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肠道炎症是婴幼儿生命早期健康的主要威胁之一,母乳中的多种生物活性成分可与肠道菌群及免疫细胞相互作用,在肠道菌群的定植中发挥关键作用,并对早期肠道炎症和肠道健康产生积极影响。
肠道炎症对婴儿近期和远期健康的危害
肠腔表面有无数的绒毛或微绒毛,表面积可达到约250平方米[1],因此它与外界环境的接触较多,其中也包括环境中的有害因素。新生儿肠道免疫系统发育不成熟,不能很好地对抗外界环境中的有害因素,更易发生肠道炎症。严重的肠道炎症,可导致胃肠功能下降和损伤,最典型的例子是新生儿坏死性结肠炎(Necrotizing enterocolitis,NEC),它是最具破坏性的婴儿胃肠道疾病,也是导致新生儿死亡率升高的主要原因。此外,生命早期肠道炎症也会影响肠道菌群定植,从而增加远期全身慢性疾病(例如:糖尿病和哮喘)的潜在发生风险,并可能会导致大脑发育不良的结果[2]。
母乳中的生物活性成分在改善婴儿肠道炎症中的作用
新生儿肠道免疫系统尚未发育成熟,依赖母体被动免疫以对抗肠道炎症反应。母乳中的多种生物活性成分包括益生菌、母乳低聚糖(Human milk oligosaccharides,HMO)、免疫球蛋白、乳铁蛋白和多不饱和脂肪酸等可单独或协同发挥作用,减轻肠道炎症,共同维护婴儿肠道健康[3](图1)。
图1.母乳中微生物、免疫和代谢因素对肠道炎症调节作用的总结[2]
缩写:SC=分泌成分;TLR4=Toll样受体4;NF-κB=核因子-κB;PUFA=多不饱和脂肪酸
01、母乳中的微生物和低聚糖
首先,母乳中的微生物可以影响肠道菌群,进一步影响肠道炎症的调节。其次,母乳中特定的共生菌,如双歧杆菌和乳酸杆菌,可通过抑制促炎信号通路的激活,减少促炎细胞因子,降低肠道中的炎症反应[4]。
母乳低聚糖(HMO)作为肠道菌群的优质拍档,也在肠道炎症的调节中发挥着作用,HMO可结合婴儿肠道表面上表达的寡糖受体,调节免疫信号基因的表达,从而抑制黏膜表面的炎症。HMO还可作为益生元调节肠道共生菌群,并充当有害病原体的诱饵受体,及通过酸化肠腔来抑制感染,从而预防和减少炎症反应[5]。
02、母乳中的免疫相关蛋白和免疫调节因子
母乳中还含有免疫球蛋白、乳铁蛋白、乳粘素、溶菌酶等抗菌因子,它们可直接消灭病原体,消除急性炎症反应的触发因素,减轻肠道炎症[6]。它们还可间接抑制炎症反应,例如:乳铁蛋白可减少促炎细胞因子表达,调节肠道微生物群;乳粘素可阻断促炎信号传导,发挥降低炎症反应的作用。
而母乳中的多种生长因子和抗炎细胞因子,包括:表皮生长因子(Epidermal growth factor,EGF)、白细胞介素10(Interleukin-10,IL-10)、转化生长因子-β(Transforming growth factor,TGF-β)、血管内皮生长因子(Vascular endothelial growth factor,VEGF)等,可通过减少促炎细胞因子表达和阻止促炎信号通路的激活,减少炎症反应。母乳中也存在促炎细胞因子,包括肿瘤坏死因子α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素6(Interleukin-6,IL-6)、白细胞介素8(Interleukin-8,IL-8)等,但水平低于上述免疫调节细胞因子,也会随着时间的推移而减少,这表明母乳对炎症调节可以根据婴儿特定的免疫需求进行调整,部分炎症细胞因子对婴儿的生长发育有着促进及保护作用,例如:炎症因子白细胞介素1β(Interleukin-1,IL-1β)对婴儿湿疹具有一定的保护作用[7]。
03、母乳中的代谢相关因子
代谢相关因子是调节机体代谢的细胞因子、激素或酶的统称。这些代谢相关的因子也存在于母乳中,如脂肪因子:脂联素、瘦素等,它们除了发挥调节代谢的作用,还可通过调节免疫细胞功能,减轻肠道炎症。
母乳中还含有抗氧化作用的代谢因子,包括α-生育酚、β-胡萝卜素、半胱氨酸、抗坏血酸等,对维持婴幼儿肠道稳态也有积极作用。
母乳中还含有调节代谢的酶类,其中,抗蛋白酶包括α-1-抗胰蛋白酶、α-1-抗糜蛋白酶和弹性蛋白酶抑制剂被证实具有抗炎作用,它们可限制病原体进入体内的能力,从而抑制局部炎症[8]。
此外,母乳含有较高比例的ω-3多不饱和脂肪酸(ω-3 Polyunsaturated fatty acids,PUFA),被证明可以减少炎性细胞因子的产生。可降低炎症基因的转录和表达,调节免疫和炎症反应,同时促进抗炎共生菌的增殖[9]。
小结
母乳中的微生物、免疫和代谢成分已被证明可以在肠道炎症及NEC预防的机制中发挥重要作用。这些生物活性因子可共同促进婴儿健康的胃肠道功能,为母乳喂养的婴儿提供炎症调节和保护作用,并具有降低远期慢性炎症性疾病发生风险的潜在作用,对改善婴儿的短期和长期健康结局至关重要。
参考文献: