1、新生兒腸道微生態(tài),皖南醫(yī)學(xué)院弋磯山醫(yī)院 陳愛斌,內(nèi)容提要,人體腸道微生態(tài)學(xué)研究進(jìn)展 新生兒腸道微生態(tài)的建立和演化 早產(chǎn)兒腸道微生態(tài)的特點(diǎn) 微生態(tài)制劑在新生兒臨床中的應(yīng)用,人類的腸道,宿主細(xì)胞,營養(yǎng)物質(zhì),微生物菌群,腸道微生態(tài)系統(tǒng),種類 超過 400種 數(shù)量 超過1014個 200萬 基因 (microbiome) 作用 營養(yǎng)、生理和免疫調(diào)節(jié),消化道菌群分布和數(shù)量,影響因素,環(huán)境酸堿度 酶的活性 在消化道內(nèi)通過時間,腸道細(xì)菌的種類,有益菌 數(shù)量最大，隨年齡和機(jī)體狀況而變化 代表細(xì)菌：雙歧桿菌、乳酸桿菌 寄生部位：腸壁深層 中間菌 數(shù)量介于有益和有害菌之間 代表細(xì)菌：大腸桿菌 寄生部位：腸壁中層

2、有害菌 數(shù)量最少，多為過路菌 如：葡萄球菌 寄生部位：腸壁淺層,腸道菌群特點(diǎn),必需性 多樣性 個體差異性 菌種 菌株 動態(tài)平衡性 可變性 組成 數(shù)量,腸道菌群的定植機(jī)制(1),粘蛋白(mucin) 多聚糖結(jié)構(gòu) 黏附素(adhesins) 細(xì)菌接觸位置 先天性細(xì)菌黏附位點(diǎn) 遺傳基因 細(xì)菌糖苷酶的作用 新黏附位點(diǎn)的建立,腸道菌群的定植機(jī)制(2),細(xì)菌和宿主細(xì)胞之間的對話細(xì)胞微生物學(xué),細(xì)菌化學(xué)性信息,細(xì)胞糖基轉(zhuǎn)移酶表達(dá)和活性改變,粘蛋白醣基黏附位點(diǎn)變構(gòu),新的細(xì)菌黏附位點(diǎn)出現(xiàn),新細(xì)菌腸道定植,細(xì)菌之間的相互對話quorum sensing,細(xì)菌釋放信號分子,環(huán)境中信號分子濃度超過閾值,影響其他細(xì)菌基因

3、調(diào)節(jié)系統(tǒng),細(xì)菌基因的激活、阻遏和去阻遏,細(xì)菌的信號分子,革蘭氏陰性細(xì)菌 N?；呓z氨酸內(nèi)酯 (N-acylhomoserine lactone) 革蘭氏陽性細(xì)菌 信息肽 (Pheromone peptides),基本機(jī)制,消耗和競爭相同的作用底物 競爭粘蛋白的黏附受體位置 產(chǎn)生生理性的限制環(huán)境 產(chǎn)生對其他細(xì)菌有毒性作用的代謝產(chǎn)物 產(chǎn)生抗生素樣物質(zhì)，如細(xì)菌毒素 產(chǎn)生作用于存活細(xì)菌編碼基因的信號分子,阻止外界進(jìn)入的任何新的細(xì)菌菌株在腸道內(nèi)的定植,腸道微生態(tài)系統(tǒng)與整體免疫,腸道粘膜屏障的組成部分 刺激腸道Paneth細(xì)胞產(chǎn)生防御素(defensins) 促進(jìn)腸道和全身免疫系統(tǒng)的發(fā)育成熟 免疫耐受和調(diào)

4、節(jié)作用,腸道微生態(tài)和系統(tǒng)免疫,腸道相關(guān)性淋巴組織GALT,Toll-Like Receptors (TLRs): 連接腸道菌群和腸道免疫的橋梁,TLRs是一組位于腸道上皮細(xì)胞表面的分子，至少有10種 這些受體可以識別黏附于腸道上皮表面細(xì)菌的特殊抗原結(jié)構(gòu) TLR-4是脂多糖 (LPS ) 受體 可能部分通過NF-B途徑激活腸道上皮細(xì)胞來誘導(dǎo)腸道免疫,腸道微生態(tài)和細(xì)胞免疫,益生菌對新生兒免疫系統(tǒng)的影響,體液免疫 腸道粘膜內(nèi)免疫細(xì)胞的發(fā)育成熟 IgA和特異性IgG分泌 細(xì)胞免疫 TH細(xì)胞應(yīng)答 巨嗜細(xì)胞吞噬活性 NK細(xì)胞活性,新生兒腸道微生態(tài)系統(tǒng)建立的意義,營養(yǎng)物質(zhì)的分解、合成和吸收 腸道系統(tǒng)發(fā)育成熟

5、 局部和全身免疫系統(tǒng)的發(fā)育成熟 免疫耐受的形成,影響因素 出生方式 經(jīng)陰道順產(chǎn) vs 剖腹產(chǎn) 周圍環(huán)境 發(fā)展中國家 vs 發(fā)達(dá)國家 攝入食物 母乳喂養(yǎng) vs 人工喂養(yǎng),新生兒腸道微生態(tài)系統(tǒng)的演化,初始期 母乳（配方乳）喂養(yǎng)期 輔食添加期 斷乳期,應(yīng)用PCR-DGGE技術(shù)檢測新生兒腸道菌群的演化實(shí)例1,應(yīng)用PCR-DGGE技術(shù)檢測新生兒腸道菌群的演化實(shí)例2,腸道微生態(tài)系統(tǒng)的干預(yù),益生素 (prebiotics) 益生菌 (probiotics) 合生素 (synbiotics),益生菌的應(yīng)用范圍,乳糖吸收不良 復(fù)發(fā)性艱難梭狀芽胞桿菌性腹瀉和抗生素相關(guān)性腹瀉 病毒相關(guān)性腹瀉如輪狀病毒感染 過敏性疾

6、病,益生菌在新生兒中可能的應(yīng)用對象,經(jīng)剖腹產(chǎn)出生 早產(chǎn)兒 應(yīng)用抗生素 有醫(yī)院內(nèi)感染危險 對抗生素存在耐藥 人工喂養(yǎng),母乳喂養(yǎng)和腸道微生態(tài),低聚糖(oligosaccharides)和復(fù)合糖(glycoconjugates)促進(jìn)雙歧桿菌的生長 母乳喂養(yǎng)的嬰兒腸道菌群的穩(wěn)定性高,新生兒腸道微生態(tài)和過敏性疾病the KOALA Birth Cohort Study,John Penders, Carel Thijs, et al. Gut 2010;56;661-667,益生菌在疾病預(yù)防中的作用,動物實(shí)驗(yàn)：腸道內(nèi)補(bǔ)充乳酸桿菌(Lactobacillus GG)可以減少耐藥性大腸桿菌(E. coli

7、K1A)在腸道內(nèi)定植數(shù)量和發(fā)生細(xì)菌腸外移位的頻率 預(yù)防性應(yīng)用乳酸桿菌(Lactobacillus GG)可以減少住院嬰幼兒(1月至3歲)發(fā)生院內(nèi)感染性腹瀉，特別是輪狀病毒感染的危險,在新生兒出生后給與補(bǔ)充非致病性大腸桿菌類益生菌可減少新生兒出生后10或20年內(nèi)過敏性疾病和反復(fù)感染的發(fā)生率 在孕婦和乳母中應(yīng)用益生菌可能減少嬰幼兒發(fā)生過敏性濕疹的風(fēng)險,06月 生長 Wt Lt Hc 無差異 呼吸道感染 66% vs 68% 中耳炎 15% vs 19% 胃腸炎 13% vs 14% 抗生素應(yīng)用 23% vs 28%; OR: 0.74; 95% CI:0.551.00; P .049 724月 呼

8、吸道感染 93% vs 97%; OR: 0.49; 95% CI: 0.270.92; P .023 次數(shù) 3.7 vs 4.2; ratio: 0.87; 95% CI: 0.79 0.97; P .009 中耳炎 72% vs 76% 次數(shù) 1.7 vs 1.9; ratio: 0.89; 95% CI: 0.781.01; P .068 胃腸炎 74% vs 71% 抗生素應(yīng)用 80% vs 83%,益生菌對過敏性疾病的初級預(yù)防,具有過敏性疾病家族史德國新生兒 Lactobacillus GG 1*1010/d 產(chǎn)前孕婦應(yīng)用46周 乳母應(yīng)用3月 母乳喂養(yǎng)*3M 嬰兒應(yīng)用6月,Kopp

9、MV, Hennemuth I, Heinzmann A, et al. Pediatrics 2008;121;e850-e856,早產(chǎn)兒腸道微生態(tài)系統(tǒng),早產(chǎn)極低體重兒腸道菌群的特點(diǎn),定植時間延遲 種類減少 正常成人 400 早產(chǎn)兒 20 比例失衡 潛在致病菌/有益菌 抗生素耐藥菌株 可能原因：無菌環(huán)境 抗生素應(yīng)用 腸道喂養(yǎng)延遲 非母乳喂養(yǎng),極低體重早產(chǎn)兒腸道菌群建立的影響因素,日齡,喂養(yǎng)方式,抗生素應(yīng)用對于極低體重早產(chǎn)兒腸道菌群的影響,細(xì)菌種類,細(xì)菌數(shù)量,Gewolb IH, Schwalbe RS, Taciak VL, et al. Arch Dis Child Fetal Neona

10、tal Ed 2011; 80:F16773,早產(chǎn)兒應(yīng)用益生菌的潛在益處,降低腸道通透性 增強(qiáng)粘膜對于細(xì)菌和細(xì)菌產(chǎn)物的屏障作用 提高腸道局部和全身性的免疫機(jī)能 使腸道微生物菌群 “正常化” 保護(hù)腸道粘膜不受致病菌定植 增加抗炎癥性細(xì)胞因子 促進(jìn)腸道營養(yǎng),益生菌在早產(chǎn)極低體重兒腸道內(nèi)的定植,益生菌應(yīng)用促進(jìn)早產(chǎn)極低體重兒的腸內(nèi)喂養(yǎng),益生菌應(yīng)用促進(jìn)早產(chǎn)極低體重兒的體重增長,益生菌的作用,雙歧桿菌作用薈萃,早產(chǎn)兒NEC與腸道微生態(tài),NEC發(fā)病機(jī)制中的重要因素,宿主的發(fā)病易感因素 分泌性 IgM水平 血小板激活因子(PAF)水平 缺氧 and/or 缺血性損傷 腸道細(xì)胞的成熟度 胃腸道的細(xì)菌存在,胃腸道

11、的細(xì)菌異常定植 - 腸道菌群的異位傾向 缺乏腸道競爭菌群 腸道粘膜分化的影響 產(chǎn)前激素應(yīng)用 粘膜的成熟 母乳喂養(yǎng) 粘膜屏障 PAF 乙酰水化酶的活性,應(yīng)用益生菌預(yù)防NEC的可能機(jī)制,減少潛在致病菌在腸道粘膜的定植 增強(qiáng)對于細(xì)菌和細(xì)菌產(chǎn)物跨粘膜移位的屏障作用 競爭性排除潛在致病菌 調(diào)節(jié)宿主反應(yīng) 增強(qiáng)腸道營養(yǎng),臺灣多中心研究,臺灣 7個NICU VLBWI 434例 方法同前 NEC+死亡： 4/217 vs 20/217 NEC： 4/217 vs 14/217 未發(fā)現(xiàn)副反應(yīng),Lin HC，Hsu CH, Chen HL, etc. Oral Probiotics Prevent Necroti

12、zing Enterocolitis in Very Low Birth Weight Preterm Infants: A Multicenter, Randomized, Controlled Trial. PEDIATRICS 122 (4) 2008: 693-700,結(jié)論,益生菌的應(yīng)用可能降低早產(chǎn)兒NEC的發(fā)病風(fēng)險 不同的益生菌菌種和菌株的選擇、具體劑量和應(yīng)用療程尚未明確 需要更大規(guī)模的多中心隨機(jī)雙盲對照試驗(yàn)以明確益生菌的預(yù)防效果和安全性,其他應(yīng)用,新生兒黃疸 可能機(jī)制： 建立腸道正常菌群 降低葡萄糖醛酸酶活性 減少膽紅素腸肝循環(huán) 促進(jìn)腸道蠕動,國內(nèi)常用益生菌制劑,培菲康 雙歧桿菌、

13、乳酸桿菌、腸球菌 米雅-BM 酪酸芽孢桿菌 金雙歧 雙歧桿菌、乳酸桿菌、鏈球菌 媽咪愛 糞鏈球菌、枯草桿菌 麗珠腸樂 雙歧桿菌 樂托爾 乳酸桿菌 乳酸菌素片 乳酸菌的發(fā)酵產(chǎn)物,益生素(prebiotics)和合生素(synbiotics),功能性低聚糖 (雙岐因子) 乳果糖、低聚果糖、異麥芽糖 等 中草藥 阿膠、五味子、刺五加 等 合生元 乳酸桿菌、雙歧桿菌(2種) 低聚果糖,益生菌的安全性,特殊人群 免疫缺陷 早產(chǎn)兒 菌種差異 乳酸桿菌 雙歧桿菌 感染類型 敗血癥 腦膜炎 心內(nèi)膜炎 肝膿腫 等,面臨的問題,是否有必要長期維持母乳喂養(yǎng)型的腸道微生態(tài)結(jié)構(gòu)而可能導(dǎo)致酵解碳水化合物能力的限制？ 能否通過益生菌或/和益生素的應(yīng)用在停止母乳喂養(yǎng)的新生兒或嬰兒的腸道中獲得具有更多乳酸性細(xì)菌