母婴健康系列一：父母应该了解的婴幼儿菌群与健康
人体携带有数以万亿计的微生物，它们在人类健康中发挥着至关重要的作用。我们体内的微生物数量远远超过人类自身细胞的数量，其编码的基因数量是人类自身基因数量的近200倍，它们与人类自身基因共同作用，影响人体免疫、营养和代谢过程。一方面，宿主为正常菌群的生长繁殖提供场所和营养，并对它们不引起强烈的免疫反应；另一方面，正常菌群为宿主发挥必要的生理功能，成为机体不可分割的一部分。
婴幼儿经历了肠道菌群从无到有、从简单到复杂、从不成熟到成熟的演替过程。新生儿出生后早期肠道菌群的定植对婴幼儿期的一些重要的生理功能，比如免疫、消化、神经系统的发育成熟发挥着决定性作用。肠道菌群的代谢及其组成支持婴幼儿身体主要器官系统的正常发育和功能。例如，肠道菌群在肠道成熟和肠道屏障稳态以及免疫系统发育中发挥重要作用。肠道菌群也可以影响肠道神经系统和中枢神经系统的发育，进而可能影响大脑功能和行为。
生命早期的微生物群落的演替从子宫就开始了，从那一刻起，最先定植的细菌与宿主之间就形成了一种互惠共生的关系。出生时通过母亲产道及周围环境获得大量微生物，到婴儿期逐渐多样化，形成相对稳定的微生物生态系统。2-5岁时，肠道菌群在组成和多样性方面都完全接近成人的水平。
最理想的共生关系可能在很大程度上有助于整个婴幼儿期保持健康。因此，菌群的完整定植和发育在维持婴幼儿期的健康方面发挥着重要作用。相反，异常的微生物群落可能增加儿童对儿科疾病的易感性；这指的就是一种菌群失调状态，表明相对于健康的菌群，菌群的结构或组成被破坏。剖宫产、围产期抗生素的使用、缺乏母乳喂养或异常的围产期环境等等因素都可能导致菌群失调的发生。由此引起的婴幼儿菌群紊乱可能导致婴幼儿期免疫性疾病和胃肠道疾病的风险增加。在肠道以外，呼吸道菌群和口腔菌群的失调分别与呼吸道感染和牙周疾病有关。此外，泌尿生殖道菌群的改变可能与泌尿系统疾病的发生有关。
不同的身体部位含有不同的菌群组成。不同身体部位的微生物群落随着时间的推移以某种方式表现出不同的微生物分布、多样性和相对稳定性，其中最显著的变化发生在婴儿期。生命早期的微生物群落会根据不同年龄阶段的宿主特异性生理需求和免疫需求重新配置其组成，造成婴幼儿之间显著的个体差异，甚至可能是性别之间的差异。除了宿主自身的特征外，婴儿菌群组成在很大程度上还受到环境因素的影响。例如，地理位置、饮食（比如母乳、配方奶粉和断奶）、家庭环境（比如宠物、兄弟姐妹）和医疗干预（比如抗生素）可以在很大程度上影响其成分。因此，在生命最初的12年里，要定义一个健康平衡的菌群组成是很难的；同时，在这一期间任何影响肠道菌群正常定植和发育的因素都可能对以后的生长发育和机体健康状况产生影响。
影响婴幼儿肠道菌群发育的因素
围产期和产后环境因素，包括孕妇产前心理社会应激和孕妇肥胖，可能会影响婴儿出生后的微生物群落。产前心理社会应激可以改变免疫发育并可能增加儿童过敏风险。孕妇肥胖也可以导致后代肥胖和2型糖尿病风险增加。
其它影响婴儿菌群发育的围产期环境因素还有产前和产后医疗干预，包括剖宫产、产妇产时预防性使用抗生素和产后婴儿抗生素治疗。剖宫产可能增加儿童肥胖和哮喘的风险，产前母婴抗生素治疗也可能对以后的健康产生不良后果。研究表明，婴幼儿期许多疾病的发生可能部分是因为产前和产后医疗干预对婴儿菌群的影响造成的。
饮食也是影响出生后早期微生物群成熟和多样化的主要环境因素之一，喂养方式对肠道菌群具有重要影响。断奶和添加辅食决定了婴儿菌群的成熟向类似成人的菌群转变。
婴儿肠道菌群与生理系统
免疫系统
生命早期，免疫系统的发育与肠道菌群紧密相关。健康平衡的肠道菌群是先天性和适应性免疫反应以及充足的黏膜屏障功能适当发育的必要条件，从而有助于预防婴幼儿期许多疾病的发生。肠道菌群失调与儿童过敏性疾病、特应性疾病和自身免疫性疾病（包括乳糜泻、炎症性肠病和1型糖尿病）的发生有关。了解促进儿童自身免疫相关疾病发生的菌群特征，了解肠道菌群、免疫发育和免疫相关疾病的发生之间的相互作用，有助于为那些容易发生或已经患有免疫相关疾病的儿童制定预防和治疗干预措施。此外，识别特应性疾病或自身免疫性疾病患者特异性的菌群特征，将有助于制定个性化的肠道干预方案。
消化系统
最佳的菌群定植和正常的肠道菌群发育对于预防婴儿期的许多疾病是必不可少的，包括坏死性小肠结肠炎、新生儿晚发性败血症和抗生素相关性腹泻。儿童时期的肠道菌群失调与许多感染性疾病（比如艰难梭菌相关性腹泻、幽门螺杆菌感染、急性肠胃炎）、儿童肥胖、功能性胃肠道疾病（包括功能性消化不良、肠易激综合症、腹型偏头痛和其它功能性腹痛）有关。肠道菌群在胃肠道系统的正常发育和功能中发挥重要作用，它们影响营养物质的消化和吸收、肠道上皮细胞功能和黏膜屏障功能。因此，肠道菌群的改变与许多儿科疾病的发生有关。
神经系统
生命早期肠道菌群的定植与婴儿神经发育和肠脑轴发育是同步的。因此，生命早期胃肠道定植的紊乱可能与肠脑轴信号传导和中枢神经系统功能紊乱有关，可能影响婴幼儿的行为。此外，生命早期是发育的关键时期，菌群的紊乱可能导致大脑结构的长期变化。中枢神经系统、肠道神经系统和肠道菌群之间存在双向相互作用。由于压力或抗生素使用引起生命早期的肠道菌群破坏可能影响长期的行为结果，改变神经发育和精神疾病的风险。特定的微生物代谢物和组分也可以影响神经内分泌系统和胎儿大脑的发育。免疫系统以及肠道菌群的免疫调节作用也可以影响肠道神经系统和中枢神经系统的发育。围产期下丘脑-垂体-肾上腺轴（HPA）的发育和肠道菌群的发育也有着重叠。因此，生命早期肠道菌群组成的改变可能会影响HPA轴的发育和功能，进而影响婴幼儿的行为。更进一步了解肠脑信号传导机制以及肠道菌群在发育中的作用有助于更深入的了解神经发育和精神疾病的发病机制，有助于制定新的预防和治疗策略以减轻菌群失调对神经发育的影响。
肠道以外菌群失调的影响
呼吸系统
呼吸系统和口腔局部菌群的变化与儿童期越来越多的呼吸系统和口腔炎症以及感染性疾病有关。病毒性、细菌性和真菌性病原体与呼吸道和口腔微生物群落的非致病性成员之间存在复杂的相互作用。已有研究表明，许多与呼吸系统或口腔疾病有关的病原菌实际上是这些生态位的常驻菌。疾病的发生可能是由于正常的菌群功能失调导致的。比如，菌群失调在急性呼吸道感染、龋齿、牙周病和口腔念珠菌病的发生中发挥作用。患有复发性呼吸系统疾病以及口腔疾病的儿童可能从早期菌群干预中获益。
泌尿系统
最近来自成人的研究证据表明，膀胱不是无菌的，膀胱中也存在着活性微生物。新的证据也表明尿路感染可能与多种微生物有关，而不是由一两个病原体引起的。此外，某些病原体能够形成具有生物膜特性的细胞内细菌群落，使细菌能够在宿主较强的免疫反应下存活下来，并抵抗抗生素的治疗，从而在膀胱细胞内建立一个病原体库。然而，这些发现大多来自成人研究，尚未在儿童中得到证实。目前还没有足够的证据证明儿童人群中尿液菌群和尿路症状之间的关系。尿路感染是儿童常见的细菌性感染，发病率因年龄和性别而异，在生命的头十年中，女孩发生尿路感染的风险约为3%，男孩约为1.1%。了解尿液菌群与儿童尿路症状之间的关系，将有助于确定预防泌尿系统疾病的保护因素和行为习惯，或者帮助识别隐藏的高危个体。这是非常重要的，复发性尿路感染的儿童人群可能由于其年龄和生理不成熟而产生长期的健康风险。
调节肠道菌群
益生菌、益生元和合生元显示出在儿科人群中调节肠道菌群的潜力。益生菌是摄入足够数量能够对宿主健康产生有益影响的活性微生物；益生元是一种不可消化的食物成分，可能会刺激结肠中某些有益细菌的生长和/或活性；合生元是益生菌与益生元的组合。母乳中就含有大量的益生菌和益生元，这对于健康的婴儿菌群的定植至关重要。现在婴幼儿配方奶粉中通常都会添加益生菌和益生元，目的是为了复制母乳喂养婴儿的菌群定植。益生菌有助于预防和管理许多儿科疾病，例如降低早产儿坏死性小肠结肠炎的风险，预防和治疗婴儿急性肠胃炎。此外，鉴于“发育的关键时期”可能会影响婴儿体内的菌群，从而可能影响生理系统的功能，因此了解婴儿时期摄入益生菌是否安全是至关重要的。大量临床试验表明，使用益生菌降低疾病风险、预防或治疗疾病对于婴幼儿是安全的。但是，当益生菌被用于免疫能力低下或免疫缺陷的个体时，益生菌菌株也可能会导致全身感染，需要小心谨慎。尽管对婴幼儿益生菌有效性的人体研究不断增加，但是仍有必要对益生菌预防或治疗特定疾病的最佳使用方法作进一步的了解。我们还需要更多的资料以了解何种益生菌菌株、何时补充、持续时间和何种剂量对疾病最为有效。
结论