胃肠道健康

肠道菌群的塑造Cell Reports Medicine:如何照顾早产儿“受伤”的胃肠道?

图源:Getty Images

早产婴儿是指在孕龄37周以下出生的婴儿,其体重和器官功能均比足月婴儿低。在世界范围内,每九个婴儿中就有一个是早产儿。[1]

新生儿尤其是早产儿没有建立起完善的微生态平衡、完整的肠黏膜屏障以及成熟的免疫功能,导致致病菌易穿过肠黏膜上皮进入组织,“入侵”肠系膜淋巴结、器官和血液,引起肠源性感染,如腹泻、新生儿坏死性小肠结肠炎(NEC)[2]、脓毒症[3]等,还与晚年健康问题(如哮喘[4]、湿疹等)的发生息息相关。因此,了解影响早产儿肠道菌群变化的因素,及时发现细菌定植,并采取相应措施降低致病菌的定植率,对预防感染十分重要。

肠道菌群异常对早产儿的影响

肠道微生态学可通过不同途径参与多种疾病的发病机制,早产儿的肠道微生态学与足月儿显然不同。正常足月儿出生时肠腔内氧气含量丰富,利于需氧菌或兼性厌氧菌的最先定植,双歧杆菌在出生后第2天出现且迅速增长,出生后第7天左右即成为优势菌。

相比之下,许多早产儿都是剖腹分娩的,因此并未接触产道中的微生物。其次,早产儿经常需要接受高级别抗生素治疗,且出生后便暴露于新生儿重症监护病房(NICUs)的环境中,导致典型的共生细菌定殖延迟,更有可能被潜在病原微生物(凝固酶阴性葡萄球菌、肠球菌、肠杆菌科)定殖。总体来说,胎龄少、剖腹分娩、NICUs、抗生素的使用及脆弱的免疫系统无法抵御环境微生物入侵等,都不利于早产儿早期肠道微生物菌群的发育。

此外,肠道微生物异常也被认为是早产儿易罹患坏死性小肠结肠炎的主要原因之一。坏死性小肠结肠炎是一种严重的肠道炎症,易发生在婴儿出生后的几周内,可对肠道造成永久性损伤。尽管足月婴儿也会患上坏死性小肠结肠炎,但超过四分之三的坏死性小肠结肠炎患者是早产儿。

既往研究发现,常规补充益生菌对婴儿肠道健康有益,甚至可以将坏死性小肠结肠炎和脓毒症的患病率降低一半[5]。如今已有一些医院会给早产儿补充益生菌,但大多数仍没有重视。近日,婴儿肠道微生物群(BAMBI)的研究显示,为母乳喂养的早产儿搭配服用特定益生菌(如双歧杆菌、乳酸菌),或有助于建立健康的微生物种群,从而更接近足月婴儿的胃肠道环境。[6]

图:补充益生菌对早产儿的影响研究流程及重点

早产儿补充益生菌,有助于支持肠道健康

早产儿体内有益肠道健康的微生物比例较低,如双歧杆菌(Bifidobacterium)和乳酸杆菌(Lactobacillus)等,而致病菌比例偏高,且肠道微生物的多样性明显较低。同时,早产儿的肠道菌群稳定性较差,几天内就可以发生巨大变化。

有研究表示,母乳喂养不仅有助于早产、低体重婴儿尽早实现全肠道喂养,还能够降低新生儿坏死性小肠结肠炎的发生率,减轻支气管肺发育不良(BPD)的严重程度。不过,《Cell Reports Medicine》近日发表的研究指出,母乳喂养虽有改善作用,但不足以促进早产婴儿体内的双歧杆菌如足月婴儿一样实现高水平生长,补充益生菌或可提供助力。[6]

研究人员分析了两组早产儿的数据:第一组纳入了101名在新生儿重症监护病房(NICUs)的婴儿,接受母乳喂养之外,口服补充双歧杆菌和乳酸菌(BIF/lacto组);第二组包括133名仅接受母乳喂养、未使用任何益生菌补充剂的NICUs婴儿(对照组)。在出生后的0-9、10-29、30-49和50-99天,收集相应4个时间点的粪便样本。

图:研究时间点(A);早产儿肠道微生物群聚类及类群组成(B,C)

结果表明,两组新生儿之间的微生物群分布存在显著差异。母乳中含有母乳低聚糖(HMOs),这也是益生菌的食物(HMOs是益生元)。因此,补充双歧杆菌促进了BIF/lacto组早产儿的肠道微生物组成。相比之下,对照组的婴儿肠道中含有更多病原微生物,包括葡萄球菌、大肠杆菌和克雷伯氏菌。与对照组相比,双歧杆菌在Bif/lacto组的微生物区系中占据主导地位,且在所有时间点均具有较高的相对丰度。

图:BIF/lacto组和对照组之间的菌属丰富度对比

此外,婴儿粪便样本分析也发现:与对照组相比,BIF/lacto组婴儿排出HMOs的水平较低,相关分解产物乙酸盐和乳酸盐的水平较高。乙酸盐和乳酸盐有助于增强肠道内壁细胞的抵抗力,与免疫系统有关。此外,这些化合物可能也是导致婴儿粪便样本pH值下降的原因,环境呈强酸性,一些致病细菌无法繁殖,进一步证实了补充益生菌对早产儿肠道健康的促进作用。

肠道菌群对营养物质的消化吸收起着至关重要的作用,而早产、低出生体重婴儿需要在出生后“追赶”足月婴儿的生长及体格发育,因此建立健康的肠道菌群意义重大。但早产儿肠道菌群的定植明显晚于足月儿,且优势化时间也有延迟,急需采取相应措施以改善这一现状。

这项新的研究指明,母乳喂养搭配益生菌补充能够帮助早产儿建立健康的微生物种群,使其更接近足月婴儿的胃肠道环境。这一结果将有助于指导临床医生和医疗保健专业人员在早产儿的饮食和微生物组合方面做出合理的选择和搭配,提高早产儿的生存质量。

参考文献:
[1] World Health Organization. Preterm birth. 2019.09.
[2] Shulhan J., Dicken B., Hartling L., st al. Current Knowledge of Necrotizing Enterocolitis in Preterm Infants and the Impact of Different Types of Enteral Nutrition Products. Adv. Nutr. 2017; 8:80-91.
[3] Pammi M., Weisman L.E.. Late-onset sepsis in preterm infants: update on strategies for therapy and prevention. Expert Rev. Anti Infect. Ther. 2015; 13:487-504.
[4] Been J.V., Lugtenberg M.J., Smets E., st al. Preterm birth and childhood wheezing disorders: a systematic review and meta-analysis. PLoS Med. 2014; 11:e1001596.
[5] Robertson C., Savva G.M., Clapuci R., st al. Incidence of necrotising enterocolitis before and after introducing routine prophylactic Lactobacillus and Bifidobacterium probiotics. Arch. Dis. Child. Fetal Neonatal Ed. 2020; 105:380-386.
[6] C. Alcon-Giner, Matthew J. Dalby, Shabhonam Caim, et al. Microbiota Supplementation with Bifidobacterium and Lactobacillus Modifies the Preterm Infant Gut Microbiota and Metabolome: An Observational Study”. Cell Reports Medicine. 2020.08.25. 1(5).

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