母乳或配方奶粉喂养后，婴儿肠道微生物组“看着相同”
婴儿配方奶粉又称母乳化奶粉，其设计初衷不仅是在营养上模拟母乳，还能在婴儿肠道中培养对于维持健康不可或缺的类似微生物群。它们能驱逐致病菌、影响新陈代谢，并合成多种维生素和氨基酸。
一项新研究发现，虽然配方奶粉和母乳都能促进婴儿肠道中类似细菌的生长，但是其作用却不同。这些差异对健康的影响目前尚不明确。这项研究10月29日已发表在《Nature Medicine》上。
研究通讯作者、美国华盛顿大学医学院病理学和免疫学、生物医学工程和分子微生物学教授Gautam Dantas说：“配方奶粉的生产商们在不断调整配方，而且他们已经成功地配置出了正确的细菌组合。但是到目前为止几乎所有的研究都只着眼于细菌的特性，而没有关注它们做了什么。我们发现，这些细菌虽然看起来是相同的，但是它们并没有做相同的事情。”
该研究第一作者儿科助理教授Aimee M. Baumann-Dudenhoeffer及其同事共同分析了60个婴儿体内细菌的完整DNA，以确定每一个婴儿肠道微生物组的组成。他们还确定了肠道细菌能够合成和分解的氨基酸及其他生物分子。肠道微生物释放的代谢副产物会影响包括营养、炎症和消化健康等在内的生理功能。
除此之外，研究人员分析了圣路易斯新生儿肠道微生物组项目在2009至2011年间收集的婴儿粪便样本的宏基因组。这402份粪便样本来自圣路易斯地区的30对双胞胎，从他们出生一直到8个月每月采集一次。研究人员还收集了这些婴儿的喂养信息，包括购买的婴儿配方奶粉具体品牌。
在婴儿刚出生的头几天，母乳中富含蛋白质，但随后蛋白质水平会下降。研究人员发现，母乳喂养婴儿的微生物组会通过增加配备有合成这些氨基酸的细菌数量来补偿某些氨基酸的低水平，尤其是蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸、半胱氨酸、丝氨酸、苏氨酸和精氨酸。
另一方面，研究人员发现配方奶粉喂养的婴儿体内制造出一组非常不同的氨基酸。他们肠道细菌的配备是较少的蛋氨酸和半胱氨酸，这两种氨基酸在配方奶粉中比母乳丰富；而产生的组氨酸和色氨酸更多，这两种氨基酸在配方奶粉中比母乳少。
Dantas说：“所有配方奶粉的目标都看上去都更像母乳，然而它们并没有实现这个目标。就细菌种类来说，它们看起来很像，但就它们的遗传潜力而言却并不相同。当然，不同并不一定意味着不好，但却意味着差异，我们必须弄清楚这会造成哪些健康后果。”
现存很多配方奶粉中加入了糖分子旨在模仿人乳糖，这样做的目的是促进母乳喂养的微生物群落，尤其是促进双歧杆菌的生长。双歧杆菌是婴幼儿健康肠道微生物组的重要组成部分。研究人员们发现，食用含有人乳糖配方奶粉的婴儿比食用没有食用这种配方奶粉的婴儿能产生更多的双歧杆菌。这是个好迹象，但是他们的微生物代谢功能仍然不同于母乳喂养的婴儿。
双歧杆菌
这项研究还包括了6名喂食大豆配方奶粉婴儿的37份粪便样本，其中部分样本是在婴儿改用大豆配方奶粉之前收集的。这些婴儿的微生物组与其他婴儿的非常不同。他们的微生物组中缺乏双歧杆菌，但是富含能够生成短链脂肪酸的环境，包括甘油到1-丁醇发酵，这可能是生理性疾病。研究人员说，这种组合的出现意味着不健康的肠道微生物组，但选择大豆配方可能是肠道失衡的结果，而非原因。即使在改用大豆配方奶粉之前，它们肠道中的双歧杆菌就已经很稀少了。
Baumann-Dudenhoeffer说：“我们不知道这些父母为什么给孩子选择大豆配方奶粉，但是我们知道，缺乏双歧杆菌的婴儿容易出现肠绞痛。当婴儿挑剔时，父母通常会再尝试新的配方奶粉，所以导致婴儿缺乏对于健康发育有益的微生物。我认为这项研究告诉我们很多婴儿需要通过益生菌或其他的干预手段来促进体内双歧杆菌的生长。”
Dantas和Baumann-Dudenhoeffer现在正在考虑如何确定哪些孩子可以从他们的肠道微生物组微调中受益，以及如何做到这一点。
Baumann-Dudenhoeffer说：“婴儿早期是神经发育和生理发育的关键时期。我们发现母乳喂养婴儿中的许多合成途径都是维生素和其他发育关键的营养素。如果我们能够改变微生物组，即使效果只是暂时的，那么也能够带来非常重要的积极作用。”
Infant diet and maternal gestational weight gain predict early metabolic maturation of gut microbiomes
https://www.nature.com/articles/s41591-018-0216-2
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