母乳中微生物的來源與作用

李依彤，董彩霞，劉 彪，蔭士安

(1.內蒙古伊利實業集團股份有限公司，伊利母嬰營養研究院，北京 100022；2.甘肅省疾病預防控制中心，甘肅 蘭州 730000；3.中國疾病預防控制中心營養與健康所，北京 100050)

隨著細菌培養技術和新一代DNA測序技術的應用，確認了人乳中存在豐富的微生物，人乳中微生物在新生兒腸道免疫系統啟動、嬰兒腸道免疫功能發育以及程序化進程中發揮重要作用[1-3]，也與乳腺炎發生風險和乳腺炎治療效果密切相關[4-5]，人乳中微生物還與乳母的健康狀況和喂養兒以后(成年期)發生營養相關慢性病的風險有關[6-7]，因此母乳中微生物對母嬰健康狀況的影響已成為近年來備受關注的熱點。

1 人乳中是否存在微生物

傳統觀點認為，母乳是無菌的。然而，近些年研究表明，母乳富含多種微生物菌群，源源不斷地向嬰兒腸道供應共生菌、互利和/或潛在益生菌。

1.1 從母乳中分離/培養出多種細菌

基于傳統培養方法和現代分子生物學技術，已經分離鑒定的人乳中微生物主要有葡萄球菌屬、鏈球菌屬、腸球菌屬、乳酸桿菌屬、雙歧桿菌屬和明串珠菌屬等，采用現代分子學技術進一步確定了母乳中存在復雜的微生物菌群。例如，Collado等[8]采用實時熒光定量酶聯聚合反應(polymerase chain reactions，PCR)技術，分析了西班牙人群母乳的菌群，母乳中含有不同的細菌屬或細菌簇，包括雙歧桿菌、乳酸菌、葡萄球菌、擬桿菌、腸球菌、鏈球菌、梭菌簇IV和梭菌簇XIVa-XIVb。葡萄球菌、鏈球菌、雙歧桿菌和乳酸菌是母乳中的優勢菌群，可定植于嬰兒腸道。Muletz-Wolz等[9]使用16S rRNA測序技術，測定了9種靈長類生物(包含人類)的母乳菌群，獲得了與靈長類物種密切相關的含7個分類學單元的核心靈長類動物乳菌群。乳菌群在不同的靈長類動物中存在差異，恒河猴、人類和長毛吼猴都有明顯不同的母乳菌群。

1.2 母乳中存在的細菌主要來自母體

對于母乳中微生物的研究，早期研究中使用的基于培養基的母乳，僅能分離出有限數量的屬[8]。后來獨立培養技術的發展使人們對母乳中微生物群的組成和多樣性有了更全面了解[6]。Schanche等[10]分析了母乳、母親及嬰兒糞便的菌群組成，并分析了母嬰間微生物菌群的潛在傳播模式，結果顯示嬰兒的糞便與母親的母乳和糞便間均存在重合菌群，而且隨著年齡增長，嬰兒與母親的糞便菌群重合的范圍越來越大。該研究還發現一個與格氏鏈球菌相似的分類學單元，在母親和嬰兒的菌群中定植最為廣泛。

1.3 母乳是嬰兒腸道細菌的主要來源

人乳是母乳喂養嬰兒腸道細菌的主要來源[11]。按嬰兒每天攝入約800mL母乳計算，每天攝入1×105到1×107個細菌。另一項107對健康母嬰為期12個月縱向研究結果顯示，母乳喂養兒生后第一個月經母乳和乳暈皮膚分別攝取(27.7±15.2)%和(10.4±6.0)%的腸道細菌[12]。母乳喂養嬰兒腸道的細菌組成與他們各自母親的乳汁中發現的細菌組成密切相關，進入離乳期后的腸道菌群種類更加豐富。

2 人乳中微生物的來源

新鮮的人乳富含多種活菌、很多游離的細菌DNA印跡和低聚糖類，它們的存在開始于圍產期(從妊娠的最后三個月開始)，并持續整個哺乳期[13]。若干研究曾提出，母乳微生物群落可能源自乳母的皮膚、吸吮期間嬰兒的口腔，或通過乳母的腸道-乳腺途徑[6，14-16]。目前的爭議主要集中在傳統假設“污染學說”(the traditional hypothesis:a contamination hypothesis)和進化理論“主動遷移學說”(the revolutionary hypothesis:active migration)[15]。

2.1 污染學說

傳統觀念認為母乳中之所以含有細菌應來自母親皮膚或嬰兒口腔內的細菌污染，即傳統假設：污染學說。該假說認為，正常分娩的新生兒出生時可能已從母體腸道和陰道菌群獲得細菌。哺乳過程也可能是途徑之一，母乳喂哺過程中，乳母的皮膚和新生兒/嬰兒口腔內含有的微生物污染了母乳。紅外成像技術顯示，哺乳過程中，乳腺導管中的乳汁發生一定程度回流(吸吮產生的負壓)。污染乳頭的微生物可能隨吸吮過程(負壓)沿乳腺管轉移到乳腺，存在嬰兒口腔與乳腺的細菌交換，吸吮過程加速了嬰兒口腔中的微生物逆流，可能為細菌從嬰兒口中進入乳腺提供了一個理想途徑[17]。然而，越來越多的證據支持人乳中存在的細菌不僅僅是外環境污染的結果。“污染學說“很難解釋為什么能從母乳中分離出嚴格厭氧的雙歧桿菌，而且初乳中也分離出多種細菌，甚至在嬰兒出生前就可以從初乳中分離出細菌。雙歧桿菌是非常嚴格的厭氧菌，很難從嬰兒口腔遷移到乳房皮膚。當比較人乳中檢測到的細菌菌群與乳房皮膚表面發現的菌群時，人乳中分離的乳酸桿菌屬、腸球菌和雙歧桿菌遺傳型與從皮膚表面分離的菌群不同，甚至無法檢出[18]。

2.2 主動遷移學說

近年越來越多的證據支持，人乳中含有的微生物主要不是來源于外環境污染，而是來源于母體內途徑，即母親腸道中的細菌通過內源性途徑遷移到乳腺(腸道-乳腺途徑)，通過哺乳進入嬰兒體內[4，19]，即進化理論：主動遷移學說。已有報告人乳腺組織中存在共生菌群[20]，表明特定微生物棲息于乳腺組織，并有可能定植在乳導管中。基于培養的技術確認人乳中確實存在微生物，而且是來自母體腸道微生物組[21]。動物模型結果顯示，在腸道細菌經由腸系膜淋巴結到達乳腺過程中，腸組織中樹突狀細胞(dendritic cells，DCs)或巨噬細胞發揮了重要作用，它們可能作為細菌從母親腸道到乳腺的載體。然而，細菌通過什么機制穿透腸上皮，避開體內免疫系統并且遷移到乳腺的機制尚不清楚。Jiménez等[4]證明乳汁中微生物來源的內生路徑，口服乳酸桿菌(唾液乳酸桿菌CECT5713和格氏乳酸桿菌CECT5714)膠囊制劑的乳腺炎患者，30d后60%的母乳中分離得到這些乳酸桿菌。來自哺乳期婦女外周血中單核細胞的分析結果顯示，其細菌的基因序列大于非哺乳期婦女[3]。這些結果提示腸源性細菌或細菌成分能夠在單核細胞內被轉移到哺乳期的乳腺，而且越來越多的研究結果支持單核細胞通過循環轉運細菌的假設。

3 人乳中微生物對嬰兒的影響

母乳中存在的細菌可能在啟動和編程新生兒的免疫系統中發揮關鍵作用[1]。人乳中微生物的種類與含量可能直接影響嬰兒短期和長期的健康狀況[6]。人乳中的微生物可以被認為是嬰兒腸道的一種外來接種物，母乳喂養可調節嬰兒的腸道菌群，提高嬰兒的免疫能力，降低患腹瀉和呼吸道感染性疾病的風險。母乳中存在豐富多樣的低聚糖，可促進嬰兒腸道內益生菌(如乳酸桿菌、雙歧桿菌)的定植與生長，抑制致病菌的定植與生長。

3.1 抑菌作用

從母乳中分離出的部分菌株具有明顯抑菌效果。從母乳中分離的乳酸桿菌具有較寬的抑菌譜；母乳中某些菌株能產生抑菌物質，如約有30%的母乳中含有能產生乳酸鏈球菌肽的乳酸乳球菌，而從母乳中分離出的一株糞腸球菌C901被證明能產生腸道菌素C[22]。

3.2 益生作用

母乳來源的細菌可調節未成熟新生兒腸道細菌的定植和發育[8，10]。迄今，已證明母乳來源具有益生作用的細菌有唾液乳酸桿菌CECT5713、格氏乳酸桿菌CECT5714和發酵乳酸桿菌CECT5716[23]。這些菌株的益生特征表現除了食用安全，還具有如下作用：腸道定植和產生抑菌物質(抑制致病菌的定植和生長)、免疫調節、改善腸道微生態、減輕腸道炎癥反應、治療乳腺炎、增強流感疫苗效果、降低嬰兒胃腸道和上呼吸道感染的發病率等[23]。

3.3 抗感染作用

已證明母乳喂養可顯著降低嬰兒感染性疾病的發生率和嚴重程度。母乳喂養可使嬰兒暴露于人乳中存在的多樣化細菌，這可能是導致母乳喂養和嬰兒配方奶粉喂養嬰兒糞便微生物差異的重要原因之一。為了實現新生兒黏膜組織的穩態，腸道耐受性的發育需要攝取乳汁來源的抗原和細菌菌群固有的成分。新生兒建立耐受性方面的缺陷與黏膜疾病、慢性炎癥的發生發展有關。不同的臨床試驗結果證明，當不能母乳喂養時，補充益生菌的嬰兒配方食品可降低兒童感染性疾病的發生率[24]。

4 母乳喂養對哺乳婦女健康狀況的影響

母乳喂養不僅為嬰兒提供最佳的營養，而且對哺乳期婦女也提供多種健康益處。母乳喂養至少6個月的婦女，與母乳喂養嬰兒不到6個月的婦女相比較，可以顯著降低以后發生肥胖、糖尿病或乳腺癌的風險[7]，推測人乳中微生物在哺乳期婦女的乳腺健康中發揮重要作用。

4.1 治療乳腺炎

乳腺炎是產婦哺乳期常見病，一般認為金黃色葡萄球菌是引起急性乳腺炎的主要病原體[25]。在哺乳期，高達30%的婦女患急性、亞急性或復發性乳腺炎，被認為是導致母乳喂養過早停止的主要原因之一。多項研究結果表明，來自母乳中的微生物大多數有抑制金黃色葡萄球菌的能力，因此口服給予益生菌可能是治療乳腺炎的一種有效的抗生素替代療法[4-5]。Jiménez等[4]和Arroyo等[5]的結果顯示，給哺乳期婦女口服唾液乳酸桿菌CECT5713、格氏乳酸桿菌CECT5714和發酵乳酸桿菌CECT5716能治療乳腺炎，且乳腺炎復發率也遠低于用抗生素治療組。該結果證明用唾液乳酸桿菌和發酵乳酸桿菌可治療乳腺炎和縮短病程，促進母乳喂養。

4.2 降低發生營養相關慢性病的風險

流行病學調查結果提示，分娩后不能用母乳喂哺嬰兒或過早停止母乳喂養與其絕經前乳腺癌、卵巢癌、代謝綜合癥的發生風險增加有關[7]。肥胖或超重婦女的乳汁宏基因組學和微生物組學也不同于健康體重的對照組[26]。然而，至今有關母乳喂養、喂養持續時間以及母乳中微生物菌群多樣性對乳母健康狀況長期影響的研究甚少。

5 展望

健康婦女分泌的乳汁中含有多種微生物，有些被證明具有抑菌作用。然而人乳中微生物的種類復雜和功能多樣，受培養技術和方法的限制，有些尚不十分清楚。因此需要開展更多相關研究：①研究人乳中微生物的種群以及變化、來源、體內遷移過程，有助于揭示一個比此前預期具有更多樣化、復雜性的微生態系統；②研究母體微生物由腸道轉運/遷移到乳腺的過程和影響因素，了解人乳中細菌通過什么機制穿透過腸上皮，躲避機體免疫系統識別被轉運到乳腺以及隨后定植在乳腺的過程；③研究人乳中微生物對母嬰的潛在健康效應(短期與長期影響)，包括在新生兒腸道免疫系統啟動和程序化中的作用，對婦女乳腺健康狀況的影響，以及以后罹患營養相關慢性病的風險；④研究影響母乳中微生物菌群的因素，改變乳母膳食是否可改變人乳微生物菌群；給孕婦、乳母和/或嬰兒補充從母乳中分離出來益生菌的有益效果、治療或輔助治療乳腺炎的效果等。