有研究發(fā)現(xiàn)腸道菌群紊亂可引發(fā)嬰幼兒罹患NEC、敗血癥和過敏性疾病等[2-3]。因此，了解VLBWI 的早期腸道菌群特征尤為重要。本文從VLBWI 早期腸道菌群的構(gòu)成、演變及其影響因素作一綜述。

1 VLBWI 早期腸道菌群的構(gòu)成特點(diǎn)

腸道內(nèi)的細(xì)菌數(shù)量高達(dá)10 萬億，包含500～1 000種細(xì)菌。腸道菌群大致可分為有益菌、致病菌和條件致病菌3 類。腸道菌群與宿主之間形成動態(tài)平衡，參與物質(zhì)代謝、免疫和病理過程，與人體健康密切相關(guān)，比如Ⅰ型糖尿病的發(fā)生可能與腸道菌群有關(guān)[4]。近年來研究發(fā)現(xiàn)，胎兒腸道菌群在母體內(nèi)就開始定植，胎兒主要從母體的羊水和陰道分泌物中獲得菌群。如Collado 等[5]發(fā)現(xiàn)母體羊水中的菌落與胎兒腸道菌群的相似性。也有實(shí)驗(yàn)證明VLBWI 腸道的脲原體屬與母體陰道分泌物的解脲脲原體相關(guān)[6]。在出生后，受多種因素影響，新生兒的腸道菌群進(jìn)行演變，其多樣性也逐漸增加，漸漸形成穩(wěn)定狀態(tài)。

細(xì)菌的分類單元由界、門、綱、目、科、屬、種構(gòu)成。從門水平上分析，VLBWI 早期腸道菌群中的優(yōu)勢菌門為變形菌門、厚壁菌門、擬桿菌門和放線菌門[6]，其中變形菌門最為豐富，包含多種病原菌[7-8]。從科水平上分析，早期腸道菌群主要為腸桿菌科、腸球菌科和葡萄球菌科[9]。腸道中的優(yōu)勢菌種是腸球菌、鏈球菌和腸桿菌[9-10]。值得注意的是，腸球菌和腸桿菌是腸道的雙向菌，正常情況下對人體無害，但若大量增殖或腸道生態(tài)失衡，便會導(dǎo)致疾病的發(fā)生[11]。研究證實(shí)VLBWI 出生后腸道菌群多樣性低于健康新生兒，具體表現(xiàn)在菌群的Shannon 指數(shù)降低，而且出生體重越小的早產(chǎn)兒腸道菌群多樣性越可能降低[6，12-13]。

2 VLBWI 早期腸道菌群的演變特點(diǎn)

VLBWI 出生后1 個(gè)月內(nèi)，變形菌門和放線菌門的相對豐度升高[7，14]，厚壁菌門略有波動，但其增殖呈現(xiàn)上升趨勢[10，15]。腸道菌群中的腸球菌相對豐度隨著VLBWI 的日齡增加而逐漸升高，而多項(xiàng)研究表明，腸球菌的過度增殖正是阻礙菌群發(fā)展的重要原因，較高豐度的腸球菌可影響腸道菌群的多樣性，進(jìn)而對VLBWI 的健康產(chǎn)生不良影響[9，15-16]。VLBWI 出生后，腸道中的鏈球菌占比升高，2 周后又逐漸降低[10]，而雙歧桿菌和腸桿菌的相對豐度則升高[10，17]。Shannon 指數(shù)顯示出生時(shí)腸道菌群多樣性最低，隨著時(shí)間的增加VLBWI 的腸道菌群多樣性明顯增加[8，18]。VLBWI 的腸道菌群定植符合一般規(guī)律，即初始兼性厭氧菌占比大，之后專性厭氧菌的相對豐度逐漸增加[19-20]。

3 VLBWI 早期腸道菌群的影響因素

3.1 喂養(yǎng)方式 不同的喂養(yǎng)方式，如母乳喂養(yǎng)和乳制品喂養(yǎng)會對腸道菌群產(chǎn)生不同的影響。因母乳中含有各種微生物，母乳喂養(yǎng)可以直接幫助VLBWI 建立成熟平衡的腸道菌群[19，21-23]。有研究表明，母乳喂養(yǎng)可以增加腸道雙歧桿菌的豐度，而雙歧桿菌作為有益菌，可以促進(jìn)腸道蠕動，抑制有害菌群的增殖，對VLBWI的生長發(fā)育產(chǎn)生積極的影響[9，11，24]。母乳喂養(yǎng)的嬰兒腸道中乳酸桿菌含量也明顯高于其他喂養(yǎng)方式，而且隨著出生后日齡的增加，母乳喂養(yǎng)更有助于嬰兒腸道菌群多樣性的發(fā)展[17，25]。此外，母乳喂養(yǎng)還可降低NEC 的發(fā)生率[26-27]。與母乳喂養(yǎng)相比，乳制品喂養(yǎng)的嬰兒腸道中雙歧桿菌的增長率明顯較低，而腸球菌的增長率略高[17]。由此可見，應(yīng)盡可能鼓勵(lì)VLBWI接受母乳喂養(yǎng)，促進(jìn)其腸道菌群健康發(fā)展，然而VLBWI出生后就在新生兒ICU，較難接受母乳喂養(yǎng)，因此，應(yīng)盡量克服困難，選擇母乳吸取后送至新生兒ICU 進(jìn)行瓶喂，最大限度減少喂養(yǎng)方式對VLBWI造成的可能不良影響。

3.2 抗生素暴露 出生后接受抗生素治療的VLBWI的腸道菌群多樣性有所下降，大體趨勢上會導(dǎo)致有害菌及條件致病菌的比例增加而有益菌比例降低[28]。但具體細(xì)菌構(gòu)成的改變?nèi)Q于使用何種抗生素，即細(xì)菌對不同藥物的敏感性會造成不同的菌群改變情況[9，29-30]。在Korpela 團(tuán)隊(duì)的研究中，使用氨基糖苷類抗生素后，VLBWI 腸道中腸球菌含量在短期內(nèi)迅速下降，而使用萬古霉素后，VLBWI 腸道中腸球菌含量有所增加[9]。多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)短期使用抗生素只會對腸道菌群造成暫時(shí)的影響，而長期持續(xù)使用抗生素會造成更長久的不良改變，比如會增加VLBWI 患NEC、膿毒癥等疾病的風(fēng)險(xiǎn)[29，31-32]。因此，對VLBWI 進(jìn)行抗生素治療時(shí)應(yīng)更加謹(jǐn)慎，盡量避免使用抗生素對嬰兒健康產(chǎn)生的不利影響。

3.3 分娩方式 陰道分娩的新生兒主要接觸到母體的陰道和糞便，剖宮產(chǎn)的新生兒則主要接觸到醫(yī)院環(huán)境和醫(yī)務(wù)人員，因此不同的分娩方式可影響腸道菌群的構(gòu)成、多樣性和穩(wěn)定性[19]。有研究表明，剖宮產(chǎn)的新生兒腸道菌群多樣性更低，同時(shí)其雙歧桿菌的豐度更低且定植延遲，梭菌、克雷伯菌的豐度較高[33-36]。陰道分娩的新生兒腸道菌群以放線菌為主，而剖宮產(chǎn)新生兒的優(yōu)勢菌為厚壁菌[20，33]。分娩方式主要對早期的腸道菌群產(chǎn)生影響，隨著VLBWI 出生后日齡的增加，這種影響逐漸減小。

3.4 胎齡 出生時(shí)胎齡也是影響因素之一，胎齡越小，新生兒的腸道發(fā)育越不成熟。Gregory 等[37]研究發(fā)現(xiàn)出生時(shí)的胎齡很大程度上決定了新生兒最初3 周內(nèi)的腸道菌群發(fā)展。與足月新生兒相比，早產(chǎn)兒腸道菌群中兼性厭氧菌往往占比更大[38]。

3.5 疾病 不同疾病對患兒的腸道菌群會產(chǎn)生不同的影響。從整體上看，有并發(fā)癥的患兒雙歧桿菌和乳桿菌的增長率往往更低，各類并發(fā)癥又會有其獨(dú)特的影響。NEC 是VLBWI 的常見并發(fā)癥，研究發(fā)現(xiàn)NEC 發(fā)生前變形菌門的相對豐度增加而厚壁菌門的豐度降低[39]。新生兒膿毒癥是侵襲全身的細(xì)菌性感染，更易造成低出生體重兒的死亡。根據(jù)是否在出生后3 d 內(nèi)發(fā)病，分為早發(fā)型膿毒癥（early-onset neonatal，EOS）和晚發(fā)型膿毒癥（late-onset neonatal，LOS）。研究發(fā)現(xiàn)，患有LOS 的早產(chǎn)兒腸道菌群多樣性降低，與之相比，EOS 患兒的腸道微生態(tài)則更健康，菌群多樣性呈增多趨勢[40]。早產(chǎn)兒腦損傷由多種病因促成，影響早產(chǎn)兒的生存質(zhì)量，其腸道微生態(tài)也有別于無腦損傷的早產(chǎn)兒。發(fā)生腦損傷的早產(chǎn)兒腸道菌群中雙歧桿菌屬、擬桿菌屬、乳桿菌屬和乳球菌屬的相對豐度較低，而葡萄球菌屬、鏈球菌屬、沙門菌屬和瓦式菌屬的相對豐度較高[41-42]。母體羊膜內(nèi)感染可能影響VLBWI 腸道菌群，Chernikova 等[43]研究了母體患有羊膜炎的極早產(chǎn)兒，發(fā)現(xiàn)新生兒的沙雷菌屬和擬桿菌屬定植增長較快。

3.6 環(huán)境 環(huán)境不可避免地對腸道菌群產(chǎn)生影響。Ho 等[14]研究結(jié)果表明在分娩前有過住院治療的產(chǎn)婦，她們的孩子腸道中能檢測出更多的克雷伯菌。VLBWI 需要長久的住院監(jiān)護(hù)，其獨(dú)特的腸道菌群特征也源于醫(yī)院環(huán)境的暴露。

4 結(jié)論及展望

腸道菌群的平衡和成熟對新生兒的免疫系統(tǒng)發(fā)育有著重要作用，近年來基因測序技術(shù)的發(fā)展使人們對腸道微生態(tài)系統(tǒng)有了更多了解并逐漸意識到腸道菌群的重要性，更多腸道菌群與疾病的關(guān)系也被揭露。VLBWI 因其身體發(fā)育不良或伴發(fā)各種并發(fā)癥，需要研究更多的防治手段來提高其存活率和生存質(zhì)量。VLBWI 往往一出生便入住新生兒ICU，大多接受抗生素治療，難以被母乳哺育，種種原因?qū)е缕湓缙谀c道菌群構(gòu)成區(qū)別于正常新生兒。各項(xiàng)研究已發(fā)現(xiàn)VLBWI 的腸道菌群中有益菌豐度低，定植延遲且多樣性差。但對VLBWI 腸道菌群的研究還有待深入進(jìn)行，目前國內(nèi)外鮮有研究能揭示較長時(shí)間內(nèi)的VLBWI 腸道菌群動態(tài)變化，大部分只選取了VLBWI 住院期間的樣本，而對其出院后的情況未予調(diào)查。了解VLBWI 獨(dú)特的腸道菌群，有助于監(jiān)測到疾病發(fā)生的可能并及時(shí)采用有效的預(yù)防手段治療，如使用適當(dāng)?shù)囊嫔?，同時(shí)也利于治療與菌群失衡相關(guān)的疾病，降低并發(fā)癥的發(fā)生率，縮短住院時(shí)間，提高VLBWI 的生存質(zhì)量。