
肠道是人体菌群定居最主要和最重要的部分,影响生命早期肠道菌群组成、多样性变化的因素主要包括胎龄、分娩方式、喂养方式、抗生素暴露等。新生儿晚发型败血症(LOS)的发生与肠道菌群失衡有关,使用益生菌调节肠道菌群会降低LOS的发病率及病死率,对LOS的治疗和预防有一定作用。
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微生物群是指生活在人体特定部位的微生物,可以分为细菌群、古细菌群、病毒群、真菌和真核生物微生物群,生活在人体肠道内数以万亿计的微生物被称为肠道微生物群,亦称肠道菌群[1],它们可以影响人体物质代谢、免疫功能成熟、胃肠道发育。在过去20年里,由于高通量测序技术应用于检测微生物及其代谢物的物种分类,肠道菌群相关的研究迅速增长,广泛的研究已证实肠道微生态系统在维持人类健康与疾病发展中发挥重要作用。本文总结了新生儿肠道微生态的建立、影响因素,讨论了新生儿晚发型败血症(late-onset sepsis,LOS)与肠道微生态之间的关系以及益生菌在新生儿LOS中的应用。
最初的观点认为,胎儿生长在无菌的环境中,直至分娩,通过口唇、体表与外界接触,微生物才开始定植。上世纪90年代开始,基于细菌培养、DNA技术及后期高通量测序的发展,学者们在母体胎盘、胎膜、羊水及新生儿首次胎粪中检测到微生物[2],推测新生儿肠道菌群在胎儿期即开始建立。然而近期研究发现宫内检测到的菌群不能完全排除是否为样本污染导致,比如DNA提取试剂盒、PCR试剂或者环境污染,故"无菌子宫"假说并未被推翻[3,4,5],换句话说,微生物何时第1次定植仍存在争议。
健康微生物群指能帮助宿主在某些环境条件下保持健康状态的肠道微生物群落,通常将健康足月、阴道分娩、纯母乳喂养婴儿的粪便微生物群作为健康婴儿微生物群的标准[6]。目前研究胎龄、分娩方式、喂养方式、抗生素暴露对婴儿肠道微生态的影响较为广泛,此外,益生菌可通过调节肠道菌群,为新生儿败血症带来益处,但是目前关于使用益生菌安全性和有效性的研究质量参差不齐。
早产儿肠道微生态因受到早产、缺氧、感染、医疗干预等因素影响,表现为定植延迟、菌量少、菌群多样性低、机会致病菌增多、真菌及病毒多样性增加[7]。Zeng等[8]总结了早产儿肠道微生物的特征发现,刚出生时早产儿肠道菌群多样性低,以厚壁菌门、拟杆菌门和变形菌门为主,随着年龄增长,前6个月群落优势菌群演变依次为葡萄球菌、肠球菌、肠杆菌、双歧杆菌4个阶段,在生长过程中,菌群丰富度和多样性逐渐增加,显示出区别于足月儿的分类菌群,第1年以乳酸杆菌和粪杆菌为主,第2年为链球菌,第4年则为肉杆菌、脱硫弧菌和芽孢杆菌属。
不同分娩方式决定了新生儿能否在分娩过程中大量获得母体微生物菌株,阴道分娩婴儿的早期微生物群中有74.39%来自母体微生物菌株,而剖宫产婴儿中只有12.56%[9]。经阴道分娩儿主要接受母亲产道和肠道中的微生物群落,优势菌群为乳酸杆菌、双歧杆菌、普氏杆菌,而剖宫产儿主要接受母亲的皮肤表面、医护人员的手以及医院环境中的微生物,优势菌群为葡萄球菌、丙酸杆菌和棒状杆菌[10]。
母乳中的双歧杆菌、乳酸杆菌、葡萄球菌等菌属能通过哺乳的过程而垂直传递给婴儿并成为优势菌群,母乳喂养儿比配方奶喂养儿含有更丰富的双歧杆菌,且一定程度上可对剖宫产出生后3个月内的婴儿肠道放线菌和双歧杆菌的恢复起到积极的作用。而配方奶喂养儿优势肠道菌群则为拟杆菌、肠杆菌及梭状杆菌,相对于母乳喂养儿,其肠道菌群种类繁多,即多样性较丰富[11,12]。其次,母乳中含量丰富的母乳低聚糖,可作为益生元刺激双歧杆菌及乳杆菌的增殖与生长[13]。另外,母乳中含有的生物活性成分能为肠道双歧杆菌、乳酸杆菌、拟杆菌等有益菌群的定植、生长创造有利条件,对有害菌群(兼性厌氧菌)肠道定植产生抑制作用[14]。
新生儿败血症在导致新生儿死亡的所有原因中占比约16%,是新生儿死亡的主要原因之一,早产儿因其出生胎龄较小、体重低、免疫功能不成熟、住院时间长、侵袭性操作、母孕期和产时的感染性疾病等原因,导致新生儿败血症发病风险增加,还增加了住院费用和病死率,因此降低败血症的发生十分重要[21]。目前研究证实肠道微生态变化与新生儿LOS密切相关,早期应用益生菌可减少败血症的发生、降低病死率。
目前认为在败血症发生前,肠道菌群组成、多样性以及代谢产物已发生了变化。一项前瞻性研究发现,发生LOS之前的早产儿肠道菌群特征为多样性持续降低至败血症发生,变形菌门和厚壁菌门(葡萄球菌)为优势菌;而接受预防性抗生素治疗未发生败血症的早产儿肠道菌群特点为厌氧表型菌群相对丰度增加,以梭状芽胞杆菌、克雷伯菌、韦荣氏菌为主[22]。Graspeuntner等[23]研究也发现早产儿LOS发生前肠道菌群失调,其特点是多样性发育较慢、芽孢杆菌丰度较高、缺乏发酵产物(如乙醇和甲酸)以及厌氧菌。疑似败血症经验性使用抗生素治疗会导致双歧杆菌属丰度降低,克雷伯菌属及肠球菌属丰度增加以及耐药菌的形成[24]。细菌耐药可增加严重感染及败血症发生的风险,通过对7个低、中等收入国家中的新生儿败血症病原菌进行全基因组测序发现,所有病原菌都对多种抗生素耐药,且多重耐药的肺炎克雷伯菌和大肠杆菌在新生儿败血症病原菌中占有较高的比例[25]。Carvalho等[26]通过对新生儿败血症大样本肠道菌群的检测和耐药基因的识别,发现近一半的样本携带blaCTX-M-15样抗性基因。运用16S rRNA基因测序对7例LOS早产儿及28例健康对照早产儿(无LOS及坏死性小肠结肠炎)的粪便样本进行分析发现,LOS组缺乏双歧杆菌为优势菌的PGCT6型菌群,LOS组代谢产物如棉子糖、蔗糖、乙酸出现降低趋势,而对照组从第7天开始这些代谢产物一直保持高水平[27]。
研究发现益生菌通过诱导免疫调节、附着肠上皮细胞和物理阻断病原体的黏附能力抑制病原体定植、调节微生物组以及改善肠上皮的屏障功能、生理应激保护等发挥益生作用,预防LOS[28]。2017年Dermyshi等[29]纳入30项随机对照试验及14项观察性研究进行分析发现,在低出生体重早产儿中,败血症在益生菌组的发病率分别降低了12%和19%。Deshpande等[30]在10个低、中等收入国家利用益生菌对早产儿进行23项随机对照研究也同样发现,与未使用益生菌的对照组相比,益生菌组新生儿患LOS的风险较低(RR 0.80,95%CI 0.71-0.91,P=0.0009)。2018年Strus等[31]的一项临床试验中选取181例低出生体重早产儿,随机分入益生菌组(90例)和安慰剂组(91例),发现益生菌能减少葡萄球菌败血症的发生率。Singer等[32]用新生期小鼠灌胃肺炎克雷伯菌构建LOS模型证实,特定乳杆菌(鼠乳杆菌和约氏乳杆菌)以及大肠杆菌Nissle 1917,可对LOS发病起预防作用。
虽然以上研究均提示益生菌能显著降低LOS发生率,但并未区分LOS的类型。2021年Li等[33]的Meta分析则区分了LOS类型(临床诊断LOS/确定诊断LOS),与对照组相比(安慰剂治疗或者空白对照),益生菌组的临床诊断LOS发生风险较低(RR 0.79,95%CI 0.66-0.94,P=0.009),临床/确定诊断LOS的发生风险较低(RR 0.79,95%CI 0.67-0.94,P=0.007);并且亚组分析中关注了益生菌对不同喂养类型(纯母乳、纯配方奶、混合喂养)早产儿LOS的影响,发现益生菌仅在纯母乳喂养的早产儿中有保护效果,这与Zhang等[35]和Aceti等[36]研究结果一致。同时,Miller等[37]研究发现,与配方奶喂养相比,单纯母乳喂养不能显著降低LOS发生率。由此,可推断预防LOS的发生可能需要益生菌和母乳喂养共同作用。Aceti等[36]和Deshpande等[30]的研究比较单菌株与多菌株益生菌治疗对LOS的影响,发现仅是多菌株益生菌能有效降低LOS的发生率,而不是单菌株益生菌。
Deshpande等[30]的亚组分析显示,益生菌中的一部分为双歧杆菌(RR 0.76,95%CI 0.64-0.89)或者乳酸杆菌(RR 0.81,95%CI 0.70-0.93)时能明显降低早产儿败血症发生率,根据这些随机对照试验结果,建议使用双歧杆菌或者乳酸杆菌剂量范围分别为3.5×107~6×109单位活菌剂量(colony forming unit,CFU)和3.5×107~5×109 CFU,补充时间大多为出生后第1天直至出院。Strus等[31]研究发现,含有鼠李糖乳杆菌KL53A和短双歧杆菌PB04的混合益生菌株能减少葡萄球菌败血症的发生率,推荐剂量不少于2×106CFU、持续时间不少于6周。研究发现对高风险早产儿常规预防性组合使用两歧双歧杆菌与嗜酸乳杆菌后,发生新生儿坏死性小肠结肠炎和LOS的风险降低了约一半,基于这些随机对照试验结果,建议从生后第1天开始使用至校正胎龄34周,剂量范围为0.5×109~1×109 CFU[38]。2020年美国胃肠道病学协会指出,目前结果最好的临床试验剂型是乳杆菌、乳双歧杆菌、罗伊氏乳杆菌和鼠李糖乳杆菌的组合,但是对于益生菌使用剂量、时间和频率仍需进一步研究[39]。
目前大多数研究认为益生菌是安全的,但对个别极低出生体重儿可能存在一定风险,在益生菌的使用和选择上应需慎重评估[40]。由于不同研究者所选取的菌株、剂量、疗程存在差异,使其在实际临床应用中尚缺乏统一标准。由于大部分益生菌是活的微生物,其在临床中的应用也有更多的不确定性。早产儿肠道发育尚不成熟,对于超早产儿应用益生菌可能存在安全隐患。目前关于益生菌安全性问题,包括不良反应、胎龄限制及远期预后等相关研究有限,仍有待进一步完善,指导临床应用。
截止至2022年8月我国卫健委在《可用于婴幼儿食品的菌种名单》中公告了14个菌株,目前主要使用的益生菌有20多种,比如地衣芽孢杆菌、枯草杆菌、肠球菌、双歧杆菌、乳酸杆菌、酪酸杆菌、布拉氏酵母菌、蜡样芽孢杆菌等,这些菌株主要包含在厚壁菌门和放线菌门中,拟杆菌门、变形菌门里的益生菌还未被列入,其发展空间极大。另外,除了上述这些传统的益生菌,还有一类具有强大益生潜力的细菌,称为下一代益生菌,包括阿克曼氏菌、脆弱拟杆菌、柔嫩梭菌等,例如阿克曼氏菌是一种在肠黏液层稳定定植的肠道共生菌,可增加肠道黏膜厚度、增强肠道屏障功能[41],有助于改善肠道炎症[42]和代谢紊乱(糖尿病、肥胖)[43]。下一代益生菌在某些情况下被概念化为活体生物药,在治疗疾病方面具有广阔前景,但在使用时,还需考虑其是否造成感染及携带抗性基因[44]。
新生儿肠道微生态的建立是一个动态变化的过程,LOS发生之前肠道菌群失衡就已发生,使用益生菌调节肠道菌群会降低LOS的发病率及病死率,优先推荐有充分证据的益生菌。
所有作者均声明不存在利益冲突





















