- 實(shí)用兒童微生態(tài)學(xué)
- 黃志華 鄭躍杰 武慶斌
- 8836字
- 2020-08-27 16:57:53
第二節(jié) 影響兒童腸道菌群建立的因素
新生兒腸道微生態(tài)生境的形成和腸道菌群的建立受多種因素的影響,而且研究發(fā)現(xiàn),母孕后期的飲食習(xí)慣和分娩時(shí)母親的緊張情緒均影響新生兒早期定植菌的質(zhì)和量。新生兒腸道菌群是由多種細(xì)菌構(gòu)成的、龐大的生態(tài)體系,這些細(xì)菌群通過(guò)發(fā)揮各自獨(dú)特作用影響腸道生態(tài)體系功能,對(duì)機(jī)體的生理作用主要反映在營(yíng)養(yǎng)、代謝、免疫防御等多個(gè)方面。出生至2~3歲時(shí)期是嬰兒腸道菌群形成并達(dá)到平衡的重要時(shí)期,腸道菌群的初始化建立和菌群結(jié)構(gòu)的形成決定了機(jī)體日后免疫應(yīng)答和代謝,內(nèi)外界因素直接影響微生物與宿主間的相互關(guān)系,如個(gè)體的遺傳背景、分娩方式、喂養(yǎng)方式、早產(chǎn)、應(yīng)用抗生素以及與父母、兄弟姐妹、醫(yī)護(hù)人員的接觸等,均影響腸道菌群的定植和演替。
一、分娩方式對(duì)腸道菌群定植的影響
嬰兒期是腸道菌群快速演替的重要階段,腸道菌群不穩(wěn)定,易受外界因素影響,發(fā)生菌群失調(diào)。母體內(nèi)胎兒處于無(wú)菌狀態(tài),分娩過(guò)程開(kāi)始了第一次與微生物的接觸。陰道分娩兒最初菌群定植來(lái)源于所接觸的母體菌群,包括母親的糞便、陰道及皮膚的細(xì)菌。剖宮產(chǎn)兒則代之為環(huán)境中細(xì)菌,如醫(yī)療設(shè)備、空氣及護(hù)理人員的手所攜帶的細(xì)菌,這些細(xì)菌與母體菌群有很大差別,包括了一些潛在致病微生物,這種致病菌如提前定植則在一定時(shí)期內(nèi)有可能成為腸道優(yōu)勢(shì)菌。
研究發(fā)現(xiàn),剖宮產(chǎn)組嬰兒腸道長(zhǎng)雙歧桿菌平均水平顯著低于陰道分娩兒,消化道早期定植的腸道菌群在嬰兒免疫系統(tǒng)的發(fā)育成熟過(guò)程中扮演著重要角色,通過(guò)陰道分娩可促進(jìn)新生兒免疫系統(tǒng)細(xì)胞因子的產(chǎn)生,而剖宮產(chǎn)等非自然因素可改變或延遲新生兒腸道菌群的早期定植并增加特應(yīng)性疾病的發(fā)生,母親的腸道和產(chǎn)道菌群的母嬰傳遞在嬰兒腸道菌群的定植形成過(guò)程中也具有重要的作用。Mikami等研究表明,陰道分娩兒和母體腸道的短雙歧桿菌數(shù)量是影響嬰兒腸道雙歧桿菌定植發(fā)展的重要因素,擇期剖宮產(chǎn)以及出生過(guò)程中接觸環(huán)境的過(guò)度衛(wèi)生可減少母嬰間正常菌群的傳遞,因而影響了嬰兒腸道菌群的定植發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn),剖宮產(chǎn)兒腸道雙歧桿菌數(shù)量較陰道分娩兒少,而且腸道中類(lèi)桿菌、雙歧桿菌和大腸埃希菌在腸道定植較陰道分娩兒延遲。Adlerberth認(rèn)為母親的陰道、糞便、皮膚的菌群結(jié)構(gòu)和嬰兒所接觸的環(huán)境因素是腸道初始菌群的來(lái)源。Fanaro則強(qiáng)調(diào)環(huán)境因素對(duì)剖宮產(chǎn)兒腸道菌群定植的重要性與陰道分娩兒比較,剖宮產(chǎn)兒腸道類(lèi)桿菌,雙歧桿菌和大腸埃希菌定植延遲,雙歧桿菌數(shù)量少而艱難梭菌等其他菌種數(shù)量高,這是因?yàn)殛幍婪置鋬浩鹗级ㄖ簿从谀赣H的糞便和陰道菌群,而剖宮兒初始定植菌源于醫(yī)院環(huán)境。張琳采用傳統(tǒng)細(xì)菌培養(yǎng)方法對(duì)46例足月新生兒研究發(fā)現(xiàn),剖宮產(chǎn)兒雙歧桿菌的定植晚于陰道分娩兒,且達(dá)到優(yōu)勢(shì)化時(shí)間也延遲。Gr?lund收集34例剖宮產(chǎn)兒和30例陰道分娩兒對(duì)生后第3、10、30、60、180天糞便進(jìn)行菌群分析發(fā)現(xiàn),生后第10天時(shí)剖宮產(chǎn)兒腸道乳酸桿菌定植與陰道分娩兒相似,雙歧桿菌延遲至生后1個(gè)月,脆弱擬桿菌定植差異最大,表現(xiàn)在生后2個(gè)月時(shí)剖宮產(chǎn)兒腸道仍無(wú)脆弱擬桿菌落定植,至生后第6個(gè)月時(shí)脆弱擬桿菌定植仍明顯低于陰道分娩兒,而腸道內(nèi)產(chǎn)氣莢膜梭菌的含量高于陰道分娩兒,作者認(rèn)為剖宮產(chǎn)兒菌群定植較陰道分娩兒延遲,這種影響可持續(xù)至生后6個(gè)月。
近年來(lái),隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展,基于16S rDNA的序列分析,為我們對(duì)腸道菌群的研究提供了新的視野。Prashant采用實(shí)時(shí)定量PCR技術(shù),分析了7例剖宮產(chǎn)兒和7例陰道分娩兒腸道菌群發(fā)現(xiàn),陰道分娩兒主要菌群為不動(dòng)桿菌( Acinetobacter)、雙歧桿菌( Bifidobacterium)、葡萄球菌( Staphylococcus);而剖宮產(chǎn)兒腸道定植菌種較為復(fù)雜,主要菌群定植包括檸檬酸桿菌( Citrobacter)、大腸埃希菌( Escherichia coli)、難辨梭菌( Clostridium difficile),剖宮產(chǎn)嬰兒腸道雙歧桿菌定植缺失。剖宮產(chǎn)兒與陰道分娩兒早期菌群組成的差異,提示剖宮產(chǎn)影響了新生兒早期定植菌的種類(lèi)。大量研究顯示早期定植菌對(duì)于刺激免疫系統(tǒng)發(fā)育、成熟發(fā)揮了重要作用。分布于腸上皮細(xì)胞及黏膜層中的腸相關(guān)淋巴組織是人體最大免疫器官,腸道微生物在腸上皮的黏附與定植過(guò)程直接影響機(jī)體免疫系統(tǒng)的發(fā)育和成熟,并在維持免疫系統(tǒng)自穩(wěn)中發(fā)揮了重要作用:①腸道菌群可刺激腸相關(guān)淋巴組織產(chǎn)生抵御致病微生物的抗體,對(duì)無(wú)菌動(dòng)物研究發(fā)現(xiàn),無(wú)菌小鼠體內(nèi)免疫系統(tǒng)發(fā)育不完善,當(dāng)腸內(nèi)微生物定植后腸道淋巴濾泡則顯著增加,血清sIgA和其他免疫球蛋白增高,免疫系統(tǒng)發(fā)育趨向成熟。②腸道共生菌可誘導(dǎo)固有免疫系統(tǒng)識(shí)別自己和非己,其機(jī)制包括腸道微生物與模式識(shí)別受體(PRRs)間的相互作用。其中Toll樣受體是經(jīng)典模式識(shí)別受體的一種,其配體為菌體細(xì)胞壁的成分,包括脂多糖、肽聚糖、脂磷壁酸和細(xì)胞壁脂蛋白,Toll樣受體特異性識(shí)別腸道共生菌及其代謝產(chǎn)物、細(xì)胞壁成分和DNA,區(qū)分致病菌和腸道共生菌,啟動(dòng)免疫反應(yīng)抵抗致病微生物,腸道益生菌可通過(guò)干擾TLRs受體的數(shù)量,抑制炎性因子產(chǎn)生發(fā)揮免疫耐受作用。③腸道某些共生菌如脆弱擬桿菌通過(guò)獨(dú)特基因信號(hào)直接促進(jìn)Foxp3(+)調(diào)節(jié)性T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生。研究發(fā)現(xiàn),給無(wú)菌小鼠補(bǔ)充脆弱擬桿菌可增加調(diào)節(jié)性T淋巴細(xì)胞的免疫抑制能力、介導(dǎo)抗炎因子IL-10、TGF-?產(chǎn)生。④腸道菌群對(duì)促進(jìn)新生兒期免疫Th1/Th2平衡發(fā)揮了重要的作用。John等對(duì)腸道菌群進(jìn)一步研究證實(shí),與陰道順產(chǎn)兒相比,剖宮產(chǎn)兒更易定植梭菌屬,研究顯示陰道菌群被認(rèn)為是最初的定植者的來(lái)源,出生5~10分鐘嬰兒的胃內(nèi)容物,與母親的宮頸類(lèi)似。剖宮產(chǎn)分娩的嬰兒顯示暴露在外部環(huán)境的細(xì)菌與來(lái)源于母體的細(xì)菌有很大差別,從而導(dǎo)致正常腸道菌群定植的延遲。目前研究認(rèn)為,分娩方式不同所導(dǎo)致腸道菌群結(jié)構(gòu)發(fā)生變化可增加今后某些疾病的發(fā)生率。Huurre A對(duì)陰道分娩和剖宮產(chǎn)兒1年的隨訪研究發(fā)現(xiàn),生后1個(gè)月時(shí)陰道分娩兒糞便中細(xì)菌總數(shù)高于剖宮產(chǎn)兒,其中雙歧桿菌差異最大,6個(gè)月時(shí)差別消失,并認(rèn)為剖宮產(chǎn)兒日后發(fā)生腹瀉和食物過(guò)敏風(fēng)險(xiǎn)大,但未闡明兩者間關(guān)系,有關(guān)腸道共生菌對(duì)過(guò)敏性疾病的保護(hù)作用有待進(jìn)一步研究。S.Thavagnanam和Bager進(jìn)行meta分析顯示,剖宮產(chǎn)可增加兒童日后支氣管哮喘發(fā)生率。EggesboM認(rèn)為剖宮產(chǎn)兒更易患IgE介導(dǎo)的食物過(guò)敏,但目前尚無(wú)直接免疫學(xué)證據(jù)解釋這一臨床現(xiàn)象。Frederika 對(duì)1176名不同分娩方式嬰兒的追蹤觀察發(fā)現(xiàn),剖宮產(chǎn)兒生后1個(gè)月腸道梭狀芽孢桿菌定植比例高,且此時(shí)期梭狀芽孢桿菌的定植比例與兒童期反復(fù)喘息和濕疹的發(fā)生呈正相關(guān)關(guān)系。
總之,剖宮產(chǎn)繞開(kāi)了母親的陰道,使嬰兒不能直接接觸母體菌群,代之以環(huán)境細(xì)菌,這些外來(lái)菌一旦早期定植在一段時(shí)期有可能成為腸道優(yōu)勢(shì)菌,產(chǎn)生所謂“定植抗力”延遲了腸道正常菌群的定植,剝奪了正常菌群對(duì)免疫系統(tǒng)刺激的關(guān)鍵期,增加剖宮產(chǎn)兒日后過(guò)敏性疾病、自身免疫性疾病的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。補(bǔ)充益生菌可糾正異常腸道菌群結(jié)構(gòu),在過(guò)敏性疾病的一級(jí)預(yù)防中發(fā)揮作用,但對(duì)于益生菌的菌種的選擇、使用劑量及遠(yuǎn)期效果還有待進(jìn)一步研究。因此,嚴(yán)格掌握剖宮產(chǎn)手術(shù)指征,尊重人體的自然性對(duì)于兒童的健康至關(guān)重要。
二、喂養(yǎng)方式對(duì)腸道菌群定植的影響
從營(yíng)養(yǎng)學(xué)角度來(lái)講,母乳喂養(yǎng)被認(rèn)為是嬰兒的最佳喂養(yǎng)方式。世界衛(wèi)生組織(WHO)推薦嬰兒母乳喂養(yǎng)至6個(gè)月,添加輔食后還可繼續(xù)母乳喂養(yǎng),母乳喂養(yǎng)的保護(hù)作用可持續(xù)到生后2年。已有研究證實(shí),喂養(yǎng)方式是影響腸道菌群定植的主要因素之一,母乳喂養(yǎng)和配方奶喂養(yǎng)兒腸道菌群的構(gòu)成存在差異。早期研究表明,母乳喂養(yǎng)嬰兒以雙歧桿菌為優(yōu)勢(shì),配方奶喂養(yǎng)兒菌群呈現(xiàn)多樣化,大腸埃希菌、類(lèi)桿菌數(shù)量較多,同時(shí)含又較多的梭菌、雙歧桿菌、葡萄球菌和其他腸道細(xì)菌。在日本一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),無(wú)論母乳喂養(yǎng)或人工喂養(yǎng)兒,腸道最初定植的均是需氧菌,厭氧菌定植在后。母乳喂養(yǎng)兒雙歧桿菌增長(zhǎng)迅速,生后第6天時(shí)就成為腸道優(yōu)勢(shì)菌,雙歧桿菌/腸桿菌比值約1000∶1,而人工喂養(yǎng)兒生后第6天雙歧桿菌仍不是腸道優(yōu)勢(shì)菌,雙歧桿菌/腸桿菌約1∶10,其他細(xì)菌如腸桿菌、類(lèi)桿菌、腸球菌含量均高于母乳喂養(yǎng)兒。母乳喂養(yǎng)嬰兒腸道中以雙歧桿菌占優(yōu)勢(shì)主要?dú)w功于母乳中含有能夠促進(jìn)雙歧桿菌生長(zhǎng)的寡糖(雙歧因子),這是一種天然益生元,在不同時(shí)期的母乳中含量不等,生后第4天時(shí)含量最高,約為2g/100ml,第30天和第120天時(shí)分別下降至20%和40%。此外,通過(guò)母乳可直接為嬰兒胃腸道輸送細(xì)菌,估計(jì)母乳中含有細(xì)菌10 9個(gè)/L,包括葡萄球菌、鏈球菌、雙歧桿菌和乳桿菌,這些細(xì)菌既來(lái)自乳腺導(dǎo)管,也可來(lái)自乳頭及其周?chē)つw。已經(jīng)證實(shí),母乳中的雙歧桿菌和乳桿菌是嬰兒腸道有益菌的重要來(lái)源之一。最近研究表明,母乳喂養(yǎng)兒與人工喂養(yǎng)兒厭氧菌群構(gòu)成無(wú)很大差別,這是由于配方奶的改進(jìn),在配方奶粉中已經(jīng)添加低聚果糖(FOS)、低聚半乳糖(GOS)等寡糖,使其更接近母乳。另外觀察生后1周左右的母乳喂養(yǎng)兒和人工喂養(yǎng)兒菌群的構(gòu)成是相同的,因?yàn)檫@個(gè)時(shí)期菌群的定植還不依賴(lài)于飲食結(jié)構(gòu)的變化。
近年來(lái),Illumina高通量測(cè)序技術(shù)又稱(chēng)新一代測(cè)序技術(shù)或第二代測(cè)序技術(shù),采用專(zhuān)有的可逆終止子測(cè)序化學(xué)方法對(duì)數(shù)百萬(wàn)片段進(jìn)行大規(guī)模測(cè)序的新型測(cè)序技術(shù),是目前用于腸道微生物研究最先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)。基因序列分類(lèi)顯示,98.9%以上基因?qū)儆诜啪€菌門(mén)( Actinobacteria)、擬桿菌門(mén)( Bacteroidetes)、厚壁菌門(mén)( Firmicutes)、變形菌門(mén)( Proteobacteria)4種菌門(mén),人類(lèi)腸道優(yōu)勢(shì)菌群的2個(gè)細(xì)菌門(mén)主要是擬桿菌門(mén)和厚壁菌門(mén)。母乳喂養(yǎng)嬰兒腸道以雙歧桿菌科為優(yōu)勢(shì)菌,人工喂養(yǎng)兒腸道菌群呈多樣化。采用Illumina測(cè)序技術(shù)觀察6個(gè)月內(nèi)不同喂養(yǎng)方式嬰兒腸道菌群的差異,發(fā)現(xiàn)母乳喂養(yǎng)嬰兒腸道以腸桿菌科細(xì)菌、韋榮球菌科、擬桿菌科為優(yōu)勢(shì)菌,雙歧桿菌科平均含量為8%,并非主要優(yōu)勢(shì)菌,但明顯高于人工喂養(yǎng)組。人工喂養(yǎng)兒糞便菌群呈多樣化改變,主要以腸桿菌科細(xì)菌和鏈球菌為優(yōu)勢(shì)菌,其他類(lèi)細(xì)菌所占比例少。研究認(rèn)為腸桿菌科細(xì)菌、韋榮球菌科、擬桿菌科、雙歧桿菌科是造成不同喂養(yǎng)方式嬰兒腸道菌群差異的主要菌群。腸桿菌科細(xì)菌在3種喂養(yǎng)方式嬰兒腸道中均為優(yōu)勢(shì)菌,但母乳喂養(yǎng)組含量明顯低于人工喂養(yǎng)組和混合喂養(yǎng)組;母乳喂養(yǎng)組韋榮球菌科所占比例明顯高于人工喂養(yǎng)組;人工喂養(yǎng)嬰兒糞便中擬桿菌科和雙歧桿菌科的含量很低,尤其是擬桿菌科。結(jié)論,人工喂養(yǎng)兒糞便微生物豐度較母乳喂養(yǎng)兒高,與Bezirtzoglou E研究結(jié)果相一致。目前關(guān)于不同喂養(yǎng)方式嬰兒腸道菌群差異機(jī)制的研究觀點(diǎn)很多,大多認(rèn)為母乳中含有一些細(xì)胞因子、免疫球蛋白、乳鐵蛋白、雙歧因子等,能促進(jìn)有益菌生長(zhǎng),抑制腸桿菌和致病菌的繁殖,增強(qiáng)機(jī)體免疫功能,而配方乳表現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)方面的缺陷。另外,也與母親的生活習(xí)慣、嬰兒的個(gè)體差異有關(guān)。研究證明食用發(fā)酵食物和素食的母親糞便中雙歧桿菌的數(shù)量比食肉食者要高,這是由于發(fā)酵食品、素食中含有雙歧因子、寡糖等能促進(jìn)雙歧桿菌生長(zhǎng)。
三、胎齡對(duì)腸道菌群結(jié)構(gòu)的影響
早產(chǎn)兒腸道菌群定植菌無(wú)論在時(shí)間、構(gòu)成和數(shù)量上均不同于足月兒,早產(chǎn)兒腸道不成熟,在NICU監(jiān)護(hù)并應(yīng)用抗生素均延遲正常菌群定植,為潛在致病菌定植提供機(jī)會(huì)。應(yīng)用抗生素對(duì)腸道菌群構(gòu)成有負(fù)面作用,主要抑制專(zhuān)性厭氧菌如雙歧桿菌和類(lèi)桿菌的生長(zhǎng)。抗生素藥動(dòng)學(xué)不同、家庭環(huán)境不同和腸道微生物種屬不同均對(duì)早產(chǎn)兒腸道菌群的定植產(chǎn)生影響。
1. 早產(chǎn)兒腸道菌群定植特點(diǎn)
新生兒腸道菌群定植是一個(gè)復(fù)雜過(guò)程,與足月兒相比,早產(chǎn)兒腸道乳酸桿菌數(shù)量減少,雙歧桿菌優(yōu)勢(shì)定植時(shí)間延遲,其程度與先前抗生素治療和在保育箱中時(shí)間有關(guān)。Blakey等對(duì)低出生體重兒出生3周內(nèi)咽喉、胃和糞便菌群分析發(fā)現(xiàn),其各層面菌群均與足月兒存在差異,早產(chǎn)兒喉部和胃菌群定植延遲到出生4天后,腸道菌群在生后4天才出現(xiàn)菌群的定植,以桿菌占優(yōu)勢(shì)如大腸桿菌和其他需氧革蘭陰性菌,約10%早產(chǎn)兒生后4天期間僅出現(xiàn)梭狀芽孢桿菌,其中大部分菌種是暫時(shí)的,如酪酸梭狀芽孢桿菌、產(chǎn)氣梭狀芽孢桿菌和辨梭狀芽孢桿菌在出生2周后定植才達(dá)頂峰。張琳研究已證實(shí)早產(chǎn)兒腸道正常菌群的定植明顯晚于足月兒,且達(dá)優(yōu)勢(shì)化時(shí)間也延遲。其主要原因是早產(chǎn)兒吸吮力弱,開(kāi)奶晚,攝入奶量少,加之消化道發(fā)育不成熟,使雙歧桿菌賴(lài)以生存的環(huán)境不完善,不能使其定植和繁殖。此外早產(chǎn)兒生后長(zhǎng)時(shí)間靜脈補(bǔ)液,抗生素治療及暖箱護(hù)理,這些措施可擾亂腸道微生態(tài)平衡和影響腸道菌群定植。Gewob等對(duì)29例出生體重<1000g早產(chǎn)兒生后第10、20、30天糞便菌群定量分析,第10天和第30天時(shí)糞便中陰溝腸桿菌、大腸埃希菌、糞腸球菌定植率較高,優(yōu)勢(shì)菌種為糞腸球菌、大腸埃希菌、表皮葡萄球菌、腸陰溝菌、肺炎克雷伯桿菌和溶血性葡萄球菌。Schwiertz等應(yīng)用PCR變性梯度凝膠電泳對(duì)29例NICU內(nèi)早產(chǎn)兒和15例母乳喂養(yǎng)足月兒出生數(shù)周內(nèi)糞便微生物菌群采用16S rDNA多樣性檢測(cè),發(fā)現(xiàn)早產(chǎn)兒出生后最初3天16S rDNA條帶很少,生后4天開(kāi)始增多,10天達(dá)穩(wěn)定,每個(gè)早產(chǎn)兒主要條帶變化幅度為5~20,大部分早產(chǎn)兒在出生2周后條帶模式相似,常見(jiàn)細(xì)菌是大腸埃希菌、腸球菌和肺炎克雷伯桿菌,足月兒生后5天16S rDNA條帶即達(dá)穩(wěn)定,條帶模式多變,個(gè)體間條帶相似性小,雙歧桿菌為主要菌種。表明早產(chǎn)兒與足月兒腸道菌群定植模式不同,早產(chǎn)兒腸道內(nèi)菌群定植延遲,腸道內(nèi)細(xì)菌種類(lèi)缺乏,尤其是乳酸桿菌和雙歧乳酸桿菌缺乏。其原因:①早產(chǎn)兒多生活在較潔凈環(huán)境(如無(wú)菌新生兒培養(yǎng)箱、重癥監(jiān)護(hù)室),可延遲乳酸桿菌和雙歧桿菌等腸道正常菌群定植,導(dǎo)致早產(chǎn)兒腸道菌種缺乏多樣性,使其定植模式易于改變,如出現(xiàn)抗生素耐藥菌種或抗生素治療后相應(yīng)菌種缺失,可導(dǎo)致革蘭陰性菌的過(guò)度生長(zhǎng)、黏附及轉(zhuǎn)移,使早產(chǎn)兒易患?jí)乃佬孕∧c結(jié)腸炎和敗血癥;②早產(chǎn)兒常需應(yīng)用抗生素,可抑制正常腸道菌群的定植;③由于早產(chǎn)兒吸吮能力差,胃容積較少,缺乏母乳喂養(yǎng),且很多早產(chǎn)兒還需靜脈營(yíng)養(yǎng),使其腸菌群定植明顯晚于足月兒,達(dá)優(yōu)勢(shì)化時(shí)間也延遲。對(duì)于早產(chǎn)兒,延遲的食物攝入和腸道菌群建立,以及腸道自身發(fā)育的不成熟,不僅對(duì)消化吸收功能造成影響,而且對(duì)機(jī)體免疫系統(tǒng)的建立和成熟出現(xiàn)延遲,易出現(xiàn)新生壞死性小腸結(jié)腸炎(NEC)、感染和過(guò)敏等相關(guān)疾病。
2. 早產(chǎn)兒腸道微生態(tài)生境的建立
胎兒腸道主要受羊水調(diào)控,在胎兒時(shí)期腸道蠕動(dòng)對(duì)調(diào)節(jié)腸腔環(huán)境不十分重要。早產(chǎn)兒消化系統(tǒng)發(fā)育不成熟,易受外界環(huán)境影響,不利于腸壁結(jié)構(gòu)的成熟和腸道蠕動(dòng)復(fù)合波的形成。胎兒食管上端和原始腸道蠕動(dòng)至少要到孕33周才出現(xiàn),腸道蠕動(dòng)復(fù)合波至少到孕34周才能記錄。早產(chǎn)兒生后腸道菌群的建立對(duì)于建立腸腔微生態(tài)生境和腸道蠕動(dòng)成熟至關(guān)重要。但由于早產(chǎn)兒腸道蠕動(dòng)緩慢,增加了腸道黏液層的厚度,影響了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)和吸收,特別是脂溶性營(yíng)養(yǎng)素的吸收。再則,由于早產(chǎn)兒胰腺和膽功能不成熟,腸道內(nèi)微環(huán)境偏酸,不利于大分子蛋白質(zhì)的消化和吸收,卻利于二肽和氨基酸的吸收。研究發(fā)現(xiàn),孕26~36周早產(chǎn)兒生后2天內(nèi)腸壁通透性明顯高于足月兒。腸壁高通透性不僅使腸道屏障功能下降,也不利于營(yíng)養(yǎng)素的主動(dòng)吸收,容易出現(xiàn)腸道并發(fā)癥,如新生兒NEC。腸內(nèi)喂養(yǎng)可促進(jìn)腸黏膜上皮發(fā)育,給予早產(chǎn)兒早期腸內(nèi)喂養(yǎng)是促進(jìn)宮外環(huán)境下小腸黏膜成熟、提高小腸吸收功能的有效方法。
3. 早產(chǎn)兒腸道細(xì)菌易位
腸道細(xì)菌易位指的是活菌、死菌及其產(chǎn)生的內(nèi)毒素穿透完整腸道屏障,或者細(xì)菌寄存部位發(fā)生變化的過(guò)程。早產(chǎn)兒的腸黏膜屏障功能不成熟,會(huì)引起腸壁通透性增加,有可能導(dǎo)致腸道微環(huán)境中的細(xì)菌、病毒和內(nèi)毒素進(jìn)入腸黏膜上皮細(xì)胞,造成腸道感染,甚至穿過(guò)腸壁進(jìn)入血液、器官及組織,造成全身感染。如果給予早產(chǎn)兒完全胃腸外營(yíng)養(yǎng),有可能增加腸道微環(huán)境內(nèi)革蘭陰性菌經(jīng)過(guò)腸壁進(jìn)入血液和其他器官機(jī)會(huì)。口服益生菌制劑可減少腸道細(xì)菌易位的發(fā)生。腸道細(xì)菌易位不僅與早產(chǎn)兒自身防御功能不成熟有關(guān),還與腸道微環(huán)境中需氧菌為優(yōu)勢(shì)菌群有關(guān)。研究表明,鼠李糖乳酸桿菌可減少大腸埃希菌K1A發(fā)生腸道細(xì)菌易位的機(jī)會(huì)。
4. 早產(chǎn)兒腸道菌群與相關(guān)疾病
①感染性疾病和NEC:由于早產(chǎn)兒腸道雙歧桿菌定植及達(dá)優(yōu)勢(shì)化時(shí)間晚,腸道定植抗力也低,有利于需氧或兼性厭氧菌的過(guò)度生長(zhǎng)及外襲菌的侵入,故早產(chǎn)兒感染發(fā)生率高、病死率高。新生兒壞死性小腸結(jié)腸炎(neonatal necrotizing enterocolitis,NEC)是常見(jiàn)的新生兒消化系統(tǒng)急癥,多見(jiàn)于早產(chǎn)兒。Badowicz等報(bào)道,125例NEC中足月兒僅占31.2%,NEC病死率約34%。國(guó)內(nèi)研究顯示NEC患兒足月兒構(gòu)成比略高,可能與環(huán)境與感染因素與有關(guān)。早產(chǎn)兒胃腸黏膜屏障薄弱,腸道菌群定植延遲,加之產(chǎn)前胎膜早破、腸道感染和全身敗血癥或使用大劑量廣譜抗生素后,腸道菌群失調(diào),易出現(xiàn)細(xì)菌過(guò)度繁殖,細(xì)菌易侵入受損傷的腸黏膜造成NEC。由此可見(jiàn),腸道菌群與NEC的發(fā)生存在密切關(guān)系,并影響其預(yù)后。由于早產(chǎn)兒胃腸發(fā)育不成熟、母乳喂養(yǎng)相對(duì)困難,以及受到早產(chǎn)兒相關(guān)疾病和藥物治療的影響,特別是抗生素的應(yīng)用,不僅使腸道菌群建立延遲,更為重要的是建立了以需氧菌為基礎(chǔ)的不健康腸道菌群。這不僅影響了早產(chǎn)兒對(duì)營(yíng)養(yǎng)素的攝取,而且影響了腸道及全身免疫系統(tǒng)的成熟,可能出現(xiàn)過(guò)敏,甚至出現(xiàn)NEC。不論堅(jiān)持母乳喂養(yǎng)或早產(chǎn)兒配方奶喂養(yǎng),在保證足夠營(yíng)養(yǎng)素的前提下,保證早產(chǎn)兒能夠獲得一定的益生元、谷氨酰胺、益生菌,可促進(jìn)腸黏膜屏障成熟、促進(jìn)正常腸道菌群的建立、預(yù)防過(guò)敏和NEC發(fā)生,為保證早產(chǎn)兒生后獲得良好的宮外生長(zhǎng)奠定基礎(chǔ)。②過(guò)敏性疾病:由于早產(chǎn)兒腸壁通透性高和腸道免疫系統(tǒng)不成熟,很難阻止食物中某些蛋白質(zhì),特別是牛乳蛋白,穿透腸壁進(jìn)入血液引起過(guò)敏。以長(zhǎng)鏈多不飽和脂肪酸為代表的某些脂肪及益生菌可作為免疫調(diào)節(jié)劑,通過(guò)對(duì)腸道屏障的保護(hù)下調(diào)炎癥反應(yīng),預(yù)防過(guò)敏。有研究表明,給早產(chǎn)兒提供長(zhǎng)鏈多不飽和脂肪酸、抗氧化劑和具有免疫原性且能透過(guò)腸壁的特殊蛋白質(zhì)碎片,再加上益生菌,可模擬健康嬰兒腸道的免疫狀況,預(yù)防過(guò)敏的出現(xiàn)。③抗生素應(yīng)用對(duì)腸道菌群的影響:新生兒早期接受抗生素治療明顯延緩腸道內(nèi)雙歧桿菌和乳酸桿菌的定植,并且耐抗生素的條件致病菌有可能取而代之。越來(lái)越多的研究表明,嬰兒腸道內(nèi)早期定植的菌群與成年期健康密切相關(guān)。盡可能減少在圍產(chǎn)期應(yīng)用抗生素,不僅利于嬰兒腸道菌群的建立,也利于對(duì)成年期健康的保護(hù)。目前臨床上多采用微生態(tài)療法,及早口服活菌制劑(雙歧桿菌和乳酸桿菌活菌制劑),幫助腸道正常菌群建立,減少疾病發(fā)生率。國(guó)內(nèi)微生態(tài)制劑預(yù)防早產(chǎn)兒NEC的研究同樣證實(shí)了上述結(jié)論。盡早補(bǔ)充雙歧桿菌,使其占據(jù)腸黏膜表面形成生物屏障,通過(guò)先入菌系的占位性控制,及早幫助腸道菌群的建立,減少或阻止致病菌的定居,對(duì)降低早產(chǎn)兒病死率有著積極的影響。
四、應(yīng)用抗生素對(duì)腸道菌群定植的影響
腸道自身環(huán)境和定植菌性質(zhì)決定了腸道菌群的構(gòu)成,抗生素廣泛應(yīng)用導(dǎo)致環(huán)境選擇壓力,耐藥菌株數(shù)量的多樣性以及耐藥強(qiáng)度都顯著增加。學(xué)者們不僅關(guān)注抗生素對(duì)環(huán)境的影響,更將抗生素耐藥基因的傳播以及對(duì)人體健康的影響作為關(guān)注的焦點(diǎn)。抗生素對(duì)治療感染性疾病具有重大意義,但母親生產(chǎn)時(shí)或新生兒以及嬰兒接受抗生素治療,可以延緩腸道菌群的建立,并改變腸道菌群的組成。長(zhǎng)期大量應(yīng)用抗生素可導(dǎo)致腸道菌群失調(diào)和雙重感染,降低正常菌群的定植抗力,有利于潛在致病微生物的生長(zhǎng),引起抗生素相關(guān)性腹瀉或結(jié)腸炎及真菌感染。Beunet等比較了不同藥動(dòng)學(xué)抗生素對(duì)足月兒和早產(chǎn)兒菌群的影響,發(fā)現(xiàn)生后2周左右沒(méi)有應(yīng)用抗生素小兒中約90%有雙歧桿菌定植,50%有類(lèi)桿菌定植。抗生素可抑制厭氧菌生長(zhǎng),可導(dǎo)致克雷伯桿菌的過(guò)度生長(zhǎng)或單一艱難梭菌和產(chǎn)氣莢膜桿菌生長(zhǎng)。由此可見(jiàn),抗生素雖然在治療感染性疾病上有著無(wú)可取代的作用,同時(shí)也對(duì)足月兒和早產(chǎn)兒腸道菌群產(chǎn)生抑制作用,不利于雙歧桿菌和早產(chǎn)兒乳酸菌的定植。John等也證實(shí)了上述觀點(diǎn),他們?cè)囼?yàn)中發(fā)現(xiàn)出生一個(gè)月內(nèi)使用抗生素的新生兒腸道雙歧桿菌和擬桿菌數(shù)量較未應(yīng)用抗生素嬰兒減少。對(duì)腸道定植菌群組成及菌群中攜帶耐藥基因的細(xì)菌數(shù)量和種類(lèi)以及對(duì)宿主的影響研究表明,長(zhǎng)期或短期應(yīng)用抗生素可導(dǎo)致腸道共生菌群組成變化,進(jìn)而對(duì)宿主產(chǎn)生的影響是多方面的,包括免疫系統(tǒng)發(fā)育、抗感染及多種代謝性疾病腸道菌群中耐藥基因的種類(lèi)及耐藥基因在腸道菌群中不同細(xì)菌之間的傳播,以及可能導(dǎo)致多種耐藥菌株的產(chǎn)生。目前國(guó)內(nèi)外報(bào)道最多的是抗生素耐藥基因在環(huán)境中的分布狀況,而在人體內(nèi)的分布狀況及其傳播途徑仍不十分清楚。文雯等分析了遵義市幼兒園3~5歲健康兒童腸道菌群耐藥基因攜帶情況顯示,在沒(méi)有明確使用四環(huán)素和大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)抗生素歷史的兒童中,幾乎所有樣本菌檢出四環(huán)素類(lèi)抗生素耐藥基因 tetB以及大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)耐藥基因ermB基因,說(shuō)明四環(huán)素類(lèi)抗生素抗性基因tetB及大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)耐藥基因 ermB基因不僅存在于環(huán)境中,也同樣存在于人類(lèi)的腸道菌群中。短期應(yīng)用頭孢類(lèi)抗生素兒童腸道菌群中耐β-內(nèi)酰胺酶類(lèi)抗生素耐藥基因 blaTEM明顯多于未應(yīng)用頭孢類(lèi)抗生素組。在兒童腸道菌群建立過(guò)程中,某些環(huán)境中攜帶有耐藥基因的細(xì)菌定植于腸道,短期使用某些抗生素如頭孢類(lèi)抗生素,會(huì)導(dǎo)致腸道菌群中攜帶有β-內(nèi)酰胺酶類(lèi)抗生素耐藥基因 blaTEM明顯。研究證實(shí)應(yīng)用抗生素改變了腸道正常菌群的定植,導(dǎo)致菌群失調(diào),在一定程度上影響嬰幼兒機(jī)體健康,更易患哮喘、過(guò)敏性疾病、NEC等。提倡醫(yī)師應(yīng)當(dāng)增加微生態(tài)意識(shí),保護(hù)機(jī)體生態(tài)環(huán)境,嚴(yán)格掌握適應(yīng)證和不良反應(yīng),合理應(yīng)用抗生素。
五、環(huán)境因素對(duì)腸道菌群定植的影響
嬰兒出生后的環(huán)境對(duì)腸道菌群定植起著非常重要的作用,腸道定植菌群的種類(lèi)和數(shù)量隨環(huán)境的不同各有差異,如分娩環(huán)境、出生后住院天數(shù)、有無(wú)姊妹等。不同國(guó)家或者同一國(guó)家不同醫(yī)院之間出生的嬰兒,其腸道菌群的構(gòu)成也不盡相同。John等做過(guò)一項(xiàng)詳細(xì)研究表明,除了分娩方式、喂養(yǎng)方式,應(yīng)用抗生素對(duì)腸道菌群有影響外,有無(wú)姊妹也影響腸道菌群的定植。結(jié)果顯示獨(dú)生子女腸道雙歧桿菌數(shù)量低于非獨(dú)生子。出生后住院天數(shù)在本研究中未顯示出有差異。英美等發(fā)達(dá)國(guó)家嬰兒糞便中雙歧桿菌和類(lèi)桿菌數(shù)量較印度、烏干達(dá)兒童高,而腸桿菌和鏈球菌的數(shù)量較低。在不同醫(yī)院出生的嬰兒其腸道菌群定植也有差異,這主要是與產(chǎn)科技術(shù)、消毒方法、衛(wèi)生條件等客觀條件有關(guān)。另有研究表明,在農(nóng)村出生與城市出生,在家庭出生和醫(yī)院出生的新生兒腸道菌群的組成不同。
綜上所述,嬰兒從出生后菌群的定植到以后菌群結(jié)構(gòu)的演變受到多種因素的影響,如分娩方式、喂養(yǎng)方式、孕齡、應(yīng)用抗生素、衛(wèi)生條件及地理環(huán)境等,這些因素不同程度的改變了腸道菌群的定植過(guò)程,盡管當(dāng)今研究結(jié)論不盡相同,與疾病的確切聯(lián)系沒(méi)有完全明確,但可以確定它們與嬰幼兒的生長(zhǎng)發(fā)育和多種疾病的發(fā)生有著很深的聯(lián)系,這就要求人們尊重人體的自然性、嚴(yán)格掌握剖宮產(chǎn)指征、合理應(yīng)用抗生素,提醒我們盡可能從微生態(tài)角度考慮疾病的發(fā)展與治療。
影響腸道菌群建立及其組成的因素見(jiàn)圖5-1。

圖5-1 影響腸道菌群建立及其組成的因素
推薦閱讀
- 小兒肛腸外科解剖與護(hù)理
- 兒童呼吸道病毒感染性疾病診治手冊(cè)
- 新生兒基因篩查
- 基層兒科實(shí)用培訓(xùn)教程
- 兒科學(xué)TBL教程
- 兒童心肌炎180問(wèn)
- 糖豆巧吃:糖尿病兒童飲食寶典
- 讓寶寶遠(yuǎn)離疾病
- 實(shí)用新生兒護(hù)理學(xué)手冊(cè)
- 兒童罕見(jiàn)病診療與管理
- 北京兒童醫(yī)院診療常規(guī):皮膚科診療常規(guī)(第2版)
- 北京兒童醫(yī)院診療常規(guī):口腔科診療常規(guī)(第2版)
- 兒童健康好幫手:兒童感染性疾病分冊(cè)
- 兒童繪人測(cè)驗(yàn)和50項(xiàng)能力測(cè)查手冊(cè)
- 兒童多動(dòng)癥