不同营养干预对儿童肠道菌群有何影响？

这是《肠道产业》第 785 篇文章

编者按

营养问题一直以来都广受各界关注。近期，Annual Review of Nutrition 杂志上发布了一篇题为 Nutritional Interventions and the Gut Microbiome in Children 的综述文献。该文全面总结了儿童“饮食-肠道菌群-发育”的通路证据，为进一步开展饮食干预，支持儿童健康发育提供了新思路。

今天，我们将重磅解读该文章。希望本文能够为相关的产业人士和诸位读者带来一些启发和帮助。

饮食与儿童肠道菌群

生命早期阶段是肠道菌群的发育和成熟的重要窗口。那么，妈妈服用补充剂是否会影响宝宝的菌群发育呢？不同的营养成分又会如何影响儿童肠道菌群的组成、多样性和功能呢？

近期，Annual Review of Nutrition 杂志上发布了一篇题为Nutritional Interventions and the Gut Microbiome in Children 的综述文献。该文献通过对 26 篇研究进行整理和分析，探究了母乳/配方奶粉、食物补充剂、强化食品等干预手段对肠道菌群的影响。

今天，我们将通过下述 4 个问题对该文章进行解读：

（1）母亲的饮食及营养补给是否会对新生儿产生较大影响？

（2）母乳究竟好在哪里？配方奶粉应该如何改进？

（3）常量营养素如何影响肠道菌群？

（4）微量营养素又是如何起效的呢？

母亲的饮食及营养补给

是否会对新生儿产生较大影响？

虽然有研究表明，在妊娠晚期，长链多不饱和脂肪酸（LCPUFA）会通过胎盘转移到胎儿身上，以帮助胎儿合成脑组织。然而，从多项研究结果来看，母亲在孕期及产后补充 ω-3脂肪酸或摄入鱼油，都不会影响新生儿的肠道菌群。仅有一项研究表明，母亲在孕期的高脂饮食，以及脂溶性维生素和纤维素的摄入，会对新生儿的肠道菌群产生影响，但这项研究的研究对象多是体重超标或较肥胖的母亲，存在一定的局限性。

母乳究竟好在哪里？

配方奶粉应该如何改进？

母乳营养丰富，富含乳糖、脂肪酸、维生素、人乳低聚糖（HMO）、乳脂球（MFG）等多种营养元素。显然，其营养价值是当前的配方奶粉所不可复制的，这也是母乳成为一众学者竞相研究的对象的重要原因之一。通过对母乳中的营养物质进行分析，当前初步得到以下结论：

（1）人乳低聚糖或有助于双歧杆菌定植

人乳低聚糖（HMO）可以与母乳中的其他化合物相结合，例如可与糖缀合物（glyco-conjugates）结合形成 HMG（人乳聚糖），而 HMG 可以实现在完整抵达婴儿结肠后，驱动双歧杆菌等优势菌群定植。

（2）乳脂球膜或对婴儿肠道健康没有明显益处

乳脂球膜（MFGM）因其在促进婴儿肠道屏障成熟、免疫，以及大脑结构、功能上的潜在作用而备受关注。MFGM 主要来源于乳腺上皮细胞，由 60% 的蛋白质和 40% 的脂质构成，可以起到 MFG 稳定剂的作用。此前，曾有学者以仔猪和小鼠幼崽为实验对象，得出“大剂量补充 MFGM 对幼崽的肠道菌群丰度和多样性具有较大影响”的结论。然而，2019 年的一篇以人类婴儿作为试验对象的研究并未得到一致结论。

在该研究中，研究人员招募了 60 名 2 个月大的健康婴儿，并将其随机分配至以下 3 组：添加了牛 MFGM 的配方奶粉组、标准配方奶粉组和母乳喂养组。虽然牛 MFGM 配方组与标准配方奶粉组相比，确实在部分氨基酸、乳酸、嗜血杆菌等方面表现出了更低的水平，但是与母乳组比较时，牛MFGM 配方组所表现出来的肠道菌群依然更接近于标准组。因此，MFGM 的作用似乎微乎其微。

（3）早期有限提供奶粉营养干预或可改善新生儿健康状况

早期有限提供奶粉（ELF）是近年来提出的一种奶粉添加方案。该方案旨在通过适量添加奶粉进行补充，来解决母亲奶水不足，从而造成婴儿体重降低的问题。该方案通常会采用水解配方奶，因为相较一般配方奶，水解配方奶具有易吸收特性。

一项关于 ELF 的研究，以体重显著减轻的新生儿为研究对象，以纯母乳喂养为对照，结果表明 ELF 或可在不对肠道菌群产生不利影响的情况下，改善体重显著减轻的新生儿的健康。虽然由于其特殊性，这一研究的入组样本量较低，但此项研究结果或可为未来的研究提供一定的参考价值。

常量营养素如何影响肠道菌群？

（1）碳水化合物

碳水化合物分为单糖、二糖和复杂的低聚糖、多糖，其中，单糖由于在小肠中就被消化吸收，一般不会到达结肠，所以关于单糖对肠道菌群影响的相关研究比较有限。不过近期一项针对 12~19 岁青少年的研究表明，高果糖摄入与较低的真杆菌和链球菌有关，这两类细菌被认为有利于碳水化合物代谢。

而复合糖或者非糖碳水化合物一般在到达结肠之前都不会被消化，所以也是人们的研究重点。目前已证实，人体可以通过降解聚糖来调节肠道菌群，特别是纤维和低聚糖等糖类。

例如，低聚糖类经过微生物糖酵解反应可以得到副产品醋酸、丁酸、丙酸等短链脂肪酸（SCFA），以降低肠道 pH，抑制某些特定微生物的生存，同时向宿主免疫细胞发出信号，从而实现炎症细胞因子的下调。不过，目前关于其他副产物如氢气、二级胆汁酸、乳酸、叶酸、吲哚和三甲胺-N-氧化物的研究较少需要进一步探究。

此外，还有研究表明，引入补充食物，包括以植物为基础的低聚糖食物来源（如大豆、蔬果），有助于使婴儿肠道微生物组达到类似成人的组成，并提高其丰富度。

（2）脂肪

单不饱和脂肪酸（MUFA）、多不饱和脂肪酸（PUFA）、饱和脂肪酸（SFA）等脂肪酸是脂肪的重要组成部分。膳食脂肪通常在胃肠道被分解，约有 7% 的游离脂肪酸可完整抵达结肠，从而影响肠道菌群。因此，对脂肪酸影响肠道菌群的机制研究一直以来都是热门赛道。

然而，关于 MUFA、PUFA、SFA 对肠道菌群的影响，研究过程中存在诸多矛盾，比如说，有些研究表明，SFA 和 ω-6PUFA 会促进炎症和氧化应激反应，但同时 ω-3PUFA 和 MUFA 也与乳酸杆菌和双歧杆菌的增加等正效应相关。

不过，也存在这样一种说法，基于高脂肪摄入会取代饮食中的膳食纤维和碳水摄入，所以膳食脂肪对肠道菌群所产生的影响，也可能是出于饮食替代以及碳水底物可用量低的原因，而非高脂肪摄入带来的直接影响。此外，膳食脂肪或可通过对细胞膜产生作用，以起到杀菌作用，从而导致较低的细菌丰度。

还有研究表明 ω-3 LCPUFA 干预可能会改善婴儿肠道微生物群的多样性、组成等，特别是在患有坏死性肠炎（NEC）的早产儿中，但母亲在怀孕期间食用 LCPUFA 并不影响婴儿肠道微生物组。

（3）蛋白质

膳食蛋白质由氨基酸组成，而氨基酸对骨骼肌的功能、生长、健康、发育和生存至关重要，其与肠道菌群存在着相互作用——氨基酸可为宿主和肠道菌群提供能量，而肠道菌群亦可改变氨基酸对宿主的生物利用度。

研究表明，以西方饮食为代表的高蛋白摄入量，有可能会增加肠道 pH，从而减少双歧杆菌等严格厌氧菌的生长，同时会促进蛋白质发酵，从而可能促进致病性兼性厌氧菌的生长。

此外，蛋白质来源也会影响肠道菌群的组成和功能：植物性蛋白因植物细胞壁的特殊性，会直达结肠，因此，较难区分出蛋白质、纤维及其他化学物质的单独影响，不过从整体而言，植物性蛋白往往对肠道菌群有益，如可以促进乳酸菌的生长，以及丰富微生物多样性；而动物性蛋白相比而言，更易在近端肠中消化，那么随之运输到结肠的蛋白质也就相应减少，从而由蛋白输入引起的结肠菌群变化也就更少，进而或可抑制病原体的产生。

微量营养素又是如何起效的呢？

（1）维生素A

从广义上来说，维生素 A 是一类具有全反式视黄醇生物活性的类视黄醇化合物。维生素 A 会影响肠道菌群的定植和黏附，对于维持肠道屏障的完整性和受损黏膜上皮细胞的修复再生至关重要。膳食维生素 A 既可以是源自植物的维生素原 A（类胡萝卜素），又可以是源自动物的既成维生素 A（视黄醇酯）。

有研究调查了补充维 A 对新生儿肠道菌群的影响，结果表明补充维生素 A 会对双歧杆菌在内的菌群结构产生积极影响，同时也存在性别特异性影响，因为在受试婴儿周龄 6~15 周时，男婴肠道内产生了益菌效应，而女婴中未发现。研究人员认为这一性别差异或许有助于解释研究过程中观察到的男性比女性死亡率低的情况。

（2）维生素E

维生素 E 主要通过 α-生育酚以起到抗氧化剂的作用。α-生育酚是一种自由基清除剂，可破坏细胞膜和血浆脂蛋白中的自由基链，从而维持 LCPUFA 的完整性，其可以通过坚果、乳制品、鸡蛋等食品摄入，也可以α-生育酚酯类补充剂形式摄入。有研究表明，维E与铁一起会降低氧化能力，对此，有学者作出假设，维生素 E 可以改善与铁有关的炎症反应，从而改善肠道菌群表现。不过，维生素 E 与铁之间的潜在相互作用，仍需要进一步探究。

（3）铁

铁是人体中最丰富的微量营养素，对人体的氧输送、氧化还原反应、代谢和电子传递链机制，以及多数细菌的代谢和毒效应来说，都是不可或缺的。膳食中的血红素铁（10%）和非血红素铁（90%）的消化吸收存在着不同的机制，其中牛肉因为是血红素铁的重要来源，而经常被作为实验变量进行研究。

婴儿和儿童往往会以口服铁补充剂的形式补充铁，然而，多项研究表明，铁干预疗法会对胃肠道产生负作用，如腹泻以及肠道菌群变化（如肠杆菌等有害菌增多，乳酸杆菌和双歧杆菌等有益菌减少），即使是使用抗生素联合干预等辅助疗法，也无法有效消除铁的副作用。铁与抗氧化剂的联合干预疗法，尚需进一步研究。

不过，有其他研究证明，脂类营养素补充剂（LNS）等全食物基质中富含的铁，或可在无腹泻等铁副作用的情况下，达到补充铁的疗效。此外，母亲在妊娠期和哺乳期补铁，可能不会对新生儿和婴儿的肠道菌群产生影响。

（4）锌

微量元素锌在人体中具有催化、调节等作用，包括肠道健康和免疫健康，目前已被广泛应用于严重腹泻的治疗。锌的消化吸收主要表现在小肠中，且其吸收率易受到含锌食品中其他物质的存在与否、以及食品加工方法的影响。以植物性锌源（如种子、根和块茎）为例，植酸盐会抑制锌的吸收，铁等其他微量营养素会竞争性地抑制锌的吸收，而谷物发酵则可以提高锌的吸收。由于人体内没有锌的储存库，所以低锌饮食很容易导致人体缺锌。

此外，锌对许多细菌至关重要，共生细菌和致病菌在肠道中的定植和功能或可由锌调节实现，且因锌所具有的抗菌作用，往往被用于动物生产领域。有项以 6 个月月龄儿童为研究对象的研究实验表明，锌或可抵消铁对肠道菌群的副作用，不过进一步的研究结果尚未揭晓。

参考文献：

Mehta S, Huey S L, McDonald D, et al. Nutritional interventions and the gut microbiome in children[J]. Annual Review of Nutrition, 2021, 41.

作者｜77

审校｜617

编辑｜三木