研究人员正在探索微生物组研究中令人兴奋的新领域;在这里,他们讨论了微生物组在生命早期健康中的重要作用。
当我们思考什么能让婴儿健康时,通常会想到均衡饮食、疫苗接种和定期看医生。然而,我们很少考虑到一种微观而强大的因素也在生命早期健康中扮演着重要角色:微生物组。
什么是微生物组?
微生物组主要存在于胃肠道中,但也分布在皮肤、口腔以及身体其他许多部位。这些数以万亿计的细菌、病毒和真菌在人类健康中发挥着重要作用,包括帮助消化食物、制造维生素、抵御有害微生物以及训练免疫系统。出生时,婴儿的微生物组基本上是一张“白纸”。它如何开始发展取决于许多因素,包括分娩方式、生活环境、环境暴露(例如抗生素)以及喂养方式。
第一年:快速变化的关键时期
对于婴儿来说,生命的第一年不仅是他们发育的关键时期,也是微生物组发展的关键阶段,这一过程对其健康具有长期影响。在出生期间及之后不久,婴儿从母亲及其周围环境中获取第一批微生物。顺产的婴儿会接触到母亲产道和肠道中的细菌,这些细菌通常包括大量的有益菌种类,如乳酸杆菌(Lactobacillus)、拟杆菌(Bacteroides)和双歧杆菌(Bifidobacterium)。而剖腹产出生的婴儿则有不同的起点,他们往往获得常见于皮肤上的细菌,如葡萄球菌(Staphylococcus)、痤疮丙酸杆菌(Cutibacterium)以及一些机会性病原体。然而,随着婴儿的成长,他们的微生物组迅速多样化并趋于成熟。到三至四岁时,其肠道微生物组开始与成人的相似。但第一年建立的基础可以为未来的健康结果奠定基调,影响过敏、哮喘、肥胖以及自身免疫疾病的发育。
母乳喂养如何支持健康的婴儿和微生物组
前六个月的早期纯母乳喂养被认为是大多数婴儿的最佳营养形式。除了提供营养外,母乳喂养在塑造婴儿微生物组和免疫系统方面也发挥了重要作用。例如,母乳中第三丰富的成分是人乳低聚糖(HMOs),这些糖分无法被婴儿消化,但可以被肠道细菌利用。HMOs滋养有益菌,尤其是双歧杆菌(Bifidobacterium),帮助它们生长和繁衍。研究表明,母乳喂养的婴儿通常拥有以双歧杆菌为主的肠道微生物组,特别是长双歧杆菌亚种婴儿型(B. longum subsp. infantis),这种菌与改善消化和抵御有害细菌相关。相比之下,配方奶喂养的婴儿往往拥有更多样化的肠道微生物组,其中包含较少有益甚至潜在有害的细菌。母乳还含有数百至数千种重要的抗菌成分(如乳铁蛋白、免疫球蛋白A、生物活性脂质)以及免疫增强成分,例如生长因子和抗炎因子,这些成分与微生物组协同作用,保护婴儿免受感染并支持健康的免疫发育和结果。
早产儿的微生物组
妊娠不足37周出生的早产儿在微生物组方面面临独特的挑战。由于早产儿通常会在新生儿重症监护室(NICUs)中远离父母,频繁接受抗生素治疗,且可能无法立即获得母乳,其肠道微生物组的发展轨迹与足月婴儿不同。因此,早产儿的肠道微生物组往往有益菌丰度较低,而潜在有害菌丰度较高。这种失衡,通常称为“生态失调”,使他们更容易受到严重感染和其他并发症的影响,例如坏死性小肠结肠炎(NEC),这是一种特别危险的胃肠道疾病。
医生和研究人员正在努力通过提供更多的母亲母乳以及谨慎评估抗生素使用需求来改善早产儿的微生物组。不过,在寻找最安全、最有效的方法支持这些脆弱的婴儿方面,仍有许多需要学习的地方。新兴研究还表明,母乳暴露以及安全促进有益菌如双歧杆菌在早产儿中的生长和定殖,可能有助于预防许多不良健康结果,包括NEC。
微生物组对长期健康的重要性
生命早期的微生物组在训练免疫系统区分有益和有害微生物方面起着关键作用,并与广泛的健康结果相关联。
一个平衡良好的微生物组可以帮助防止免疫系统对通常无害的事物(如花粉或某些食物)过度反应,从而避免过敏的发生。大量研究表明,母乳喂养的婴儿拥有更健康的微生物组,并且不太可能患上呼吸道感染、过敏、哮喘、肥胖、2型糖尿病、炎症性肠病以及自身免疫性疾病。
知识空白
南佛罗里达大学微生物组研究所的Pace博士、Ho博士及其他科学家在理解婴儿微生物组方面取得了巨大进展,并致力于解决许多未解问题:
- 哪些细菌对长期健康最重要?
- 母乳中的关键成分是什么?需要多少才能预防感染?
- 微生物组发育的改变如何导致疾病?
- 抗生素或疾病后恢复健康微生物组的最有效方法是什么?
- 如何在早产儿中安全有效地使用益生菌?
- 现代生活方式(如高度消毒的环境和饮食变化)对发育中的微生物组有何影响?
- 肠道微生物组、营养物质和婴儿之间的相互作用如何决定短期和长期结果?
微生物组研究的未来
南佛罗里达大学微生物组研究所的科学家们正在探索微生物组研究中令人兴奋的新领域。这包括基于人体来源细菌的下一代益生菌研究,以及母亲在怀孕期间和哺乳过程中自身的微生物组如何影响婴儿的微生物组和健康。个性化医疗方法可能会让医生有一天能够根据婴儿独特的微生物组量身定制治疗和营养干预措施。
随着我们了解得越多,有一件事变得清晰:通过促进和支持母乳喂养以及细致的医疗护理,支持生命早期微生物组的健康发展,可以对短期和长期健康结果产生深远影响。
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