首頁資訊 Cell子刊：聚焦母乳前沿，4種微生物代謝物或可助力寶寶健康

Cell子刊：聚焦母乳前沿，4種微生物代謝物或可助力寶寶健康

來源：泰然健康網(wǎng) 時間：2024年12月19日 02:18

編者按：

母乳含有豐富的營養(yǎng)，對于寶寶的生長發(fā)育至關(guān)重要。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，母乳中存在的某些微生物代謝物或許也發(fā)揮著重要的作用。

今天，我們特別編譯發(fā)表在 Trends in Microbiology 雜志上題為 Microbial metabolites：the next frontier in human milk 的文章。希望本文能夠為相關(guān)的產(chǎn)業(yè)人士和諸位讀者帶來一些啟發(fā)和幫助。

母乳中的微生物代謝產(chǎn)物

越來越多的研究正在將微生物代謝產(chǎn)物用于治療多種微生物組相關(guān)疾病1。但是，目前為止，表征母乳中這些物質(zhì)及其對于嬰兒健康潛在影響的研究仍然有限。

母乳中存在的微生物代謝產(chǎn)物可能對于母乳喂養(yǎng)的嬰兒具有免疫或代謝調(diào)節(jié)作用，因此這是一個重要的研究領(lǐng)域。盡管目前這一領(lǐng)域的研究很少，但是越來越多的證據(jù)表明，微生物代謝產(chǎn)物在母乳中是存在的。另一些證據(jù)則表明，這些代謝產(chǎn)物可能會對母乳喂養(yǎng)的嬰兒生長發(fā)育過程產(chǎn)生影響。

本文我們重點描述了 4 類可能會對嬰兒健康產(chǎn)生影響的關(guān)鍵微生物代謝產(chǎn)物。

由于這些物質(zhì)都是膳食纖維、氨基酸等膳食組分經(jīng)由微生物代謝產(chǎn)生的，所以我們猜測它們在母乳中的含量受到母體膳食影響?；诖耍⑸锝M相關(guān)的代謝產(chǎn)物可能是哺乳期的一個重要靶標(biāo)，可以幫助我們改善嬰兒的健康。

① 短鏈脂肪酸（SCFAs）

多種腸道細(xì)菌都可以代謝膳食纖維產(chǎn)生 SCFAs。因此，腸道微生物組產(chǎn)生的 SCFAs 的組分和含量，受到攝入纖維的種類和數(shù)量以及腸道微生物組組成的共同影響。

SCFAs 可以作為宿主的能量底物或信號分子發(fā)揮作用。通過與 G 蛋白偶聯(lián)受體的互作以及對組蛋白脫乙酰酶的抑制作用，SCFAs 可以引發(fā)機體的一系列反應(yīng)。SCFAs 能夠促進(jìn)調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞（Tregs）和免疫耐受，也能夠抑制炎癥反應(yīng)，并通過維持腸道屏障完整性，來調(diào)節(jié)生命早期階段的免疫系統(tǒng)功能2。SCFAs 還能夠通過抑制食欲、調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝（如增加脂肪氧化，減少脂肪合成和儲存）以及調(diào)節(jié)血糖穩(wěn)態(tài)，來影響宿主代謝2。

因此，SCFAs 是預(yù)防或調(diào)節(jié)如過敏性疾病、肥胖等非傳染性疾病（NCDs）的關(guān)鍵性物質(zhì)。事實上，目前有一些臨床試驗正在評估 SCFAs 治療多種 NCDs 的潛力1。

許多研究都表明，母乳中 SCFAs 的水平個體差異很大3。母乳中的 SCFAs 可能是由腸道細(xì)菌產(chǎn)生并通過血液循環(huán)運送到乳腺的。它們也可能是由母乳中的細(xì)菌產(chǎn)生的，但目前尚無試驗依據(jù)支持這種可能性。

越來越多的證據(jù)表明，生命早期暴露于母體的 SCFAs，可以促進(jìn)免疫耐受。在嚙齒動物中，母體孕期和哺乳期采取高膳食纖維/益生元飲食，可以降低后代發(fā)生過敏性呼吸道疾病的概率4-5。給母體直接補充含有乙酸鹽的膳食補充劑，也獲得了相同的實驗結(jié)果4，這表明了這種 SCFA 對于免疫健康發(fā)育的核心作用。

在人體中，類似地，母親孕期時血漿中乙酸鹽的高含量與嬰兒出生后第一年中哮喘發(fā)生的風(fēng)險降低有關(guān)4。

母乳中的 SCFAs 還可能會影響嬰幼兒的身體發(fā)育。乳中的 SCFAs 與嬰兒一歲內(nèi)的體重、體重指數(shù)（BMI）以及皮褶厚度呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)6。這一發(fā)現(xiàn)并不讓人意外，因為 SCFAs 與抑制食欲、血糖穩(wěn)態(tài)和脂肪氧化有關(guān)7。因此，母乳中存在的 SCFAs 可能解釋了母乳喂養(yǎng)帶來的預(yù)防肥胖的作用。

盡管 SCFAs 與膳食之間存在聯(lián)系，但是尚無研究評估母體飲食對于母乳中 SCFAs 的組成的影響。不過，不同地區(qū)的母親母乳中 SCFAs 的組成有著很大的差異，這提示了膳食所帶來的影響。特別是，相比于身處采納典型西方飲食的國家（如美國），身處在常食用發(fā)酵食物的國家（如日本和挪威）的母親，其母乳中的 SCFAs 水平會更高3。

考慮到 SCFAs 對于生命早期健康發(fā)育的重要性，上述這一發(fā)現(xiàn)應(yīng)當(dāng)通過飲食干預(yù)試驗來進(jìn)行更深入的研究探索，如控制母親膳食中的纖維攝入量，然后評估母乳中 SCFA 水平的變化。此外，也需要有更多研究對母乳中 SCFAs 水平與母體腸道微生物組產(chǎn)生 SCFA 能力的相關(guān)性進(jìn)行分析。

② 吲哚

吲哚是腸道細(xì)菌代謝色氨酸的產(chǎn)物。這類物質(zhì)可以通過與芳香烴受體（AhR）和膽汁酸受體（FXR）的互作，影響宿主生理機能8。吲哚對先天免疫、抑制炎癥、清除自由基和維持腸道免疫屏障完整性很重要8。

對于完全進(jìn)行母乳喂養(yǎng)的嬰兒來說，母乳是色氨酸的唯一來源，但是，目前尚未從母乳中分離出吲哚類物質(zhì)。不過，在母乳和嬰兒腸道中存在的典型細(xì)菌種類都已被證明能夠在體外產(chǎn)生吲哚-3-乳酸（ILA）9-10。

ILA 在人工培養(yǎng)的嬰兒腸道細(xì)胞和成人腸道細(xì)胞中都表現(xiàn)出了抗炎癥作用9-10。當(dāng)使用母乳寡糖時，嬰兒雙歧桿菌會產(chǎn)生更多的 ILA11，而母乳喂養(yǎng)的嬰兒相比于配方奶粉喂養(yǎng)的嬰兒，糞便和尿液中的 ILA 含量顯著更高12。

總的而言，這些證據(jù)表明，ILA 可能是嬰兒腸道或母乳中雙歧桿菌中產(chǎn)生的重要的吲哚類物質(zhì)。未來的研究應(yīng)當(dāng)研究母乳中的吲哚類物質(zhì)，特別是 ILA，以確定其是否存在，并研究它們與母親和嬰兒健康之間的關(guān)聯(lián)。

③ 12,13-DiHOME

12,13-二羥基-9Z-十八碳烯酸（12,13-DiHOME）是亞油酸代謝的終產(chǎn)物，是一種與哮喘和過敏發(fā)生密切相關(guān)的脂氧化物。在患有繼發(fā)性過敏、濕疹或哮喘的一周齡嬰兒的糞便中，這種物質(zhì)顯著增加13-14。

離體實驗表明，12,13-DiHOME 能夠在樹突狀細(xì)胞中調(diào)節(jié) PPAR-γ 介導(dǎo)的基因表達(dá)，以劑量依賴性的方式減少調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞的比例13，并減少樹突狀細(xì)胞中抗炎白細(xì)胞介素-10（IL-10）的分泌14。經(jīng) 12,13-DiHOME 預(yù)處理的小鼠在暴露于蟑螂抗原后，炎癥反應(yīng)增加，肺部的調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞水平下降，過敏反應(yīng)加劇14。

除了會對免疫系統(tǒng)有所影響之外，母乳中的 12,13-DiHOME 也與嬰兒的機體組成相關(guān)。Wolfs 等最近報道發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)后第一個月乳中 12,13-DiHOME 與嬰兒 0-6 個月皮下脂肪和 BMI 的增加呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)15。

④ 甲胺

三甲胺（TMA）是腸道細(xì)菌代謝膽堿的產(chǎn)物。TMA 會在肝臟中被轉(zhuǎn)化為氧化三甲胺（TMAO），然而人體腸道中的細(xì)菌能夠?qū)?TMAO 再還原為 TMA。TMA 和 TMAO 與一系列代謝疾病和心血管疾病具有相關(guān)性，包括胰島素抵抗、脂肪性肝病和動脈粥樣硬化1。

盡管母乳中存在較高濃度的游離膽堿，但是目前僅有一項研究在母乳中發(fā)現(xiàn)了 TMA16。該研究在初乳和母乳中檢測出了低含量的 TMA（＜5ppm）。牛奶中也同樣發(fā)現(xiàn)了 TMA 的存在17，這表明了哺乳動物腸道中產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物很可能會被轉(zhuǎn)運到乳腺中。

未來還需要更深入的研究對母乳中的 TMA 進(jìn)行表征，特別是對于其與母體飲食和嬰兒長期心血管及代謝狀況之間的關(guān)系。母體膳食中的膽堿攝入量很可能會影響母乳中 TMA/TMAO 的水平。因此，研究素食飲食和雜食飲食的母親母乳中的 TMA/TAMO 可能會很有意義。

新療法與新靶標(biāo)

近年來，非傳染性疾病的發(fā)生率不斷增加，這使得很多人開始探索生命早期的微生物組是否是造成這些疾病的潛在原因。

然而，現(xiàn)在的研究應(yīng)當(dāng)不再局限于細(xì)菌，而應(yīng)從一個更為整體、功能化的視角來看帶生命早期的人類微生物組，這其中就包括了細(xì)菌代謝的產(chǎn)物。這將會為生命早期微生物組的動態(tài)變化以及發(fā)育過程帶來更為深入的理解。

重要的是，對于進(jìn)行母乳喂養(yǎng)的母嬰而言，我們需要表征母親微生物、母乳中細(xì)菌代謝產(chǎn)物與嬰兒生長發(fā)育之間的關(guān)系。

要確定潛在的有效代謝產(chǎn)物，評估膳食干預(yù)對于母乳中這些組分的調(diào)節(jié)作用，并表征這些代謝產(chǎn)物對于嬰兒生長發(fā)育的作用，這一領(lǐng)域仍然需要更深入的研究。

未來的研究可以圍繞以下問題開展：

? 母體腸道微生物組產(chǎn)生的哪些代謝產(chǎn)物會被運送到乳腺？

? 乳腺中是否會產(chǎn)生一些細(xì)菌代謝產(chǎn)物？

? 母乳中來自母體的細(xì)菌代謝產(chǎn)物在經(jīng)過嬰兒消化道后，還有多少可以被腸道吸收？

? 母乳中細(xì)菌代謝產(chǎn)物對于嬰兒的健康及免疫/代謝發(fā)育的影響程度如何？

? 可以通過膳食干預(yù)或靶向補充來調(diào)節(jié)母乳中膳食來源的細(xì)菌代謝產(chǎn)物的水平嗎？

? 目前，許多臨床試驗正在將天然存在的細(xì)菌代謝產(chǎn)物作為“后生元”用于治療微生物組相關(guān)的非傳染性疾病。那么這種方法是否也能改善高疾病風(fēng)險嬰兒的免疫和代謝發(fā)育，從而減少此類疾病的發(fā)生率？

研究母乳中微生物組相關(guān)的代謝產(chǎn)物，未來仍然需要更多的靶向和非靶向代謝研究。本文中所舉的例子凸顯了細(xì)菌代謝產(chǎn)物對于關(guān)鍵發(fā)育窗口（即哺乳期）的免疫和代謝功能發(fā)育的潛在作用。母親的細(xì)菌代謝產(chǎn)物也意味著在哺乳期進(jìn)行靶向的“后生元”干預(yù)具有一定前景。或許，可以通過調(diào)節(jié)母親的飲食或是直接補充關(guān)鍵代謝產(chǎn)物來實現(xiàn)改善嬰兒健康這一目標(biāo)。

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原文鏈接：

Stinson L F, Geddes D T. Microbial metabolites: the next frontier in human milk[J]. Trends in Microbiology, 2022. DOI: 10.1016/j.tim.2022.02.007

作者｜Lisa F. Stinson和Donna T. Geddes

編譯｜C。

審校｜617

編輯｜咲

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