【妇产每日一文】Gut Microbes：乳汁分泌状态影响纯母乳喂养婴儿肠道菌群

先前的研究发现，乳汁分泌状态与特定岩藻糖基化母乳低聚糖(HMOs)的存在有关。对于携带功能性α-1,2-岩藻糖转移酶2（FUT2，由分泌基因fut2编码）的母亲(Se+)来说，2’-岩藻糖基乳糖(2’FL)是其母乳中含量最丰富的HMO，而在未携带FUT2酶的母亲(Se-)中，2’FL含量低于检测下限。尽管母乳中低聚糖总浓度的生物变异性较低，但是单个HMOs浓度都表现出很高的个体间差异。考虑到HMOs是微生物发酵的重要底物，乳汁分泌状态对婴儿肠道菌群组成的影响一直是许多研究的焦点，然而很少有研究报道它是否能改变肠道微生物的发酵能力。

最近，一项发表在《Gut Microbes》上的一项研究调查了乳汁分泌状态对纯母乳喂养婴儿肠道菌群和粪便代谢物的影响。

研究设计

研究纳入160对印度尼西亚母婴，婴儿年龄为2~5.5个月。通过给予母亲一定剂量的氧化氘来确定婴儿为纯母乳喂养。收集婴儿粪便和母乳样本进行代谢组学分析和16s测序。

研究通过NMR光谱定量分析低聚糖(2’FL，3FL，LNFP Ⅰ，LNFP Ⅱ，LNFP Ⅲ，LDFT)来确定乳汁分泌状态并进行分组：

●分泌型Se+组：2’FL ≥ 200 μM时，n=113

●非分泌型Se-组：2’FL < 200 μM，n=47

研究结果

1. 不同乳汁分泌状态下婴儿肠道菌群在属水平的相对丰度差异

通过Mann-Whitney检验，Chao1和Shannon α多样性在Se+组和Se-组之间没有显著差异(Chao1 p=0.12, Shannon p=0.21)。

双歧杆菌是主要的属，其丰度在两组婴儿粪便中相似。其他大量存在的属包括拟杆菌属、柯林斯氏菌属、链球菌属和韦荣球菌属，在两组婴儿粪便中，未观察到这些分类群的相对丰度存在差异，此外其他相对丰度超过1%的分类群在两组婴儿中也没有差异。

2. 不同乳汁分泌状态下婴儿粪便代谢物的差异

■Se+组婴儿粪便中1,2-丙二醇含量较高

Se+组婴儿粪便中的2’FL、LDFT和1,2-丙二醇（一种由多种双歧杆菌产生的发酵副产物）含量显著高于Se-组（p<0.05，较小效应值0.16<|δ|<0.32）。另一种HMO相关结构N-乙酰葡糖胺(GlcNAc)在Se+组显著降低(p=0.05，δ=0.20)。据报道，不同种类的双歧杆菌具有不同的利用HMOs的能力和偏好，婴儿粪便中1,2-丙二醇浓度的差异表明两组双歧杆菌的种类和菌株水平存在差异。

■Se+组婴儿粪便中氨基酸及相关代谢物、琥珀酸盐和2‘-脱氧肌苷含量较低

Se+组婴儿粪便中的氨基酸和相关代谢物（甘氨酸、焦谷氨酸、4-羟基苯乙酸乙酯和2-羟基异戊酸）含量显著降低(p<0.05, 0.20< δ<0.24)，琥珀酸盐和2’-脱氧肌苷也是如此(p<0.05, 0.25<δ<0.29)，可能表明碳水化合物和氨基酸的发酵发生了变化。母乳中岩藻糖基化HMOs总体水平较低，可能导致微生物群发酵能力的轻微变化，进而导致特定细菌类群丰度的轻微变化。

3. 婴儿粪便代谢物与HMO和肠道菌群的相关性

■Se-组婴儿粪便1,2-丙二醇浓度与总岩藻糖基化HMOs浓度呈正相关

在Se-组中，观察到婴儿粪便1,2-丙二醇浓度与总岩藻糖基化HMOs浓度呈正相关(p<0.05)，而在Se+组则没有相关性。研究表明1,2-丙二醇的产生源于岩藻糖基化HMOs的发酵，当2’FL不存在时，生产可能会变慢。一旦产生一定量的1,2-丙二醇，就可能达到一个“稳态”。

■Se+组婴儿粪便中双歧杆菌和链球菌的相对丰度呈正相关

Se+组婴儿粪便中双歧杆菌和链球菌的相对丰度呈正相关（p<0.001），而在Se-组中无相关性。有趣的是，Se+组婴儿粪便中双歧杆菌和链球菌与粪便代谢物也有着相似的相关性，而在Se-组则没有相关性。

研究表明Se+组婴儿的这两种微生物类群之间可能存在相互影响。有研究报道，在脱脂牛奶中培养乳酸双歧杆菌和嗜热链球菌之间存在协同作用，菊粉由于其益生元和双歧功能，进一步改善了这种积极的相互作用。本研究中Se+相关的HMOs可能作为益生元，有利于某些具有协同关系的双歧杆菌和链球菌的生长。

■Se+组婴儿粪便中双歧杆菌与4-羟基苯基乳酸呈正相关

Se+组婴儿粪便中双歧杆菌与4-羟基苯基乙酸呈正相关(p<0.001），而在Se-组无相关性。进一步说明了两组双歧杆菌在种类和菌株水平上的差异。4-羟基苯基乙酸是酪氨酸的代谢产物，已被证明是由双歧杆菌在体外产生。

■Se+组婴儿粪便中双歧杆菌与乳酸呈正相关

Se+组婴儿粪便中双歧杆菌与乳酸之间呈正相关(p< 0.001)，而在Se-组中无相关性。据报道，双歧杆菌能够产生乳酸，该能力可能受到不同HMOs可用性的影响。

■两组婴儿粪便中双歧杆菌与吲哚-3-乳酸之间呈正相关

Se+组(p<0.001)和Se-组(p<0.05)婴儿粪便中双歧杆菌与吲哚-3-乳酸呈正相关。并且两组粪便中吲哚-3-乳酸浓度相似。色氨酸代谢物吲哚-3-乳酸已被证明是由长双歧杆菌婴儿亚种在HMO存在情况下产生的，然而吲哚-3-乳酸的产生并不一定依赖于HMOs的存在，因为多种双歧杆菌都能在培养基中产生吲哚-3-乳酸，这也解释了为何在两组中都观察到了正相关且吲哚-3-乳酸浓度相似。

4. Se+组婴儿样本采集前7天内咳嗽发生率较低

Se+组共有14.2%的婴儿报告咳嗽，而Se-组共有34.0%的婴儿报告咳嗽(p=0.004)。母乳喂养可以减少婴儿期和儿童期的呼吸道感染，其益处归因于HMOs的抗粘附功能。与3FL、6’-唾液酸乳糖(6’SL)和其他低聚糖相比，添加2’FL和乳酸-N-新四糖(LNnT)的婴儿配方奶粉显示出降低的婴儿下呼吸道感染风险，并且2’FL被证明是降低呼吸道合胞病毒载量和上皮细胞细胞因子最有效的HMO。

研究结论

乳汁分泌类型不会改变婴儿肠道菌群群落内(α)多样性、群落间(β)多样性以及属水平上细菌类群的相对丰度。但与Se-母亲喂养的婴儿相比，由Se+母亲喂养的婴儿粪便中琥珀酸盐、氨基酸及相关代谢物的含量较低，而1,2-丙二醇的含量较高。对于食用Se+母亲母乳的婴儿来说，双歧杆菌和链球菌的相对丰度之间存在相关性，并且这些属与粪便代谢物之间存在相关性，而在食用Se-母亲母乳的婴儿中没有观察到这一相关性。同时，食用Se+母亲母乳的婴儿咳嗽发生率也较低。

综上所述，研究结果显示了乳汁分泌类型对纯母乳喂养婴儿肠道菌群及其发酵能力的影响。不同于既往的研究，该项试验未观察到基于16s测序的婴儿肠道菌群组成的显著差异，表明在种类和菌株水平上可能存在差异，并且可能有其他因素在塑造肠道菌群及其功能中发挥作用。

参考文献

Wang A, Diana A, Rahmannia S, et al. Impact of milk secretor status on the fecal metabolome and microbiota of breastfed infants. Gut Microbes. 2023 Dec;15(2):2257273.

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