本文主要從以下幾個(gè)方面講述
●妊娠期間微生物組的變化
●影響嬰兒微生物群的因素
●母體微生物對(duì)后代免疫的影響
●微生物對(duì)兒童疾病風(fēng)險(xiǎn)的影響
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妊娠期間微生物組的變化
幾十年來,人們對(duì)妊娠相關(guān)的激素和代謝變化進(jìn)行了廣泛研究,而對(duì)妊娠期間發(fā)生的微生物組成變化的研究則較少。
?母體微生物群發(fā)生顯著變化
母體微生物群在懷孕過程中發(fā)生了顯著變化,其特征是微生物群落內(nèi)豐度和多樣性或α多樣性降低,微生物群落間豐度或β多樣性增加。
這些變化受育齡婦女營養(yǎng)、胎齡、遺傳、種族和環(huán)境因素的差異影響。此外,孕期母體微生物群組成與母體飲食、孕前體重和孕期體重增加相關(guān),并表明腸道、陰道、口腔和胎盤微生物群可能會(huì)根據(jù)母體生活方式和孕期環(huán)境暴露而發(fā)生變化。
孕期母體微生物組成變化
Mua B,et al.Comprehensive Gut Microbiota.2022
健康懷孕的特點(diǎn)是不同部位微生物組豐度和多樣性的增加和減少。口腔、胎盤、腸道和陰道微生物組的改變與妊娠炎癥和整體健康有關(guān)。
細(xì)菌的種類(放線菌屬、變形菌屬、厚壁菌門和擬桿菌門)分別按顏色(綠色、紅色、藍(lán)色和黃色)區(qū)分。微生物群落多樣性在文本中用黑色箭頭表示,它們各自的增加和減少。
腸道微生物組
在整個(gè)孕期,腸道微生物組對(duì)于營養(yǎng)素獲取、免疫重塑和抵抗病原體至關(guān)重要。對(duì)人類微生物組的研究發(fā)現(xiàn),腸道微生物組的組成在懷孕過程中發(fā)生變化,并與生理和代謝變化相關(guān)。
?妊娠期間腸道微生物改變
妊娠前期體重指數(shù)較高或患有妊娠期糖尿病的女性在妊娠晚期發(fā)現(xiàn)β多樣性微生物群落水平升高,且在產(chǎn)后持續(xù)存在。還發(fā)現(xiàn),在適當(dāng)?shù)臓I養(yǎng)干預(yù)后,妊娠期糖尿病患者表現(xiàn)出α多樣性增加。
這些發(fā)現(xiàn)表明,懷孕是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程,根據(jù)女性懷孕前和懷孕期間的身體狀態(tài)(即體重和激素水平)、心理壓力和環(huán)境因素,改變了微生物組特征;所有這些都會(huì)在懷孕期間影響腸道微生物組的組成。
·懷孕前三個(gè)月與正常婦女相似
例如,在懷孕的前三個(gè)月,母體腸道微生物組的組成與健康的非孕婦相似,其中厚壁菌(Firmicutes)比擬桿菌(Bacteroides)占優(yōu)勢(shì)。
·三個(gè)月后產(chǎn)丁酸的細(xì)菌減少
在頭三個(gè)月后,母體腸道微生物群中產(chǎn)生丁酸的細(xì)菌(如普拉梭菌)減少,雙歧桿菌(Bifidobacteria)、變形桿菌(Proteobacteria)和乳酸產(chǎn)生菌增加。
反過來,腸道微生物組的改變可能會(huì)對(duì)妊娠疾病的發(fā)生率、胎兒狀況、妊娠結(jié)果和胎兒免疫發(fā)育產(chǎn)生重大影響。
?激素變化影響細(xì)菌生長
·雙歧桿菌增加
妊娠相關(guān)的激素變化也與宿主激素引起的微生物組組成改變有關(guān)。向雌性小鼠補(bǔ)充了孕激素,并確定雙歧桿菌(Bifidobacteria)豐度增加,孕激素促進(jìn)了孕晚期雙歧桿菌的生長。
此外,母體胃腸粘膜免疫反應(yīng)的變化,以及妊娠期間代謝激素的變化,可能引發(fā)低級(jí)促炎狀態(tài),從而誘導(dǎo)腸道通透性,促進(jìn)葡萄糖從腸道上皮向內(nèi)腔擴(kuò)散。這可能會(huì)導(dǎo)致體重增加,進(jìn)而改變腸道微生物組組成。
總的來說,最近的研究結(jié)果表明,整個(gè)孕期腸道微生物組組成發(fā)生了顯著變化,與初始體重和飲食、體重增加、炎癥水平和代謝參數(shù)有關(guān)。
?懷孕對(duì)免疫性疾病存在有益影響
有趣的是,懷孕對(duì)某些自身免疫性疾病,包括炎癥性腸病的病程有有益的影響。
炎癥性腸病包括一組廣泛的疾病,這些疾病具有潛在的免疫介導(dǎo)的失調(diào)和各種腸道炎癥狀態(tài)。
炎癥性腸病的兩種主要形式為潰瘍性結(jié)腸炎(UC)和克羅恩?。–D)。
腸道微生物組的組成對(duì)炎癥性腸病的臨床過程很重要,在大多數(shù)炎癥性腸病病例中,由于腸道失調(diào),細(xì)菌多樣性降低。
注:炎癥性腸病與腸道菌群的關(guān)聯(lián)在谷禾前不久的文章中有具體描述。
·懷孕期間炎癥性腸病改善
新出現(xiàn)的證據(jù)表明,在懷孕期間和懷孕后,炎癥性腸病的總體病程有所改善。雌激素和孕酮通過積極調(diào)節(jié)腸道上皮,對(duì)疾病活動(dòng)有有益影響。
這些激素緩解了壓力,減少了促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生,刺激了傷口愈合,并增加了上皮屏障功能。
注意:妊娠對(duì)炎癥性腸病的積極影響可能取決于患者的特征,例如潛在的遺傳風(fēng)險(xiǎn)因素、妊娠前或妊娠期間持續(xù)的疾病嚴(yán)重程度、環(huán)境因素(即飲食、藥物、酒精)以及隨后對(duì)微生物組組成的影響。
陰道微生物組
陰道微生物組由許多細(xì)菌物種控制,包括乳桿菌屬(Lactobacillus)以及梭狀芽孢桿菌目(Clostridium)、擬桿菌(Bacteroidales)和放線菌目(Actinomycetales)的成員。
?陰道微生物組在母嬰健康中有重要作用
·抑制細(xì)菌和病毒
例如,乳桿菌屬(Lactobacillaceae)的不同成員可以增強(qiáng)陰道健康的各種特征。這些產(chǎn)乳酸細(xì)菌在維持低pH值(<4.5)方面發(fā)揮了作用,從而形成了抵抗病原體入侵的屏障。它們還分泌可以抑制泌尿生殖道細(xì)菌和病毒感染的代謝物。
·產(chǎn)生細(xì)菌素,殺死病原體
此外,除了降低陰道pH值和增加陰道分泌物以防止致病菌進(jìn)入子宮并引起感染外,乳酸桿菌還會(huì)產(chǎn)生細(xì)菌素,殺死入侵的病原體。
在母體陰道道中發(fā)現(xiàn)的某些細(xì)菌種類也可能具有抗菌特性,有助于預(yù)防細(xì)菌性陰道病和淋病奈瑟菌感染。
?懷孕后陰道微生物多樣性降低
在陰道分娩期間,新生嬰兒接觸陰道微生物群,這對(duì)嬰兒微生物群的定植至關(guān)重要。重要的是,與未懷孕婦女相比,隨著妊娠進(jìn)展,母體陰道微生物組發(fā)生變化,總體細(xì)菌多樣性降低,不過乳酸桿菌(Lactobacillales)、梭狀芽孢桿菌(Clostridiales)、擬桿菌(Bacteroidales)和放線菌目(Actinomycetales)的優(yōu)勢(shì)增加。
最近證實(shí),隨著乳酸桿菌的增加,母體陰道微生物組的多樣性降低,支原體和脲原體的含量降低,這兩者都與早產(chǎn)和出生體重低等負(fù)面結(jié)果相關(guān)。
·微生物變化可能是為了保護(hù)胎兒
在孕婦體內(nèi)觀察到的陰道微生物組變化可能是保護(hù)胎兒健康和在出生時(shí)提供特定微生物種類的適應(yīng)性反應(yīng)的一部分,因?yàn)榻】等焉锵嚓P(guān)微生物組的變化可能會(huì)使母親容易產(chǎn)生負(fù)面健康結(jié)果。
母體陰道微生物組組成取決于胎齡和種族。有趣的是,懷孕后期的母體微生物群落與未懷孕狀態(tài)的相似。
注:也有研究整個(gè)懷孕期間沒有發(fā)現(xiàn)陰道微生物組有任何顯著變化。然而,他們發(fā)現(xiàn)產(chǎn)后陰道微生物群落與分娩后長達(dá)一年的腸道微生物群落更為相似。在他們的研究中,分娩后檢測(cè)到從乳酸桿菌到各種厭氧細(xì)菌的轉(zhuǎn)變,包括Peptoniphilus、Prevotella和Anaerococcus。
?細(xì)菌性陰道病
通常,當(dāng)陰道群落內(nèi)的乳酸桿菌濃度改變時(shí),會(huì)發(fā)生生物失調(diào)。陰道失調(diào)的特點(diǎn)是乳酸桿菌的豐度低,厭氧微生物增多。
細(xì)菌性陰道?。˙V)是一種由陰道中自然發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌過度生長引起的陰道炎癥,是妊娠期最常見的一種生殖道感染。細(xì)菌性陰道病是一種由陰道環(huán)境變化引起的病癥,它允許機(jī)會(huì)致病菌在陰道區(qū)域定居。懷孕期間的細(xì)菌性陰道病對(duì)母親和孩子都是健康風(fēng)險(xiǎn)。
機(jī)會(huì)致病菌——正常菌群與宿主之間、正常菌群之間,通過營養(yǎng)競(jìng)爭、代謝產(chǎn)物的相互制約等因素,維持著良好的生存平衡。在一定條件下這種平衡關(guān)系被打破,原來不致病的正常菌群中的細(xì)菌可成為致病菌,稱這類細(xì)菌為機(jī)會(huì)性致病菌,也稱條件致病菌。
·細(xì)菌性陰道病有更高的早產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)
一些初步研究表明,患有細(xì)菌性陰道病的孕婦存在更高的早產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn),這突出了懷孕期間陰道微生物組的重要性。
?影響細(xì)菌性陰道病的因素
多年來,營養(yǎng)被認(rèn)為是細(xì)菌性陰道病發(fā)展的一個(gè)因素。報(bào)告稱,妊娠期缺鐵和維生素D與細(xì)菌性陰道病風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)。
擴(kuò)展閱讀:
·富含纖維的飲食發(fā)病率降低
在一項(xiàng)平行研究中,維生素A、維生素C、維生素E和維生素b-胡蘿卜素的血清濃度較低與細(xì)菌性陰道病相關(guān)。最近的一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)表明,富含纖維的飲食與細(xì)菌性陰道病發(fā)病率降低相關(guān)。
·超重和肥胖發(fā)病率更高
此外,一項(xiàng)流行率研究得出結(jié)論,超重和肥胖女性的細(xì)菌性陰道病發(fā)病率更高。這些發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了飲食對(duì)陰道微生物組組成的影響,進(jìn)而強(qiáng)調(diào)了微生物組對(duì)懷孕期間陰道健康的重要性。
口腔微生物組
? 口腔含有僅次于腸道的第二大的微生物組,里面居住著700多種不同的細(xì)菌,包括鏈球菌(Streptococcus)、乳酸桿菌、葡萄球菌(Staphylococcus)和棒狀桿菌。
微生物定植于牙齒的硬表面和口腔粘膜的軟組織,通常以生物膜的形式存在。
注:微生物組研究的一個(gè)局限性是在沒有交叉污染(即腸道或肺部)的情況下對(duì)微生物組進(jìn)行采樣。然而,由于口腔微生物組采樣的簡便性,它已成為迄今為止研究最深入的微生物組。
口腔微生物組在促進(jìn)健康或疾病進(jìn)展中起著關(guān)鍵作用。它對(duì)于維持口腔穩(wěn)態(tài)、保護(hù)口腔和預(yù)防疾病發(fā)展至關(guān)重要。
?懷孕期間口腔微生物發(fā)生變化
·總活菌數(shù)顯著增加
在懷孕的不同階段,口腔微生物組的組成會(huì)發(fā)生變化。在對(duì)非懷孕婦女口腔中存在的七種常見細(xì)菌種類的豐度進(jìn)行比較時(shí),妊娠早期、妊娠中期和妊娠晚期發(fā)現(xiàn),與非懷孕婦女相比,懷孕期間的總活菌數(shù)顯著增加。與其他妊娠階段相比,妊娠早期存活微生物計(jì)數(shù)最高。
·妊娠中期致病菌水平升高
與未懷孕婦女相比,妊娠早期和中期組牙齦卟啉單胞菌(Porphyromonas)和放線聚集桿菌(均為致病菌)的水平升高。
牙齦卟啉單胞菌是一種非酵解糖的革蘭氏陰性厭氧球桿菌,是研究廣泛且證據(jù)充足的重要牙周致病菌之一。
最后,念珠菌(Candida)水平在妊娠中期和末期顯著升高。有趣的是,雌激素與念珠菌感染有關(guān),并可能解釋懷孕期間念珠菌的豐富。
盡管口腔微生物組已被廣泛研究,但口腔微生物組與飲食和妊娠結(jié)合仍是未來研究的領(lǐng)域。
胎盤微生物組
? 胎盤是孕期母親和胎兒之間的主要營養(yǎng)和激素調(diào)節(jié)界面。它在感知和引導(dǎo)母體營養(yǎng)信號(hào)到胎兒方面發(fā)揮著重要作用。
?胎盤連接母體和胎兒的物質(zhì)交換
胎盤促進(jìn)氧氣和生長因子向胎兒的交換,并將廢物從胎兒轉(zhuǎn)移到母體循環(huán)系統(tǒng)。
雖然長期以來認(rèn)為胎兒和胎盤是無菌環(huán)境,不過這是一個(gè)有爭議的話題。
最近有證據(jù)表明,在分娩前通過胎盤進(jìn)行微生物交換。健康孕婦的臍帶血、羊水和胎盤中檢測(cè)到微生物顆粒。然而,這種細(xì)菌DNA是否是細(xì)菌從母親血液中定植或易位的證據(jù)尚不清楚。
·細(xì)菌可能由母體經(jīng)胎盤進(jìn)入胎兒
一些理論表明,細(xì)菌可能由免疫細(xì)胞通過血流和淋巴進(jìn)入胎盤,并通過胎盤進(jìn)入胎兒一側(cè),以幫助啟動(dòng)胎兒免疫系統(tǒng)。事實(shí)上,在健康新生兒的胎盤組織中檢測(cè)到幾種細(xì)菌種類,包括放線菌屬(雙歧桿菌、丙酸桿菌、鏈霉菌、紅球菌)、厚壁菌屬(乳桿菌)、擬桿菌屬(擬桿菌)和變形桿菌屬(大腸桿菌、腸桿菌)。
此外,在通過剖宮產(chǎn)分娩的健康母親的所有29例胎盤活檢中發(fā)現(xiàn)了乳酸桿菌和雙歧桿菌(Bifidobacterium)。
?胎盤中的微生物組暫不明確
盡管如此,最近一項(xiàng)更有力的研究表明,沒有證據(jù)表明人類胎盤內(nèi)存在微生物組,盡管它可能含有潛在的病原體。他們證明,胎盤樣本中的大多數(shù)陽性細(xì)菌信號(hào)是出生或?qū)嶒?yàn)室污染的結(jié)果。
然而,在同一項(xiàng)研究中,該小組在臨產(chǎn)前采集的約5%的樣本中發(fā)現(xiàn)了無乳鏈球菌(S.agalactiae)的證據(jù)。由于無乳鏈球菌是新生兒敗血癥的主要原因,胎盤可能是敗血癥新生兒感染的起始部位。
注:新生兒的敗血癥和早產(chǎn)也歸因于母體口腔感染,如牙周病。此外,胎盤中發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌門與母體口腔中發(fā)現(xiàn)的菌門最為相似。盡管似乎有一些證據(jù)表明母親和胎兒之間存在胎盤微生物組交換,但對(duì)分娩期間或分娩后以及實(shí)驗(yàn)室中污染的擔(dān)憂仍然是科學(xué)界爭論的話題。
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影響嬰兒微生物群的因素
母親的健康狀況和微生物群狀況對(duì)兒童微生物群的定植和發(fā)展有著深遠(yuǎn)的影響。同樣,在出生時(shí)和嬰兒早期建立健康的腸道微生物群對(duì)兒童免疫系統(tǒng)的發(fā)育和成熟至關(guān)重要。
由于共生微生物群在腸道免疫中起著關(guān)鍵作用,任何改變其組成的環(huán)境或宿主因素都可能導(dǎo)致負(fù)面健康結(jié)果。我們?cè)诖肆_列了一些影響嬰兒微生物群定植和發(fā)育的主要因素:母體營養(yǎng)、分娩方式、妊娠期和圍產(chǎn)期抗生素的使用、喂養(yǎng)類型和胎盤微生物群。
產(chǎn)婦營養(yǎng)不良
什么是營養(yǎng)不良?
世界衛(wèi)生組織將營養(yǎng)不良定義為“人體能量或營養(yǎng)攝入的不平衡(不足和過量)”。營養(yǎng)不足和營養(yǎng)過剩都被認(rèn)為是營養(yǎng)不良的表現(xiàn)形式;然而,過度攝入某些特定營養(yǎng)素通常被稱為肥胖。
營養(yǎng)不良包括缺乏基本的宏觀和微觀營養(yǎng)素,發(fā)育遲緩、消瘦和體重不足。營養(yǎng)過剩包括超重和肥胖,其特征是營養(yǎng)消耗過量和體質(zhì)指數(shù)超標(biāo)。這兩種形式的營養(yǎng)不良都可能導(dǎo)致非傳染性飲食相關(guān)疾病的發(fā)展,如心臟病、中風(fēng)、糖尿病甚至是癌癥。
?營養(yǎng)不良的影響
·增加了疾病和死亡率
營養(yǎng)不良是一個(gè)全球性的問題,它影響著每個(gè)國家的人民,最脆弱的人群是中低收入國家的五歲以下兒童和育齡婦女。營養(yǎng)不良增加了母親和兒童疾病和死亡的可能性,是五歲以下兒童死亡的主要原因,占所有死亡人數(shù)的近一半(45%)。
·導(dǎo)致腸道微生物失調(diào)
營養(yǎng)不足和營養(yǎng)過剩都會(huì)導(dǎo)致屏障功能和腸道完整性失調(diào),從而導(dǎo)致生物失調(diào)。如前所述,在懷孕期間,健康且平衡的微生物組保護(hù)母親和胎兒免受機(jī)會(huì)病原體的侵害,產(chǎn)生妊娠發(fā)育所需的營養(yǎng)物質(zhì),并將營養(yǎng)物質(zhì)吸收到血液中,以促進(jìn)胎兒健康成長。
當(dāng)微生物組因營養(yǎng)不良而受損時(shí),這些有益功能就會(huì)喪失,導(dǎo)致母體腸道炎癥水平升高。孕期營養(yǎng)不良還與圍產(chǎn)期并發(fā)癥、流產(chǎn)和早產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)增加、出生體重低以及嬰兒后期心血管疾病、中風(fēng)、糖尿病和癌癥等非傳染性飲食相關(guān)疾病的發(fā)生有關(guān)。
?母體營養(yǎng)對(duì)微生物群影響的一些研究
大多數(shù)關(guān)于母體營養(yǎng)在促進(jìn)嬰兒健康微生物群中的作用研究都是在動(dòng)物模型中進(jìn)行的。
懷孕期間高脂飲食與微生物組成的差異相關(guān)
與正常飲食對(duì)照組相比,熱量限制的懷孕小鼠的細(xì)菌組成和腸道微生物組的多樣性沒有顯著差異。
然而,與正常飲食的雌性小鼠相比,懷孕前和懷孕期間喂養(yǎng)高脂肪飲食的雌性老鼠在懷孕后期腸道微生物群發(fā)生了變化。
營養(yǎng)與嬰兒的生長結(jié)果相關(guān)
檢查了營養(yǎng)不良嬰兒的母乳,發(fā)現(xiàn)與健康嬰兒母親的母乳相比,唾液酸化的母乳低聚糖(HMO)的含量顯著降低。
在小鼠和小豬后代的飲食中添加唾液酸化的母乳低聚糖可以改善嬰兒的生長結(jié)果。不過目前只有少數(shù)研究關(guān)注了孕期母體營養(yǎng)在人類中的作用。
素食導(dǎo)致羅氏菌和毛螺菌豐度增加
另一項(xiàng)研究指出,素食導(dǎo)致微生物中羅氏菌屬(Roseburia)和毛螺菌科(Lachnospiraceae)的豐度增加,而與雜食性飲食相比,未檢測(cè)到a多樣性的差異。高脂肪、低纖維攝入孕婦的細(xì)菌密度較低。
此外,在懷孕早期,不飽和脂肪酸的高攝入量也與微生物密度降低相關(guān)。一項(xiàng)隊(duì)列研究表明,早產(chǎn)母親在懷孕期間維生素D和視黃醇攝入量較高,與微生物a多樣性降低和促炎性及變形桿菌豐度增加相關(guān)。
視黃醇又稱為維生素A,對(duì)于人體的多項(xiàng)生命活動(dòng)都具有非常重要的作用。
反過來,維生素E的攝入與促炎性的減少相關(guān)。在超重孕婦中,膳食纖維和多不飽和脂肪酸導(dǎo)致微生物群豐富度更高,血清中zonulin蛋白水平降低。
zonulin是一種不利調(diào)節(jié)腸道緊密連接通透性的蛋白質(zhì)。
?營養(yǎng)不良導(dǎo)致微生物缺乏
一項(xiàng)縱向比較研究報(bào)告稱,與健康對(duì)照組相比,嚴(yán)重急性營養(yǎng)不良兒童(由食物和水不安全以及母乳喂養(yǎng)不足引起)存在腸道微生物組缺乏和發(fā)育不成熟。
含有嚴(yán)重急性營養(yǎng)不良微生物群的小鼠也被發(fā)現(xiàn)具有較高水平的無害梭狀芽孢桿菌(Clostridium)和沃氏嗜膽菌屬(Bilophila wadsworthia),這兩種細(xì)菌分別與免疫受損患者和炎癥性腸綜合征有關(guān)。
產(chǎn)婦產(chǎn)后時(shí)期微生物群的變化顯著。母親的微生物群在出生一個(gè)月后仍未恢復(fù)到基線水平。產(chǎn)后的特點(diǎn)是激素發(fā)生劇烈變化,包括孕酮和雌激素水平大幅下降。孕期不飽和脂肪酸消耗量的增加與分娩后變形桿菌(Proteobacteria)和厚壁菌(Firmicutes)的豐度相對(duì)于其他門的減少有關(guān)。
注:由于只有少量關(guān)于產(chǎn)后期的研究,因此需要進(jìn)一步調(diào)查,以更好地了解這一階段的微生物群。
?母體營養(yǎng)不良會(huì)影響營養(yǎng)輸送
·營養(yǎng)不良易導(dǎo)致宮內(nèi)生長受限
母親營養(yǎng)不良也會(huì)影響胎盤的營養(yǎng)輸送和大小,并與炎癥途徑增加導(dǎo)致的宮內(nèi)生長受限(IUGR)相關(guān)。
低出生體重與宮內(nèi)生長受限相關(guān),這涉及胎盤結(jié)構(gòu)、形態(tài)受損和胎盤血管系統(tǒng)異常發(fā)育,從而損害胎盤營養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸。在這些條件下,發(fā)育中的胎兒表現(xiàn)出較低的代謝率和較慢的生長率,以彌補(bǔ)營養(yǎng)不足。因此,胎兒的生長潛力低于其胎齡的正常水平。
·非傳染性疾病風(fēng)險(xiǎn)增加
妊娠期間的母體營養(yǎng)限制也可能以男性特有的方式影響妊娠后半期胎兒腦內(nèi)大麻素系統(tǒng)的發(fā)育,這在母體營養(yǎng)限制的狒狒模型中提供了證據(jù)。宮內(nèi)生長受限可能導(dǎo)致非傳染性疾病的風(fēng)險(xiǎn)增加,如代謝綜合征、胰島素抵抗易感性、2型糖尿病和成年期心血管疾病。
注意:除了營養(yǎng)不足,胎盤功能不全還可能由母親年齡、吸煙和吸毒、高海拔妊娠、胎盤血流異常(子癇前期)、感染、炎癥和胎兒先天性疾病引起。
// 建議
為了使母親和嬰兒擁有更好的健康,需要關(guān)注孕期和產(chǎn)后的營養(yǎng)攝入,盡量保證飲食均衡且有營養(yǎng),不缺乏也不過量。
分娩類型
?分娩類型對(duì)嬰兒早期微生物群有影響
分娩類型對(duì)嬰兒早期微生物群的定植有影響。由于暴露于陰道、糞便和皮膚微生物群,大多數(shù)早期微生物定植發(fā)生在自然分娩期間。
·陰道分娩
陰道分娩期間,兼性厭氧菌(如大腸桿菌、葡萄球菌和鏈球菌)定植于新生兒腸道,并允許嚴(yán)格的厭氧菌(例如擬桿菌和雙歧桿菌)增殖。
·剖腹產(chǎn)分娩
相比之下,剖腹產(chǎn)出生的嬰兒改變了微生物組,這可能會(huì)影響以后的健康。剖腹產(chǎn)嬰兒的雙歧桿菌和擬桿菌定植延遲,艱難梭菌水平較高。
基于丙酸桿菌、棒狀桿菌和鏈球菌(Streptococcus)在剖腹產(chǎn)嬰兒中增加,新生兒腸道微生物組存在顯著差異,這與皮膚微生物組相似,而在陰道產(chǎn)嬰兒中觀察到乳酸桿菌和普雷沃氏菌(Prevotella)水平增加,這與母體陰道微生物組相似。
?出生地也會(huì)影響嬰兒早期微生物
有趣的是,嬰兒出生的地點(diǎn)也會(huì)影響嬰兒早期微生物群的定植。發(fā)現(xiàn),與家庭分娩相比,在醫(yī)院陰道分娩的嬰兒中梭狀芽孢桿菌(Clostridium)和腸桿菌(Enterobacteriaceae)的水平更高。
通過對(duì)771名足月醫(yī)院出生的嬰兒和母親進(jìn)行縱向抽樣和宏基因組分析,在剖腹產(chǎn)嬰兒和陰道分娩時(shí)使用母體抗生素預(yù)防或未在新生兒期母乳喂養(yǎng)的嬰兒中,擬桿菌的母體傳播受到干擾,以及腸球菌、腸桿菌和克雷伯氏菌等機(jī)會(huì)性病原體的高度定植,觀察到的影響持續(xù)到出生后一年。
// 建議
陰道分娩相較于剖腹產(chǎn)分娩微生物群更健康。作為一種在新生兒中引入陰道微生物群的方法,陰道接種是一種很有前途的方法,可以恢復(fù)剖腹產(chǎn)嬰兒的微生物組成。
該方法需要對(duì)新生兒進(jìn)行擦拭,新生兒通常缺乏雙歧桿菌和擬桿菌,這些細(xì)菌在出生時(shí)存在于母親的陰道微生物組中。使用這種方法,已經(jīng)被證明剖腹產(chǎn)嬰兒的微生物組組成部分得到恢復(fù)。
抗生素暴露
改變?cè)缙谖⑸锝M的另一個(gè)主要因素是妊娠期和圍產(chǎn)期使用抗生素。懷孕期間的抗生素治療與新生兒第一次糞便中細(xì)菌多樣性的減少以及腸道中乳酸桿菌和雙歧桿菌的豐度降低有關(guān)。
?使用抗生素導(dǎo)致多樣性降低
在生命早期使用抗生素也會(huì)導(dǎo)致物種和菌株水平上的微生物多樣性降低,某些有益物種如梭狀芽孢桿菌減少,抗生素抗性細(xì)菌如腸球菌的數(shù)量增加。抗生素暴露對(duì)后代微生物組更深遠(yuǎn)的影響將在后面繼續(xù)講述。
// 建議
由于抗生素的使用,嬰兒的微生物多樣性會(huì)降低,還會(huì)對(duì)健康造成一定影響。因此建議不是必要情況,盡量減少抗生素的使用。
喂養(yǎng)類型
?母乳促進(jìn)免疫發(fā)育
出生后,兒童微生物群發(fā)育的最重要因素是母乳喂養(yǎng)。母親母乳是細(xì)菌、抗原、營養(yǎng)素和生物活性物質(zhì)的唯一來源,所有這些都能促進(jìn)嬰兒免疫系統(tǒng)發(fā)育、新陳代謝和腸粘膜屏障功能。
·母親的飲食影響母乳組成
母親的飲食是母乳組成的重要因素。最近證明,母親的飲食顯著改變了母乳低聚糖的組成,地理位置和體重也在一定程度上影響母乳的組成。
一項(xiàng)全面系統(tǒng)綜述得出結(jié)論,母親飲食中脂肪酸、脂溶性維生素、維生素B1和維生素C都與母乳成分有關(guān)。
注:雖然強(qiáng)烈建議母乳喂養(yǎng),但有時(shí)這是不可能的或不充分的,只能用配方奶粉代替。嬰兒配方奶粉試圖模仿母乳,通常以補(bǔ)充維生素、鐵、脂肪酸和益生菌的大豆或牛奶等替代品為基礎(chǔ)。
·母乳喂養(yǎng)下的主要菌群
盡管母乳成分因母親健康狀況、飲食、分娩方式和哺乳時(shí)間而異,但母乳主要由幾個(gè)微生物屬(葡萄球菌、鏈球菌、丙酸桿菌、鞘氨醇桿菌、雙歧桿菌和乳酸桿菌)構(gòu)成,并導(dǎo)致雙歧桿菌、擬桿菌的早期定植,以及大腸桿菌和艱難梭菌的水平較低。
·配方奶喂養(yǎng)下的主要菌群
相比之下,配方奶喂養(yǎng)與母乳喂養(yǎng)嬰兒相比,艱難梭菌(C. difficile)、脆弱擬桿菌(Bacteroides fragilis)和大腸桿菌(E. coli)的定植率更高,其腸道微生物組與更典型的成人模式相似。
?母乳對(duì)于嬰兒十分重要
母乳不僅作為細(xì)菌來源,還含有細(xì)菌抗原和其他生物活性物質(zhì),可刺激免疫系統(tǒng)的發(fā)育和成熟。最近,使用宏基因組方法發(fā)現(xiàn),母乳喂養(yǎng)的樣本中與免疫、代謝和生物合成活動(dòng)相關(guān)的基因的共表達(dá)相比配方奶粉喂養(yǎng)的樣本增加。
·促進(jìn)免疫系統(tǒng)發(fā)育和調(diào)整
母乳中含有益生母乳低聚糖,可促進(jìn)雙歧桿菌生長,進(jìn)而在免疫系統(tǒng)的發(fā)育和微調(diào)以及抑制致病物種生長方面發(fā)揮重要作用。這些研究證明了母乳喂養(yǎng)在早期嬰兒微生物群發(fā)育和成熟中的重要性。
// 建議
條件允許的話,最好還是用母乳喂養(yǎng)嬰兒(不過母乳喂養(yǎng)的前提需要保證母親是健康的)。如果不行的話也應(yīng)選用成分相似的配方奶進(jìn)行喂養(yǎng)。
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母體微生物對(duì)后代免疫的影響
在嬰兒期建立健康的腸道微生物群對(duì)于兒童日后免疫力的發(fā)育和成熟至關(guān)重要。孕期母體腸道微生物組可能通過細(xì)菌代謝物或免疫球蛋白直接或間接影響胎兒免疫發(fā)育。
腸-乳腺通路是腸道細(xì)菌在懷孕期間通過腸系膜淋巴網(wǎng)絡(luò)從母體胃腸道向乳腺的生理易位機(jī)制,可能有助于后代的免疫發(fā)展。
盡管確切的機(jī)制尚待確定,但研究表明母體微生物組與胎兒免疫之間存在聯(lián)系。
產(chǎn)前母子之間的微生物聯(lián)系
Mua B,et al.Comprehensive Gut Microbiota.2022
懷孕期間,母嬰界面存在定向微生物群影響。所謂的腸乳途徑是懷孕期間腸道細(xì)菌通過腸系膜淋巴網(wǎng)絡(luò)易位的潛在機(jī)制,被認(rèn)為通過表觀遺傳變化誘導(dǎo)后代的免疫發(fā)育。
母體腸道細(xì)菌和代謝產(chǎn)物從母體胃腸道輸送到乳腺,通過腸道-母乳軸影響產(chǎn)后腸道定植和免疫。母體的口腔和胎兒胎盤串?dāng)_會(huì)導(dǎo)致子宮內(nèi)共生腸道細(xì)菌的早期定植,從而獲得終身免疫。
細(xì)菌代謝物
懷孕期間,母體腸道中產(chǎn)生的代謝物(如短鏈脂肪酸)會(huì)轉(zhuǎn)移到乳腺,在乳腺中通過母乳喂養(yǎng)傳遞給嬰兒。
對(duì)微生物和代謝物的動(dòng)物和人類研究為孕期微生物易位及其對(duì)胎兒免疫的影響提供了證據(jù)。例如,懷孕小鼠在妊娠晚期口服乳酸菌菌株乳酸乳球菌和唾液乳球菌,然后在小鼠的母乳和組織中檢測(cè)到。
腸道微生物組產(chǎn)生代謝產(chǎn)物,在調(diào)節(jié)宿主免疫、生理和能量產(chǎn)生中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
?有助于嬰兒生理發(fā)育
由于短鏈脂肪酸與人類微生物群、免疫和神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)的相互作用,短鏈脂肪酸在人體穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用,并可能有助于嬰兒的神經(jīng)、代謝和免疫發(fā)育。
母乳中由細(xì)菌或腸道人類細(xì)胞產(chǎn)生的代謝物,通過促進(jìn)或抑制細(xì)菌生長的機(jī)制,幫助調(diào)節(jié)乳汁和嬰兒微生物組組成。
將具有特應(yīng)性表型的母親與非特應(yīng)性母親的乳汁成分進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)特應(yīng)性媽媽的乙酸和丁酸水平明顯較低,與嬰兒體重指數(shù)呈負(fù)相關(guān)。
母親特應(yīng)性狀態(tài)定義為有過敏癥狀,如特應(yīng)性皮炎、哮喘和食物過敏等。同樣,母乳激素瘦素和胰島素水平的變化與嬰兒腸道微生物多樣性和通透性的差異有關(guān)。
?調(diào)節(jié)宿主免疫
·母體視黃酸提高后代免疫力
母體視黃酸作為胎兒3型先天性淋巴細(xì)胞的調(diào)節(jié)因子,并通過誘導(dǎo)小鼠胎兒發(fā)育過程中的次級(jí)淋巴器官來提高后代的免疫力。
視黃酸——又稱維A酸,是體內(nèi)維生素A的代謝中間產(chǎn)物,主要影響骨的生長和促進(jìn)上皮細(xì)胞增生、分化、角質(zhì)溶解等代謝作用。
3型先天淋巴細(xì)胞(ILC3)具有抗原呈遞作用,可以激活T細(xì)胞反應(yīng)。
·短鏈脂肪酸調(diào)節(jié)腸道免疫,防止致病性感染
微生物短鏈脂肪酸(包括丁酸、乙酸鹽和丙酸鹽)影響腸道免疫,調(diào)節(jié)結(jié)腸調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(一種免疫T細(xì)胞的特殊亞群),增強(qiáng)口腔對(duì)食物的耐受性,并防止腸道致病性感染。
·對(duì)哮喘有積極影響
同樣,妊娠期間的細(xì)菌代謝產(chǎn)物和母體飲食通過補(bǔ)充纖維和乙酸鹽增強(qiáng)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的豐度和功能,對(duì)哮喘的發(fā)展產(chǎn)生積極影響,這在人類哮喘小鼠模型研究中得到了證明。
細(xì)菌代謝產(chǎn)物在母體-胎兒之間的聯(lián)系是母親和社會(huì)普遍關(guān)注的一個(gè)話題,因此,應(yīng)在進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)和綜合研究中加以解決。
母體免疫球蛋白
在妊娠期間,母體免疫球蛋白(IgG)通過胎盤轉(zhuǎn)移至胎兒,誘導(dǎo)出生前的被動(dòng)體液免疫和出生后的先天免疫,以防止感染。
免疫球蛋白G(IgG)是血清中免疫球蛋白的主成分,約占血清中免疫球蛋白總含量的75%。
?母體免疫球蛋白影響胎兒免疫力
母乳中的IgG抗體會(huì)影響產(chǎn)后微生物群和哺乳期的免疫力。母親的母乳抗體也可以通過與細(xì)菌結(jié)合的胎盤運(yùn)輸,從而影響胎兒在子宮內(nèi)的免疫規(guī)劃。
母體IgG抗體在胎盤的合胞體滋養(yǎng)層細(xì)胞內(nèi)主動(dòng)運(yùn)輸并與新生兒Fc受體(FcRn)結(jié)合。一旦結(jié)合,IgG被包裝到內(nèi)體中,并保護(hù)其不被降解,直到其達(dá)到胎兒循環(huán)。
?母體健康會(huì)影響免疫球蛋白
孕期母體健康狀況也是免疫球蛋白轉(zhuǎn)移至胎兒的關(guān)鍵因素。妊娠期高血糖降低了母親母乳和血液中的免疫球蛋白豐度,并降低了IgG通過胎盤向胎兒的轉(zhuǎn)移。
注:跨胎盤免疫調(diào)節(jié)也可能由其他細(xì)菌成分介導(dǎo),如脂多糖、細(xì)胞因子和激素。
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微生物對(duì)兒童疾病風(fēng)險(xiǎn)的影響
微生物的組成因身體部位而異,并在不同個(gè)體內(nèi)部和個(gè)體之間形成了不同微生物群落的獨(dú)特環(huán)境。
?腸道是微生物最豐富的區(qū)域
胃腸道內(nèi)發(fā)現(xiàn)了最豐富的微生物多樣性和豐度,主要以厚壁菌門(Firmicutes)、擬桿菌門(Bacteroidetes)、放線菌門(Actinobacteria)和變形菌門(Proteobacteria)的兼性厭氧菌為特征。
?微生物變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生一系列影響
宿主-微生物關(guān)系復(fù)雜,當(dāng)發(fā)生變化時(shí),會(huì)對(duì)免疫、代謝和神經(jīng)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)產(chǎn)生負(fù)面影響,導(dǎo)致對(duì)環(huán)境過敏原和營養(yǎng)刺激過敏。
這些影響主要通過免疫、神經(jīng)、胃腸和內(nèi)分泌調(diào)節(jié)腸-腦軸(一種調(diào)節(jié)體內(nèi)穩(wěn)態(tài)的雙向神經(jīng)體液系統(tǒng))的組成部分對(duì)子宮中的后代進(jìn)行表觀遺傳編程。
妊娠期的表觀遺傳調(diào)節(jié)
表觀遺傳機(jī)制是細(xì)胞分化的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子,通過在生物和病理?xiàng)l件下將環(huán)境線索印記到細(xì)胞和組織的生理學(xué)中來發(fā)揮作用。
注:與健康變化相關(guān)的所有暴露量的測(cè)量被稱為暴露量,從懷孕開始就涉及環(huán)境和職業(yè)暴露。
在妊娠期間,DNA甲基化和組蛋白修飾打開和關(guān)閉基因,允許不同的細(xì)胞類型分化并獲得胎兒暴露體的表觀遺傳記憶,這將在個(gè)體的整個(gè)生命周期中保存。
?環(huán)境因素影響表觀遺傳
孕期母親的生活方式、飲食、年齡、壓力、感染和其他環(huán)境因素會(huì)影響母親和胎兒的表觀遺傳途徑,導(dǎo)致后代的遺傳、代謝和神經(jīng)發(fā)育改變。
在生命的前1000天,表觀遺傳調(diào)節(jié)和可塑性、胎兒器官發(fā)育和成熟與疾病易感性的印記一起被編程。如果外部因素不健康,可能會(huì)發(fā)生表觀遺傳變化,從而改變基因表達(dá),增加成年后患病的風(fēng)險(xiǎn)。
微生物組與代謝發(fā)育
后代的表觀遺傳調(diào)控是通過母親在腸-腦軸中的飲食成分進(jìn)行的。這些成分包括葉酸和營養(yǎng)素,它們?cè)谀阁w腸道中代謝和吸收,從而幫助維持健康的腸道微生物群落。
?肥胖和正常體重的母親微生物組成不同
懷孕肥胖母親的微生物群組成與正常體重母親的明顯不同,其特征是葡萄球菌(Staphylococcus)和腸桿菌(Enterobacteria)水平升高,擬桿菌和雙歧桿菌水平降低。
·影響后代的健康
胃腸道改變擾亂了母體微生物群,影響了后代對(duì)代謝紊亂的敏感性,并產(chǎn)生長期影響。
例如,高脂飲食的母親因脂多糖增加而導(dǎo)致的葉酸水平變化會(huì)影響腸道通透性和微生物組,進(jìn)而影響嬰兒的微生物定植,從而增加成年后的疾病風(fēng)險(xiǎn)。
動(dòng)物模型為這一假設(shè)提供了進(jìn)一步的支持
在妊娠期高脂飲食的狒狒模型中發(fā)現(xiàn),高脂飲食會(huì)影響妊娠前和妊娠期間后代肝臟內(nèi)源性大麻素成分的發(fā)育調(diào)節(jié)。胎兒大麻素系統(tǒng)的改變會(huì)增加成年后肝臟損傷和肥胖的風(fēng)險(xiǎn)。
綜上所述,母體微生物組間接影響后代的代謝發(fā)育,因此可能是預(yù)防成年期胃腸道疾病的有效靶點(diǎn)。
?母體代謝成分對(duì)后代的影響
·增加后代心血管病風(fēng)險(xiǎn)
很少有研究探討孕期母體代謝成分通過表觀遺傳機(jī)制在后代免疫中發(fā)揮的調(diào)節(jié)作用。母親飲食中長鏈多不飽和脂肪酸攝入量低會(huì)誘導(dǎo)血管生成因子基因的DNA甲基化,導(dǎo)致胎盤排列、血管調(diào)節(jié)發(fā)生改變,并增加后代晚年的心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)。
通過胰島素生長因子(IGF-1)啟動(dòng)子的組蛋白修飾,母體高血糖可能會(huì)增加成年后對(duì)胰島素抵抗的敏感性。
·調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)
母親補(bǔ)充膳食DNA甲基化物,如葉酸、維生素B12、膽堿、蛋氨酸和鋅,可能有助于在胎兒細(xì)胞快速生長和增殖期間調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)。
胎兒發(fā)育過程中的炎癥也可能誘導(dǎo)免疫系統(tǒng)過度激活并增加疾病風(fēng)險(xiǎn)。
·影響胎兒發(fā)育及免疫功能
母親補(bǔ)充膽堿會(huì)影響DNA和組蛋白甲基化,從而改善成年期胎兒大腦發(fā)育和功能。維生素D是另一種必需的微量營養(yǎng)素,當(dāng)缺乏時(shí),會(huì)改變表觀遺傳途徑,并通過胎盤中的DNA甲基化和組蛋白修飾導(dǎo)致炎癥、先兆子癇和不良妊娠結(jié)局。
細(xì)菌代謝物和其他環(huán)境分子也可能通過母胎界面驅(qū)動(dòng)的表觀遺傳調(diào)節(jié)影響胎兒免疫發(fā)育。研究發(fā)現(xiàn),懷孕期間接觸醋酸可以增強(qiáng)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的數(shù)量和功能,抑制后代的過敏性呼吸疾病,最有可能是因?yàn)镕oxP3啟動(dòng)子乙?;潭仍黾印?/p>
妊娠期間胃腸道成分的調(diào)節(jié)已被證明對(duì)兒童的免疫和代謝發(fā)育有強(qiáng)烈的影響,因此應(yīng)在該領(lǐng)域的未來研究中加以解決。
?母乳喂養(yǎng)對(duì)兒童健康有積極影響
·不易發(fā)生腸道感染
母乳喂養(yǎng)對(duì)兒童的健康結(jié)果有積極影響。頭兩年的亞最佳母乳喂養(yǎng)與死亡率增加相關(guān)。母乳喂養(yǎng)的嬰兒較不容易發(fā)生腸道感染,從而導(dǎo)致慢性炎癥和腹瀉概率降低。
·母乳喂養(yǎng)降低兒童肥胖和2型糖尿病風(fēng)險(xiǎn)
然而,如果過早暫停母乳喂養(yǎng),以引入配方食品或固體食品,則會(huì)使嬰兒的腸道微生物組向成人樣成分轉(zhuǎn)變,并與兒童肥胖風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)。
有證據(jù)表明,母乳喂養(yǎng)的嬰兒青春期肥胖和2型糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)降低。剖腹產(chǎn)也會(huì)破壞母親和孩子之間的正常微生物群交換,這與兒童期和成年期乳糜瀉、1型糖尿病和肥胖的風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)。
其他研究人員報(bào)告稱,孕前和孕期母親超重、剖腹產(chǎn)和嬰兒微生物群豐富的厚壁菌增加了兒童肥胖的風(fēng)險(xiǎn)。反過來,兒童肥胖可能會(huì)導(dǎo)致其他負(fù)面的短期和長期健康后果,包括低自尊、心血管問題以及成人肥胖和糖尿病。
?孕期使用抗生素與兒童感染有關(guān)
孕期母親使用抗生素是影響母親腸道和母乳微生物群的另一個(gè)因素,并與兒童肥胖風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)。最近,研究了孕期母親抗生素治療與生命后期感染風(fēng)險(xiǎn)之間的關(guān)系。他們發(fā)現(xiàn),妊娠期抗生素治療會(huì)增加四歲以下兒童患扁桃體炎的風(fēng)險(xiǎn)。
此外發(fā)現(xiàn),孕期抗生素治療與兒童因感染而住院的風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān),并且在臨近分娩時(shí)服用抗生素的風(fēng)險(xiǎn)更高。
!
小結(jié)
這些研究強(qiáng)調(diào)了一個(gè)事實(shí),即母親的微生物多樣性在新生兒微生物組組成和健康的發(fā)展中至關(guān)重要。
早產(chǎn)兒長期接受抗生素治療會(huì)增加其敗血癥、壞死性小腸結(jié)腸炎和死亡的風(fēng)險(xiǎn)。此外,生命早期的抗生素治療會(huì)增加生命后期超重和肥胖的風(fēng)險(xiǎn)。
孕期和生命早期的抗生素治療可還能會(huì)改變嬰兒微生物組組成的發(fā)育,導(dǎo)致生命后期的負(fù)面健康結(jié)果。
微生物組和炎癥免疫相關(guān)疾病
在嬰兒和兒童中,包括皮膚、呼吸道和食物過敏在內(nèi)的自身免疫性疾病是全球關(guān)注的問題。研究發(fā)現(xiàn),新生兒和嬰兒微生物組參與腸道耐受性的調(diào)節(jié)和免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。
最近的研究集中于腸道微生物組在先天性和適應(yīng)性免疫發(fā)展以及過敏性疾病發(fā)病中的作用。晚年過敏癥的發(fā)展與新生兒和嬰兒期微生物組發(fā)育和成熟的變化有關(guān)。這些情況也可能源于導(dǎo)致不同表型和癥狀的遺傳和環(huán)境因素。
?皮膚過敏
健康的人類皮膚微生物組主要由丙酸桿菌屬(主要在皮脂部位豐富)、棒狀桿菌屬和葡萄球菌屬(主要存在于潮濕的微環(huán)境中)以及馬拉色菌屬組成。
皮膚微生物組的組成受性別、年齡、種族、環(huán)境暴露和生活方式等因素的影響。嬰兒最典型的過敏表現(xiàn)之一是濕疹或特應(yīng)性皮炎,這是新生兒對(duì)過敏原的先天反應(yīng)改變和皮膚微生物多樣性受損的結(jié)果。
·患有特應(yīng)性皮炎嬰兒的菌群變化
患有急性和慢性特應(yīng)性皮炎的嬰兒的特征是表皮葡萄球菌(Staphylococcus)的數(shù)量減少,多于金黃色葡萄球菌,這可能通過下調(diào)表皮蛋白和促進(jìn)皮膚蛋白酶而增加過敏原致敏的風(fēng)險(xiǎn),從而導(dǎo)致皮膚屏障損傷。
·特應(yīng)性皮炎受到微生物的影響與調(diào)節(jié)
新生兒表皮葡萄球菌的皮膚定植與toll樣受體2誘導(dǎo)的抗菌信號(hào)和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞介導(dǎo)的宿主免疫應(yīng)答的調(diào)節(jié)和激活有關(guān)。
特應(yīng)性皮炎的發(fā)展也受到腸道微生物群的影響。特應(yīng)性皮炎患者的腸道微生物組中雙歧桿菌(Bifidobacterium)的濃度較低,普拉梭菌(Faecalibacterium prausnitzii)的豐度較高,這與克羅恩病患者中這些細(xì)菌的比例較低以及抗炎糞便細(xì)菌代謝物有關(guān)。
然而,一項(xiàng)大型前瞻性研究表明,在兒童期患上特應(yīng)性皮炎的嬰兒中,普拉梭菌(Faecalibacterium)和毛螺菌屬(Lachnobacterium)的比例明顯較低。
盡管有些矛盾,但這些結(jié)果表明,微生物類群豐度的改變可能對(duì)特應(yīng)性皮炎的發(fā)病起到保護(hù)作用。產(chǎn)前和產(chǎn)后補(bǔ)充口服雙歧桿菌和乳酸桿菌可以誘導(dǎo)T細(xì)胞介導(dǎo)的反應(yīng)改變,降低嬰兒特應(yīng)性皮炎的風(fēng)險(xiǎn)。
?食物過敏
動(dòng)物和人類研究表明,腸道微生物組可能與生活早期對(duì)飲食抗原的口服耐受、食物致敏和過敏結(jié)果密切相關(guān)。
·飲食過敏影響微生物多樣性
與健康嬰兒相比,對(duì)食物敏感的嬰兒的α多樣性微生物群和擬桿菌(Bacteroidetes)數(shù)量減少,厚壁菌(Firmicutes)豐度增加。人類這些特定結(jié)果的可能原因包括抗生素的直接和間接使用以及膳食纖維的消耗減少。
早期喂養(yǎng)的類型也可能導(dǎo)致不同的健康結(jié)果。食用牛奶配方的奶粉會(huì)增加總厭氧菌的數(shù)量,并增加患牛奶過敏的風(fēng)險(xiǎn)。與腸桿菌和雙歧桿菌相比,患有牛奶過敏的嬰兒的乳酸桿菌感染率更高。
此外,從嬰兒期到兒童期,牛奶過敏兒童中厚壁菌(Firmicutes)和梭狀芽孢桿菌(Clostridia)的豐度均升高。有趣的是,與對(duì)照組相比,堅(jiān)果過敏兒童的腸道微生物組顯示擬桿菌(Bacteroidetes)種類比例增加,微生物多樣性降低。
同樣,與健康對(duì)照組相比,雞蛋過敏兒童的毛螺菌科(Lachnospiraceae)和瘤胃球菌科(Ruminococcaceae)濃度增加。
·細(xì)菌可能有助于解決食物過敏
添加Lactobacillus rhamnosus GG的牛奶配方有助于解決嬰兒早期的牛奶過敏,最有可能是通過腸道微生物組中丁酸鹽產(chǎn)量的增加。
L. rhamnosus GG還可能誘導(dǎo)花生過敏兒童的免疫變化和口服耐受性??诜⑸镅a(bǔ)充劑可能是食物過敏的一種潛在治療策略,但需要進(jìn)一步研究以闡明微生物菌株對(duì)飲食中過敏原的持續(xù)敏感性的影響。
?呼吸道過敏
·腸道微生物影響哮喘
與其他過敏表現(xiàn)相比,出生第一個(gè)月的腸道微生物組成是與學(xué)齡期哮喘發(fā)作相關(guān)的最相關(guān)因素之一。
在嬰兒早期和整個(gè)兒童期進(jìn)行的觀察和縱向研究表明,毛螺菌屬(Lachnospira)、普拉梭菌(Faecalibacterium)和小桿菌屬(Dialister)細(xì)菌類群的減少,與兒童期哮喘風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)。
·其他影響哮喘的因素
然而,與嬰兒微生物組相關(guān)的其他因素也可能在哮喘風(fēng)險(xiǎn)中發(fā)揮重要作用,包括接觸抗生素、動(dòng)物皮毛、陰道分娩與剖腹產(chǎn)以及母體孕齡。
抗生素增加了哮喘風(fēng)險(xiǎn)
抗生素的使用和出生前后的暴露與小鼠的氣道超敏反應(yīng)和反應(yīng)性有關(guān),并增加了人類患哮喘的風(fēng)險(xiǎn)。
母乳喂養(yǎng)可降低哮喘風(fēng)險(xiǎn)
嬰兒期的喂養(yǎng)類型也是嬰兒早期形成腸道微生物群的一個(gè)重要因素,當(dāng)嬰兒長時(shí)間母乳喂養(yǎng)時(shí),在生命的頭兩年內(nèi)發(fā)生哮喘的風(fēng)險(xiǎn)可以降低。
·微生物多樣性紊亂易導(dǎo)致兒童后期哮喘
嬰兒微生物組多樣性的紊亂也是兒童后期哮喘發(fā)病的關(guān)鍵因素。糞便桿菌和雙歧桿菌的多樣性降低是有哮喘風(fēng)險(xiǎn)的嬰兒腸道微生物組的特征。
這些嬰兒的無菌糞水用于刺激成人外周血單核細(xì)胞(PBMC),這導(dǎo)致調(diào)節(jié)性Foxp3細(xì)胞減少,CD4+IL-4產(chǎn)生細(xì)胞增加。
新生兒腸道微生物組環(huán)境的改變通過調(diào)節(jié)CD4+T細(xì)胞功能和增殖影響兒童過敏性哮喘的易感性。
·肺部微生物影響呼吸健康
生命早期的肺部微生物多樣性影響呼吸健康。嬰兒出生頭兩周內(nèi)的肺部微生物組促進(jìn)樹突狀細(xì)胞中程序性死亡配體1(PDL1)的表達(dá),這是調(diào)節(jié)性T細(xì)胞抑制過敏性呼吸道免疫反應(yīng)所必需的。
在出生的頭兩個(gè)月,嬰兒的氣道被鏈球菌、莫拉克氏菌或嗜血桿菌定植,這與嬰兒和兒童的嚴(yán)重下呼吸道感染和哮喘有關(guān)。變形桿菌和擬桿菌也與哮喘和其他免疫相關(guān)的加重有關(guān)。
如前所述,這些細(xì)菌類群的副產(chǎn)物和代謝物可能介導(dǎo)其保護(hù)作用。丁酸鹽和其他短鏈脂肪酸作為膳食纖維的發(fā)酵產(chǎn)物,如普拉梭菌(Faecalibacterium prausnitzii),它們通過誘導(dǎo)Tregs促進(jìn)上皮屏障通透性和抗炎作用,和粘膜B細(xì)胞產(chǎn)生IgA。
實(shí)驗(yàn)研究和人體臨床試驗(yàn)還表明,通過補(bǔ)充腸道微生物組衍生的丁酸,可以降低變應(yīng)原敏感性和哮喘的發(fā)病率。
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不足之處
過敏性疾病發(fā)病和嚴(yán)重程度的生理機(jī)制仍在研究中,一些介入性研究表明,補(bǔ)充益生菌和益生元可以預(yù)防和下調(diào)此類綜合征,然而,與哮喘相關(guān)的研究報(bào)告,補(bǔ)充和不補(bǔ)充益生藥的嬰兒之間沒有顯著差異,因此需要更多的研究來進(jìn)一步檢驗(yàn)這些影響。
微生物組和神經(jīng)發(fā)育障礙
生命的前1000天除了腸道微生物組的建立,還是神經(jīng)健康規(guī)劃和中樞神經(jīng)系統(tǒng)后期正常運(yùn)作的關(guān)鍵時(shí)期。
腸-腦軸由腸道和中樞神經(jīng)系統(tǒng)以及神經(jīng)和下丘腦-垂體-腎上腺軸(HPA軸)調(diào)節(jié)。因此,該軸的任何損傷,包括神經(jīng)元損傷或死亡,都會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)變性,并可能導(dǎo)致神經(jīng)變性疾病的發(fā)生和發(fā)展。
?營養(yǎng)不良對(duì)認(rèn)知障礙有影響
母嬰營養(yǎng)不良通常與認(rèn)知技能、入學(xué)準(zhǔn)備和表現(xiàn)、不良生長結(jié)果、感染和死亡等方面的損害有關(guān)。由于母親健康和營養(yǎng)不良以及嬰兒護(hù)理和喂養(yǎng)不當(dāng)而發(fā)育不良的兒童會(huì)出現(xiàn)身體和認(rèn)知延遲。孕期母親炎癥和高脂飲食影響微生物群定植,增加成年期神經(jīng)退行性疾病的風(fēng)險(xiǎn)。妊娠期以性別特異性的方式影響發(fā)育中胎兒大腦中的內(nèi)源性大麻素途徑。
?孕期母親的生活方式會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)發(fā)育障礙
因此,孕期母親的生活方式和環(huán)境暴露可能導(dǎo)致神經(jīng)發(fā)育障礙的發(fā)作,包括胚胎神經(jīng)管缺陷、唐氏綜合征、自閉癥、雷特綜合征和其他神經(jīng)心理缺陷。
?腸道微生物調(diào)節(jié)認(rèn)知與行為
微生物群組成與認(rèn)知和行為發(fā)育改變之間的雙向相互作用已在腸-腦軸中得到確認(rèn),有證據(jù)支持這種相關(guān)性。
缺乏腸道微生物群的無菌小鼠表現(xiàn)出與焦慮相關(guān)的表型增加,神經(jīng)遞質(zhì)水平和與神經(jīng)可塑性有關(guān)的代謝物發(fā)生變化,從而表明腸道定植對(duì)大腦發(fā)育和功能有積極影響。包括雙歧桿菌和乳酸桿菌在內(nèi)的一些細(xì)菌菌株以及攝入的益生菌與調(diào)節(jié)行為變化有關(guān)。
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注意
需要注意的是,當(dāng)無菌小鼠在早期生活中重建了正常的微生物群,但在成年后沒有重建時(shí),行為模式和神經(jīng)遞質(zhì)濃度正常化。
母乳喂養(yǎng)被發(fā)現(xiàn)可以促進(jìn)大腦發(fā)育,并對(duì)嬰兒的認(rèn)知能力產(chǎn)生積極影響。一些因素,包括文化和社會(huì)信仰以及對(duì)母乳喂養(yǎng)的污名化、缺乏營養(yǎng)和教育、母親壓力和抑郁,都可能導(dǎo)致過早停止母乳喂養(yǎng);所有這些都會(huì)對(duì)嬰兒的腸道微生物群和早期和后期的認(rèn)知發(fā)育產(chǎn)生負(fù)面影響。
結(jié)語
生命早期營養(yǎng)、腸道微生物組和健康之間的相互關(guān)聯(lián)在個(gè)體一生的穩(wěn)態(tài)中起著關(guān)鍵作用。
生命最初營養(yǎng)、腸道微生物組和健康之間的關(guān)系
Mua B,et al.Comprehensive Gut Microbiota.2022
母親和新生兒營養(yǎng)不良、喂養(yǎng)習(xí)慣和營養(yǎng)/益生菌補(bǔ)充對(duì)子宮、嬰兒和兒童期微生物組的建立有很大影響。母體微生物組變化和過敏原/抗生素暴露也會(huì)影響兒童早期的微生物組組成。
微生物組組成和豐富性的變化會(huì)影響妊娠結(jié)局和產(chǎn)婦健康,并通過表觀遺傳編程使發(fā)育中的孩子在以后的生活中易患自身免疫、認(rèn)知和代謝障礙。
生命的前1000天是一個(gè)“可塑性窗口”,在這個(gè)窗口中,后代的健康會(huì)根據(jù)母體和環(huán)境的影響進(jìn)行變化。
由于飲食生活方式以及暴露于外來生物和其他環(huán)境壓力源,代謝、免疫學(xué)和神經(jīng)退行性疾病的患病率在全球范圍內(nèi)不斷增加。
在微生物組水平上理解母親和孩子之間的獨(dú)特聯(lián)系,有助于研究對(duì)孕期和嬰兒期腸道微生物組的變化及其對(duì)母嬰健康的直接和間接影響,使母親和孩子在未來都擁有更健康的生活。
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主要參考文獻(xiàn)
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