Cell：双歧杆菌让母乳喂养的婴儿的免疫系统健康发育

2021年6月29日讯/生物谷BIOON/---许多由免疫系统失调引起的疾病，如过敏、哮喘和自身免疫疾病，可以追溯到出生后最初几个月发生的事件。到目前为止，免疫系统发育背后的机制还没有被完全理解。如今，在一项新的研究中，来自瑞典卡罗林斯卡研究所、Evolve Biosystems公司、美国加州大学戴维斯分校、内华达大学林肯分校和内华达大学雷诺分校的研究人员发现，母乳、有益的肠道细菌和免疫系统发育之间存在着联系。相关研究结果发表于2021年6月17日在线发表在Cell期刊上，论文标题为“Bifidobacteria-mediated immune system imprinting early in life”。

论文通讯作者、卡罗林斯卡研究所妇女与儿童健康科儿科医生和研究员PetterBrodin教授说，“我们的研究结果的一种可能的应用是开发一种通过帮助免疫系统建立其调节机制来减少生命后期的过敏、哮喘和自身免疫疾病的风险的预防方法。我们还认为，该研究鉴定出的某些机制最终可以导致人们针对此类疾病开发出其他类型的治疗方法，而不仅仅是一种预防措施。”

在世界部分地区的儿童和青少年中，哮喘、1型糖尿病和克罗恩病等自身免疫疾病的发病率正在增加。这些疾病使人衰弱，但在低收入国家并不像在欧洲和美国那样普遍。

人们早就知道，患这些疾病的风险在很大程度上是由早期生活事件决定的；例如，早期使用抗生素与患哮喘的风险较高之间存在着关联。人们还知道，母乳喂养可以防止大多数这些疾病的发生。

皮肤、呼吸道和肠道中的特定保护性细菌与较低的免疫性疾病风险之间存在着联系。然而，关于这些细菌如何塑造免疫系统，还有很多需要了解。

母乳、有益的肠道细菌和免疫系统发育之间存在着联系，图片来自Cell, 2021, doi:10.1016/j.cell.2021.05.030。

如今，这些作者研究了新生儿免疫系统如何适应在婴儿出生后的头几个月里就暴露的许多细菌、病毒、营养物和其他环境因素，并被这些因素所塑造。

早些时候的研究已表明，在自身免疫疾病发病率低的国家，双歧杆菌（bifidobacteria）在母乳喂养的婴儿中很常见。母乳含有丰富的人乳低聚糖（human milk oligosaccharide, HMO），婴儿无法自行代谢HMO。这些复杂糖类的产生反而与滋养特定肠道细菌的进化优势有关，这些肠道细菌在婴儿的免疫系统中发挥着重要作用。双歧杆菌就是这样一类细菌。

Brodin教授说，“我们发现，肠道菌群能够分解HMO的婴儿，其血液和肠道中的炎症较少。这很可能是因为双歧杆菌具有极好的分解HML的能力，在哺乳期的婴儿体内扩张，并在生命早期对发育中的免疫系统产生有利影响。”

母乳喂养并接受额外双歧杆菌的婴儿在肠道中具有更高水平的ILA（indole-3-lactic acid，吲哚-3-乳酸）和Galectin-1（半乳糖凝集素）分子。ILA是将HMO分子转化为营养物所需的；Galectin-1对激活应对威胁和攻击的免疫反应至关重要。根据这些作者的说法，Galectin-1是一种新发现的关键机制，用于保存肠道菌群中具有有益、抗炎特性的细菌。

这些研究结果是基于2014年至2019年期间在卡罗林斯卡大学医院出生的208名母乳喂养的婴儿。这些作者还使用了新的方法来分析免疫系统，这样就可以研究较少的血液样本。此外，在加州大学开发的第二个队列中，婴儿是纯母乳喂养的，其中的一半婴儿还添加了婴儿双歧杆菌（B. infantis）以便分析其肠道炎症的情况。

这项研究的一个局限性是，这些作者无法直接研究肠道内的免疫系统，不得不借助于血液样本。并非肠道免疫系统的所有方面都能在血液中观察到，但从健康的新生儿身上进行肠道活组织检查在伦理上是站不住脚的。

这些作者如今希望对参与实验的婴儿进行更长时间的跟踪，看看哪些婴儿会出现特应性湿疹、哮喘和过敏。

Brodin教授说，“我们正在计划开展一项使用细菌替代物的新实验，看看我们是否能帮助所有婴儿在生命中有一个更健康的免疫开始。我们还在与其他研究人员合作，将瑞典婴儿的免疫系统发育与在撒哈拉以南非洲农村长大的过敏发生率要低得多的婴儿进行比较。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Bethany M. Henrick et al. Bifidobacteria-mediated immune system imprinting early in life. Cell, 2021, doi:10.1016/j.cell.2021.05.030.