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微生物在母乳中的来源与作用分析

2020-08-21 931 上传者：管理员

摘要：人乳中存在丰富的微生物,已经分离并鉴定的人乳中微生物主要有葡萄球菌属、链球菌属、肠球菌属、乳酸杆菌属、双歧杆菌属和明串珠菌属等。关于母乳中微生物来源的讨论,集中在传统理论(污染)和进化理论(主动迁移)之间。多项研究结果证明,至少母体肠道中存在的某些细菌可通过内源性途径到达乳腺,而细菌迁移机制仍有争议。近年来,母乳中微生物对母婴健康的影响备受关注,母乳中微生物可能在新生儿免疫系统功能的启动及程序化进程中发挥关键作用,与乳腺炎的发生风险及治疗效果有关,还可影响母婴远期罹患慢性病的风险。本文系统地总结了母乳中微生物的来源与作用。

关键词：
人乳
婴儿
微生物
母乳喂养
细菌
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随着细菌培养技术和新一代DNA测序技术的应用,确认了人乳中存在丰富的微生物,人乳中微生物在新生儿肠道免疫系统启动、婴儿肠道免疫功能发育以及程序化进程中发挥重要作用[1,2,3],也与乳腺炎发生风险和乳腺炎治疗效果密切相关[4,5],人乳中微生物还与乳母的健康状况和喂养儿以后(成年期)发生营养相关慢性病的风险有关[6,7],因此母乳中微生物对母婴健康状况的影响已成为近年来备受关注的热点。

1、人乳中是否存在微生物

传统观点认为,母乳是无菌的。然而,近些年研究表明,母乳富含多种微生物菌群,源源不断地向婴儿肠道供应共生菌、互利和/或潜在益生菌。

1.1 从母乳中分离/培养出多种细菌

基于传统培养方法和现代分子生物学技术,已经分离鉴定的人乳中微生物主要有葡萄球菌属、链球菌属、肠球菌属、乳酸杆菌属、双歧杆菌属和明串珠菌属等,采用现代分子学技术进一步确定了母乳中存在复杂的微生物菌群。例如,Collado等[8]采用实时荧光定量酶联聚合反应(polymerasechainreactions,PCR)技术,分析了西班牙人群母乳的菌群,母乳中含有不同的细菌属或细菌簇,包括双歧杆菌、乳酸菌、葡萄球菌、拟杆菌、肠球菌、链球菌、梭菌簇IV和梭菌簇XIVa-XIVb。葡萄球菌、链球菌、双歧杆菌和乳酸菌是母乳中的优势菌群,可定植于婴儿肠道。Muletz-Wolz等[9]使用16SrRNA测序技术,测定了9种灵长类生物(包含人类)的母乳菌群,获得了与灵长类物种密切相关的含7个分类学单元的核心灵长类动物乳菌群。乳菌群在不同的灵长类动物中存在差异,恒河猴、人类和长毛吼猴都有明显不同的母乳菌群。

1.2 母乳中存在的细菌主要来自母体

对于母乳中微生物的研究,早期研究中使用的基于培养基的母乳,仅能分离出有限数量的属[8]。后来独立培养技术的发展使人们对母乳中微生物群的组成和多样性有了更全面了解[6]。Schanche等[10]分析了母乳、母亲及婴儿粪便的菌群组成,并分析了母婴间微生物菌群的潜在传播模式,结果显示婴儿的粪便与母亲的母乳和粪便间均存在重合菌群,而且随着年龄增长,婴儿与母亲的粪便菌群重合的范围越来越大。该研究还发现一个与格氏链球菌相似的分类学单元,在母亲和婴儿的菌群中定植最为广泛。

1.3 母乳是婴儿肠道细菌的主要来源

人乳是母乳喂养婴儿肠道细菌的主要来源[11]。按婴儿每天摄入约800mL母乳计算,每天摄入1×105到1×107个细菌。另一项107对健康母婴为期12个月纵向研究结果显示,母乳喂养儿生后第一个月经母乳和乳晕皮肤分别摄取(27.7±15.2)%和(10.4±6.0)%的肠道细菌[12]。母乳喂养婴儿肠道的细菌组成与他们各自母亲的乳汁中发现的细菌组成密切相关,进入离乳期后的肠道菌群种类更加丰富。

2、人乳中微生物的来源

新鲜的人乳富含多种活菌、很多游离的细菌DNA印迹和低聚糖类,它们的存在开始于围产期(从妊娠的最后三个月开始),并持续整个哺乳期[13]。若干研究曾提出,母乳微生物群落可能源自乳母的皮肤、吸吮期间婴儿的口腔,或通过乳母的肠道-乳腺途径[6,14,15,16]。目前的争议主要集中在传统假设“污染学说”(thetraditionalhypothesis:acontaminationhypothesis)和进化理论“主动迁移学说”(therevolutionaryhypothesis:activemigration)[15]。

2.1 污染学说

传统观念认为母乳中之所以含有细菌应来自母亲皮肤或婴儿口腔内的细菌污染,即传统假设:污染学说。该假说认为,正常分娩的新生儿出生时可能已从母体肠道和阴道菌群获得细菌。哺乳过程也可能是途径之一,母乳喂哺过程中,乳母的皮肤和新生儿/婴儿口腔内含有的微生物污染了母乳。红外成像技术显示,哺乳过程中,乳腺导管中的乳汁发生一定程度回流(吸吮产生的负压)。污染乳头的微生物可能随吸吮过程(负压)沿乳腺管转移到乳腺,存在婴儿口腔与乳腺的细菌交换,吸吮过程加速了婴儿口腔中的微生物逆流,可能为细菌从婴儿口中进入乳腺提供了一个理想途径[17]。然而,越来越多的证据支持人乳中存在的细菌不仅仅是外环境污染的结果。“污染学说“很难解释为什么能从母乳中分离出严格厌氧的双歧杆菌,而且初乳中也分离出多种细菌,甚至在婴儿出生前就可以从初乳中分离出细菌。双歧杆菌是非常严格的厌氧菌,很难从婴儿口腔迁移到乳房皮肤。当比较人乳中检测到的细菌菌群与乳房皮肤表面发现的菌群时,人乳中分离的乳酸杆菌属、肠球菌和双歧杆菌遗传型与从皮肤表面分离的菌群不同,甚至无法检出[18]。

2.2 主动迁移学说

近年越来越多的证据支持,人乳中含有的微生物主要不是来源于外环境污染,而是来源于母体内途径,即母亲肠道中的细菌通过内源性途径迁移到乳腺(肠道-乳腺途径),通过哺乳进入婴儿体内[4,19],即进化理论:主动迁移学说。已有报告人乳腺组织中存在共生菌群[20],表明特定微生物栖息于乳腺组织,并有可能定植在乳导管中。基于培养的技术确认人乳中确实存在微生物,而且是来自母体肠道微生物组[21]。动物模型结果显示,在肠道细菌经由肠系膜淋巴结到达乳腺过程中,肠组织中树突状细胞(dendriticcells,DCs)或巨噬细胞发挥了重要作用,它们可能作为细菌从母亲肠道到乳腺的载体。然而,细菌通过什么机制穿透肠上皮,避开体内免疫系统并且迁移到乳腺的机制尚不清楚。Jiménez等[4]证明乳汁中微生物来源的内生路径,口服乳酸杆菌(唾液乳酸杆菌CECT5713和格氏乳酸杆菌CECT5714)胶囊制剂的乳腺炎患者,30d后60%的母乳中分离得到这些乳酸杆菌。来自哺乳期妇女外周血中单核细胞的分析结果显示,其细菌的基因序列大于非哺乳期妇女[3]。这些结果提示肠源性细菌或细菌成分能够在单核细胞内被转移到哺乳期的乳腺,而且越来越多的研究结果支持单核细胞通过循环转运细菌的假设。

3、人乳中微生物对婴儿的影响

母乳中存在的细菌可能在启动和编程新生儿的免疫系统中发挥关键作用[1]。人乳中微生物的种类与含量可能直接影响婴儿短期和长期的健康状况[6]。人乳中的微生物可以被认为是婴儿肠道的一种外来接种物,母乳喂养可调节婴儿的肠道菌群,提高婴儿的免疫能力,降低患腹泻和呼吸道感染性疾病的风险。母乳中存在丰富多样的低聚糖,可促进婴儿肠道内益生菌(如乳酸杆菌、双歧杆菌)的定植与生长,抑制致病菌的定植与生长。

3.1 抑菌作用

从母乳中分离出的部分菌株具有明显抑菌效果。从母乳中分离的乳酸杆菌具有较宽的抑菌谱;母乳中某些菌株能产生抑菌物质,如约有30%的母乳中含有能产生乳酸链球菌肽的乳酸乳球菌,而从母乳中分离出的一株粪肠球菌C901被证明能产生肠道菌素C[22]。

3.2 益生作用

母乳来源的细菌可调节未成熟新生儿肠道细菌的定植和发育[8,10]。迄今,已证明母乳来源具有益生作用的细菌有唾液乳酸杆菌CECT5713、格氏乳酸杆菌CECT5714和发酵乳酸杆菌CECT5716[23]。这些菌株的益生特征表现除了食用安全,还具有如下作用:肠道定植和产生抑菌物质(抑制致病菌的定植和生长)、免疫调节、改善肠道微生态、减轻肠道炎症反应、治疗乳腺炎、增强流感疫苗效果、降低婴儿胃肠道和上呼吸道感染的发病率等[23]。

3.3 抗感染作用

已证明母乳喂养可显著降低婴儿感染性疾病的发生率和严重程度。母乳喂养可使婴儿暴露于人乳中存在的多样化细菌,这可能是导致母乳喂养和婴儿配方奶粉喂养婴儿粪便微生物差异的重要原因之一。为了实现新生儿黏膜组织的稳态,肠道耐受性的发育需要摄取乳汁来源的抗原和细菌菌群固有的成分。新生儿建立耐受性方面的缺陷与黏膜疾病、慢性炎症的发生发展有关。不同的临床试验结果证明,当不能母乳喂养时,补充益生菌的婴儿配方食品可降低儿童感染性疾病的发生率[24]。

4、母乳喂养对哺乳妇女健康状况的影响

母乳喂养不仅为婴儿提供最佳的营养,而且对哺乳期妇女也提供多种健康益处。母乳喂养至少6个月的妇女,与母乳喂养婴儿不到6个月的妇女相比较,可以显著降低以后发生肥胖、糖尿病或乳腺癌的风险[7],推测人乳中微生物在哺乳期妇女的乳腺健康中发挥重要作用。

4.1 治疗乳腺炎

乳腺炎是产妇哺乳期常见病,一般认为金黄色葡萄球菌是引起急性乳腺炎的主要病原体[25]。在哺乳期,高达30%的妇女患急性、亚急性或复发性乳腺炎,被认为是导致母乳喂养过早停止的主要原因之一。多项研究结果表明,来自母乳中的微生物大多数有抑制金黄色葡萄球菌的能力,因此口服给予益生菌可能是治疗乳腺炎的一种有效的抗生素替代疗法[4,5]。Jiménez等[4]和Arroyo等[5]的结果显示,给哺乳期妇女口服唾液乳酸杆菌CECT5713、格氏乳酸杆菌CECT5714和发酵乳酸杆菌CECT5716能治疗乳腺炎,且乳腺炎复发率也远低于用抗生素治疗组。该结果证明用唾液乳酸杆菌和发酵乳酸杆菌可治疗乳腺炎和缩短病程,促进母乳喂养。

4.2 降低发生营养相关慢性病的风险

流行病学调查结果提示,分娩后不能用母乳喂哺婴儿或过早停止母乳喂养与其绝经前乳腺癌、卵巢癌、代谢综合症的发生风险增加有关[7]。肥胖或超重妇女的乳汁宏基因组学和微生物组学也不同于健康体重的对照组[26]。然而,至今有关母乳喂养、喂养持续时间以及母乳中微生物菌群多样性对乳母健康状况长期影响的研究甚少。

5、展望

健康妇女分泌的乳汁中含有多种微生物,有些被证明具有抑菌作用。然而人乳中微生物的种类复杂和功能多样,受培养技术和方法的限制,有些尚不十分清楚。因此需要开展更多相关研究:①研究人乳中微生物的种群以及变化、来源、体内迁移过程,有助于揭示一个比此前预期具有更多样化、复杂性的微生态系统;②研究母体微生物由肠道转运/迁移到乳腺的过程和影响因素,了解人乳中细菌通过什么机制穿透过肠上皮,躲避机体免疫系统识别被转运到乳腺以及随后定植在乳腺的过程;③研究人乳中微生物对母婴的潜在健康效应(短期与长期影响),包括在新生儿肠道免疫系统启动和程序化中的作用,对妇女乳腺健康状况的影响,以及以后罹患营养相关慢性病的风险;④研究影响母乳中微生物菌群的因素,改变乳母膳食是否可改变人乳微生物菌群;给孕妇、乳母和/或婴儿补充从母乳中分离出来益生菌的有益效果、治疗或辅助治疗乳腺炎的效果等。

参考文献：

[1]荫士安.母乳中微生物及在婴儿免疫系统启动与发育中的作用[J].中国妇幼健康研究,2017,28(6):619-624.

[2]荫士安.母乳与新生儿早期免疫的启动与建立[J].中华新生儿科杂志,2017,32(5):321-324.

李依彤,董彩霞,刘彪,荫士安.母乳中微生物的来源与作用[J].中国妇幼健康研究,2020,31(08):996-1000.

基金:国家科技部高技术研究发展计划(863计划)课题(2010AA023004);国家科技支撑计划课题(2013BAD18B03).