婴儿的第一次排便能揭示其未来健康状况
研究揭示了出生后几天内进入婴儿肠道的物质对健康的惊人终身影响。
2017年，伦敦皇后医院病理学实验室的两名技术人员焦急地等待当天的邮件。在顺利的日子里，该实验室可能收到50个紧密包裹的包裹，每个包裹内都藏着一份珍贵样本——新生儿父母从婴儿尿布中精心刮取的微量粪便。
这些技术人员是“婴儿微生物组”研究的前线工作者，该研究旨在了解婴儿肠道微生物组（即消化道中数万亿微生物）如何影响其未来健康。2016年至2017年间，该实验室分析了3500名新生儿的粪便样本。粪便量巨大，但结果极具启发性。
“直到出生后大约三到四天，肠道中的微生物特征才真正显现，因此需要几天时间才能开始定植，”伦敦大学学院传染病流行病学教授、婴儿微生物组项目负责人尼格尔·菲尔德表示，“出生时你本质上是无菌的。对免疫系统而言，这是一个极其特殊的时刻，因为在此之前，所有身体表面从未接触过微生物。”
我们每个人在度过生命最初的几天后，都会形成肠道微生物组。科学家如今认为，这个由细菌、真菌和病毒组成的群落对我们的健康起着至关重要的作用。成年后，它们帮助分解难以消化的纤维，提供合成某些维生素所需的酶。仅仅通过存在，它们就能保护我们免受有害病原体侵害，而某些微生物甚至会释放天然抗生素来消灭入侵者。
健康肠道微生物组的益处远不止于此。新兴研究表明，功能良好的肠道微生物组可能预防焦虑、抑郁甚至阿尔茨海默病等神经退行性疾病。然而，硬币的另一面是，成年后“不健康”的肠道微生物组与一系列疾病相关，包括心血管疾病、结直肠癌、慢性肾病、糖尿病、炎症性肠病和肥胖症。
尽管科学家已对肠道细菌在成人健康中的作用进行了大量研究，但直到最近，它们对儿童健康的影响仍知之甚少。这种情况已经开始改变。
“定植婴儿肠道的首批微生物如同免疫系统的建筑师，”澳大利亚悉尼大学高级讲师、研究微生物组在生命早期免疫发育中作用的阿奇塔·米什拉表示，“它们帮助‘训练’身体区分敌友，教会免疫细胞如何耐受食物抗原和无害微生物，并对病原体发起防御。”
米什拉指出，前六至十二个月建立的细菌群落决定了过敏风险、儿童对疫苗的反应能力以及肠道屏障（即分隔肠道内容物与身体其他部分的层次）的功能。
“生命前一千天似乎是肠道微生物组留下持续数十年印记的关键窗口期，”米什拉强调。
面部沾满粪便
胎盘普遍被认为是一个无菌区域，这意味着胎儿在子宫内时没有肠道微生物组。相反，婴儿似乎主要从母亲的消化道继承细菌——而非此前认为的阴道。
“大自然建立了非常精密的方法来确立新生儿的肠道微生物组，”悉尼新南威尔士大学专攻胃肠道微生物组的高级讲师史蒂文·利奇表示，“想想分娩过程：婴儿头朝下出生，面朝母亲脊柱。从解剖学看，婴儿头部会推出母亲肠道内容物。因此，婴儿出生时面部会沾满粪便。”
肠道细菌似乎从出生那一刻起就开始影响健康。例如，菲尔德关于婴儿粪便的研究表明，生命早期拥有正确的肠道细菌可能帮助婴儿日后抵御病毒感染。该团队分析了600名婴儿在出生第四天、第七天和第二十一天的粪便样本，部分婴儿在六个月和一岁时进行了随访。
“最大的差异在于分娩方式，”菲尔德指出，“剖腹产婴儿与顺产婴儿的微生物组明显不同。”
这很合理，因为剖腹产婴儿错过了顺产婴儿享有的“面部沾满粪便”的过程。剖腹产手术当然是一种救命且常必要的医疗程序，但研究表明，这种方式出生的婴儿会错过可能保护他们免受呼吸道感染的有益细菌。
2019年的一项研究发现，出生后第一周，婴儿肠道通常由三大先锋菌种之一主导：长双歧杆菌（B. longum）、短双歧杆菌（B. breve）或粪肠球菌（E. faecalis）。
“你获得哪种菌种，会为后续定植婴儿的其他菌种设定轨迹，”菲尔德解释道。
到第七天，顺产婴儿的消化道中往往含有B. longum或B. breve，而剖腹产婴儿更可能被E. faecalis定植。顺产婴儿的肠道微生物组往往与母亲匹配，证实细菌主要来自母亲肠道而非阴道。与此同时，剖腹产婴儿体内含有更多与医院环境相关的细菌。
“E. faecalis是一种与机会性感染相关的细菌。如果你的免疫系统功能不佳，它可能引发疾病，”菲尔德说。
研究人员发现，顺产与剖腹产婴儿的肠道细菌差异在婴儿满一岁时基本消失。然而，有迹象表明，从第一天起拥有良好细菌能为婴儿带来健康优势。该团队追踪了1000多名婴儿，观察是否有入院记录。
“我们发现，肠道以B. longum为主导的婴儿，在生命头两年内因呼吸道感染入院的可能性，比B. breve婴儿和E. faecalis婴儿低约一半，”菲尔德表示。
换句话说，拥有B. longum似乎保护了部分顺产婴儿免受呼吸道疾病困扰。缺乏B. longum等有益肠道细菌，可能解释了为什么剖腹产婴儿患哮喘、过敏、自身免疫疾病和肥胖等炎症性疾病的轻微风险升高，尽管需要更多研究来证实这一点。
目前尚不清楚婴儿肠道细菌为何能保护他们免受感染，但一种主流理论认为，长双歧杆菌等双歧杆菌，或称为乳酸杆菌的其他有益细菌，擅长分解母乳中发现的复杂糖类——低聚糖。这些糖是母乳的主要成分，但婴儿自身酶无法消化。B. longum将这些糖转化为短链脂肪酸（SCFAs），后者被认为能调节免疫系统——可能帮助婴儿更好地抵抗感染。
SCFAs还能帮助教导婴儿免疫系统忽略和耐受无害刺激。换言之，它们引导免疫系统产生更具耐受性的免疫反应。
“在西方社会，我们不再暴露于致命细菌，”利奇表示，“因此我们看到的健康问题更多与过度活跃的免疫反应有关。”
双歧杆菌还被认为有助于创造对致病细菌更具敌意的肠道环境。与成人肠道不同，新生儿肠道是好氧的，意味着含有氧气，以支持肠道首次吸收营养。出生时，肠道既非酸性也非碱性（pH值中性）。
“问题在于，可能危害新生儿的细菌类型喜欢这种中性pH好氧环境，”利奇解释道，“双歧杆菌通过快速消耗氧气、创造厌氧环境并降低pH值来发挥作用。这限制了潜在有害细菌的生长。”
然而，科学家才刚刚开始理解这一切如何协同运作。“这可能比‘剖腹产较差而顺产较好’更为复杂，”菲尔德表示，“并非所有顺产婴儿都获得了与风险降低相关的细菌，也并非所有剖腹产婴儿都出现我们担忧的健康结果。”
微生物工程
尽管如此，这一发现引发了一个问题——我们是否应干预以给予婴儿（尤其是剖腹产婴儿）有益的微生物支持？“剖腹产拯救生命，因此我们的任务是安全精准地重建缺失的微生物组，”米什拉主张。
问题是如何实现。有时考虑的一种选择是“阴道 seeding”，即用阴道液擦拭新生儿皮肤和口腔，希望有益微生物能在婴儿肠道中定植。
这种做法日益流行，但专家警告其可能传播危险的传染性病原体：例如，超过四分之一的女性阴道中携带B族链球菌，对婴儿可能是致命的。此外，2019年婴儿微生物组研究表明，有益微生物实际上并非来自母亲阴道。
还有其他潜在的微生物组工程选项，如粪便微生物移植（也称为粪便移植）。这里，可将母亲的粪便转移到婴儿的胃肠道。已有一些前景良好的小规模试验，但该做法目前不被推荐。
“目前，我们不知道母亲的阴道或粪便微生物组是否是适合给予婴儿的正确选择，我认为存在风险——它可能无益，甚至造成我们尚未理解的危害，”菲尔德表示。
然而，益生菌补充剂已被证明是影响肠道菌群安全有效的方法。一些临床试验表明，它们可保护极度早产或低出生体重婴儿免受坏死性小肠结肠炎（一种主要影响早产儿的危及生命的肠道疾病）的侵害，其他研究则表明其可降低早产风险。但问题仍在于如何确定提供哪种细菌。
“任何在婴儿中建立微生物组的改变，都应聚焦于恢复或纠正人类干预对该过程的影响，”利奇表示，“阴道seeding和粪便微生物移植本质上只是不干净的益生菌。你根本不知道里面有什么，且存在风险。因此益生菌可能是正确方向。”
米什拉也表示口服益生菌可能最实用且安全，但指出结果差异很大，因为每个婴儿的肠道都是独特的。
她补充道，未来可能在于精准微生物干预，由婴儿的基因、饮食和免疫特征引导。“将其视为‘个性化微生物医学’，”她说。
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