母乳喂養與新生兒壞死性小腸結腸炎發病及預后關系的研究進展

馮 桐(綜述)，詹江華(審校)

(天津市兒童醫院普外科，天津 300134)

壞死性小腸結腸炎(necrotizing enterocolitis，NEC)是新生兒重癥監護病房(neonatal intensive care unit，NICU)中最常見的、嚴重影響新生兒預后的胃腸道急腹癥[1]。該病以腹脹、胃潴留、血便、腹瀉為主要臨床表現，甚至會出現休克及多系統器官功能衰竭等，嚴重者可危及患兒生命，腹部X線片檢查以腸壁囊樣積氣為特征[2]。據美國兒童健康與人類發育研究所(national institute of child health and human development,NICHD)統計，活產兒NEC的發病率為0.05%～0.5%，占NICU患兒的2%～5%。研究發現，使用富含細胞的母乳治療Ⅰ期NEC嬰兒是完全可行的[3]。母乳中主要成分為乳鐵蛋白，還包含一些其他物質，如碳水化合物、蛋白質、脂肪、維生素、礦物質、脂肪酸和牛磺酸等，其中在預防NEC中發揮作用的成分包括人乳低聚糖、生長因子、乳鐵蛋白、亞硝酸鹽等，這些成分在降低NEC發生率及病死率，減少并發癥的發生方面發揮了重要作用[4]。本文就母乳中成分與NEC發生機制之間關系進行簡要綜述。

1 資母乳中不同成分與NEC發病及預后的影響

1.1人乳低聚糖 人乳低聚糖(human milk oligosaccharides，HMOs)是存在于人乳中以游離、非共軛形式存在的復合糖。HMOs由5種單糖組成：半乳糖、葡萄糖、N-乙酰氨基葡萄糖、巖藻糖和唾液酸衍生物N-乙酰神經氨酸[5]。HMOs不能被胃酸破壞或消化酶分解，大多數HMOs可直接到達結腸，一部分HMOs被新生兒腸道細菌代謝，另一部分完整排泄到糞便中[6]。HMOs是一個母乳中有益物質，Toll樣受體4(Toll-like receptor 4，TLR4)會加重腸道損傷，HMOs很少被新生兒腸道吸收，但可以通過抑制TLR4來防止NEC的發生。TLR4是一種機體腸上皮細胞表面的一種受體，對微生物感染具有識別及感知功能，可參與免疫防御和炎癥反應。新生兒可存在共菌定植現象，腸道病原菌和共生菌均可產生內毒素-細菌脂多糖與脂磷壁酸，屬于Toll樣受體(Toll-like receptors，TLRs)的配體，從而激活TLRs，致使腸黏膜進一步損傷[1]，也就是說，TLR4可能會加重NEC的腸黏膜損傷。研究發現，人乳低聚糖2′-巖藻糖基乳糖(2′-fucosyllactose，2′-FL)和6′-唾液酸乳糖通過抑制TLR4信號傳導來防止NEC的發生[7]。2′-FL還可以通過增強新生兒腸系膜血液灌注減輕NEC的嚴重程度。一項最新研究發現，二唾液酸乳糖-N-四糖(disialyllacto-N-tetraose，DSLNT)是HMOs中的一種重要物質，較低的DSLNT濃度可以預測NEC，其敏感度為0.9，特異度為0.9[8]。母乳N-聚糖核心巖藻糖基化可促進腸道乳酸桿菌和雙歧桿菌的定植，調節Treg/Th17平衡，從而預防母乳喂養新生兒腸道炎癥[9]。

細胞培養和動物模型研究表明，HMOs可能通過其作為益生元、抗黏附劑、抗菌劑和細胞反應調節劑的作用降低足月和早產兒NEC的發生率。然而，不同個體之間HMOs的吸收率各不相同，且補充多少HMOs與NEC、細菌定植和腸道通透性無關，只有2′-FL的吸收率與結腸內的雙歧桿菌相關，但足月嬰兒配方奶和母乳中添加的2′-FL吸收率不高[10]。一項研究中發現，短期內在配方奶中補充HMOs并不能明顯降低NEC發病率，而長期補充HMOs是否能有效的調節早產兒的腸道菌群以及配方乳中2′-FL的補充方式有待進一步研究[8]。另有研究發現當新生兒喂養一段時間后，補充HMOs可能會更有效，至于HMOs的具體補充量和補充的最佳時機有待進一步研究[11]。HMOs通過維持杯狀細胞數量和通過PDI直接刺激muc2加工來挽救黏蛋白的損失[12]。

近期研究發現，NEC嬰兒的生態失調特征是γ-變形桿菌和陰性細菌的豐度增加[13]，而HMOs可以增加雙歧桿菌的生長和活性，調節腸道菌群，可能會減少NEC的發生，還可以通過減少絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)p38從而保護腸道上皮細胞[14]。未來的研究需要證實HMO對NEC環境中微生物的組成和代謝物有哪些影響；以及HMOs中的DSLNT是否可以通過調節微生物組或來降低NEC的發生率，如通過結構特異性受體介導的方式改變免疫功能和減少導致壞死的炎癥來起作用[8]。

1.2生長因子 生長因子是一種能與特異性質膜受體結合，促進DNA復制和細胞分裂的多肽。主要分為以下幾種，胰島素樣生長因子、表皮生長因子(epidermal growth factor，EGF)、血小板源性生長因子、成纖維細胞生長因子，轉化生長因子、神經營養因子。其中，EGF可以通過激活表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor，EGFR)起到對腸道的保護作用。而研究發現，NEC可能不是由于EGFR表達減少，而是由于早產兒整體EGF濃度降低導致的[15]。研究發現，補充EGF可以保護腸黏膜，降低NEC的發生率和嚴重程度[16]。研究表明，EGF是NEC的一個可靠的標志物，對于早產兒來說，胎齡越小，體內含的EGF就越低，而母乳中EGF含量越高，這也說明了早期母乳喂養的重要性，低于8 pg/L可以預測NEC[17]。在NEC新生大鼠模型中，500 μg/L EGF的口服給藥可以有效地抑制腸道炎癥，從而影響腸道的屏障功能[18]。這使表皮生長因子應用于臨床提供了可能性。

肝素結合表皮生長因子樣生長因子(heparin-binding EGF-like growth factor，HB-EGF)是EGF家族成員之一，以膜固定糖蛋白的形式表達于巨噬細胞表面，然后通過胞外區脫落蛋白釋放入血。研究發現，腸內給予HB-EGF可通過降低黏附分子表達和中性粒細胞浸潤，促進M2型巨噬細胞的交替激活以減弱炎癥反應，改善腸道微環境，減少胎兒上皮細胞的凋亡，保護腸道屏障功能[19]。HB-EGF可以促進腸神經干細胞向神經元的分化，從而保護腸神經系統免受NEC所致的損傷；且NEC患者外周血HB-EGF水平顯著降低，這表明未來HB-EGF可能會成為NEC的檢驗指標之一，但目前未經過大規模研究驗證[19]。雖然HB-EGF對腸道血管有保護作用，但需要更多的研究來闡明HB-EGF對NEC腸道微循環的影響，且HB-EGF尚未在人體中進行試驗。

1.3乳鐵蛋白(lactoferrin，Lf) Lf是來自轉鐵蛋白家族的蛋白質的糖蛋白，相對分子質量約78 000的糖蛋白，含有691個氨基酸。在母乳中，Lf是乳清部分中含量最豐富的蛋白質，它可以促進胃腸黏膜的免疫穩態，減少腸道損傷并促進腸道修復，抑制有害細菌生長，激活免疫調節，降低早產兒晚發性膿毒癥的概率等[20]。人乳中的Lf還可以調節腸道菌群，使雙歧桿菌、乳酸桿菌等有益的細菌增多，使高致病力的細菌減少。總之，Lf在預防感染、免疫調節和增強宿主防御方面起到重要作用[21]。

Lf是哺乳動物乳中的關鍵免疫營養素，對新生兒的腸道系統起到重大作用，N-D Embleton及W-O Tarnow-Mordi的大規模臨床研究中發現Lf并不能顯著降低NEC及晚發性敗血癥的風險[22-23]，但這種免疫營養素可能不是孤立起作用的。有研究發現，Lf可以和益生菌聯合使用來降低NEC的發生率[21]。同時口服Lf和益生菌會影響益生菌的療效，但可以通過錯開給藥時間的方式來降低這方面影響[24]。另外，Lf不僅可以加入到新生兒母乳及配方乳中，還可以通過提高母親Lf的攝入量來起到相同的作用[25]。目前，Lf對NEC的具體作用，Lf的具體給藥方式及給藥時間均沒有明確，還需要進一步的研究。

1.4亞硝酸鹽 人體內硝酸鹽在微生物的作用下可還原為亞硝酸鹽，N-亞硝基化合物的前體物質。一氧化氮(nitric oxide，NO)是一種對組織中血流量起到調節作用的血管擴張劑。它在胃腸道中產生，可由飲食中的硝酸鹽和亞硝酸鹽轉化而成，從而起到調節腸道血流的作用。NO可能參與了新生兒呼吸、循環和代謝系統的改變，以此來幫助機體適應環境變化。盡管與成年人相比，新生兒期亞硝酸鹽攝入的有效性尚不清楚，但早期母乳中的亞硝酸鹽似乎可以彌補腸道內硝酸鹽-亞硝酸鹽-一氧化氮途徑的缺乏[26]。近幾十年來，人們對飲食中亞硝酸鹽會導致癌癥和正鐵血紅蛋白血癥的嚴重擔憂已經減少，取而代之的是對心血管益處的新發現。在新生兒期，NO的增加可以降低白細胞介素6、白細胞介素1β等促炎因子的表達，減輕腸組織損傷[27]。然而，在新生兒補充亞硝酸鹽之前，必須進行仔細的檢查，并權衡風險與益處。

1.5免疫球蛋白A(immunoglobulin A，IgA) IgA是母乳中生物活性成分，對新生兒微生物群有一定作用。IgA是人乳中含量最豐富的抗體，是初乳總蛋白的主要部分。母體乳腺產生的IgA經過蛋白水解分裂釋放出分泌型IgA(secretory IgA，sIgA)，運輸到母乳中。母乳sIgA通過抑制病原體附著在黏膜表面，中和微生物毒素，提供被動免疫，為新生兒腸黏膜提供關鍵的抗菌防御。

在產后期間，母乳中sIgA水平會隨著時間的推移而降低。目前認為早產兒和足月兒母乳sIgA濃度沒有差別[28]。母乳sIgA可以促進共生微生物群的定居，降低模式識別受體的活性，并隨后在腸上皮內發生下游炎癥反應。成熟母乳中sIgA水平升高的體液反應是對母親或嬰兒感染的反應。對單純配方奶喂養的早產兒，其IgA相關腸道細菌極低。與對照組相比，NEC患兒的未結合IgA的腸道細菌水平更高。這表明，腸道中IgA濃度不足和IgA結合細菌減少可能是NEC發病風險增加的原因[29]。在一個NEC新生小鼠模型中發現，缺乏IgA母乳喂養的小鼠死亡率增加，這說明含IgA的母乳可以有效防止NEC的發生。研究表明，孕婦壓力可以影響母乳IgA水平，降低孕婦的壓力可以預防NEC，將來的研究需要闡明IgA控制和改變新生兒腸道細菌定植的機制。另外，需要從微生物組方向進一步研究，將保護性抗體更合理的加入到配方奶中[28]。

1.6母乳外泌體 外泌體是乳汁中高濃度的細胞外囊泡，直徑為30～150 nm，在初乳中含量較高。外泌體含有蛋白質、脂質和遺傳物質，可以在細胞之間運輸以介導細胞間通訊和免疫反應；此外，外泌體可以被腸上皮細胞吸收，發揮體外功能[30]。人乳來源的外泌體能抑制脂多糖誘導的炎癥反應，促進杯狀細胞產生黏液，減少NEC的發生[31]。

母乳外泌體可以減少腸上皮細胞的炎癥及損傷，從而預防NEC，相比于傳統的離心提取法，外泌體可以由外泌體分離試劑盒提取[32]；另外，巴氏殺菌不會改變外泌體的有益特性[33]。一項新的研究發現，人羊水干細胞的外泌體可以治療NEC初期患兒[34]。需要進一步的研究來確定外泌體的理想劑量、最佳給藥途徑，以及哪些成分是有益的。

2 母乳喂養有助于降低NEC發生，改善預后

母乳中有多種免疫保護因子，有些保護因子(如免疫球蛋白等)可直接進入患兒體內，在新生兒體內建立屏障，保護其不受感染；另一些保護因子(如乳鐵蛋白等)一方面可以減少多種致病菌在胃腸道中的繁殖，還可以幫助益生菌定植、促進腸道屏障及防御功能成熟，進一步減輕炎癥早期的反應。這兩種方式不僅可以降低NEC的發病率，還能通過對發生NEC患兒的近期、遠期均起到保護作用。

綜上所述，母乳中不但對新生兒生長、免疫穩態和腸道成熟起到重要作用。母乳中的重要營養素，包括免疫球蛋白、生長因子、細胞因子和免疫細胞，也可以通過母乳從母親傳遞給新生兒。這些成分可以調節腸道細胞增殖和分化，并影響腸道微生物定植的能力，對嬰兒新陳代謝和神經發育、腸道微生物穩態和抵抗NEC均起到重要作用。母乳可以通過這些因素來降低NEC的發病率并改善預后。目前為止，母乳喂養預防NEC發生的機制是非常復雜的，仍需深入探索，但母乳喂養應該被提倡，因為它可以降低NEC的發生率。