母乳與腸道菌群

王道還 | 中央研究院歷史語言研究所人類學組

 

母乳有益嬰兒健康。腸道菌群參與了人體的生理、免疫,甚至神經-心理功能,是最近十分熱門的研究題材與保健話題,讀者都很熟悉了。不過很少人注意母乳與腸道菌群的關係。

我們從常識談起罷。母乳提供嬰兒免疫球蛋白、礦物質、賀爾蒙與寡醣。母乳會影響腸道菌群的組成,是因為含有大量寡醣。腸道細菌主要的食物是飲食中的複雜醣分子,如寡醣、糖蛋白、纖維素等,那些醣分子哺乳動物都無法消化。這都是常識。

但是人乳的寡醣含量非常高,排名第三,而且種類非常多,異構物超過200種。人類乳汁寡醣的量與種類,其他靈長類沒得比。40年前科學家就發現比菲德氏菌是健康嬰兒腸道的主要細菌。比菲德氏菌偏好的寡醣,其他靈長類的乳汁不是缺乏就是含量極低。

最近的發現是,比菲德氏菌的一個菌種Bifidobacterium longum infantis擁有專門利用人類乳汁寡醣的基因。比菲德氏菌以寡醣生產的短鏈脂肪酸,正是直腸上皮細胞可利用的能源。而直腸上皮細胞的功能是維持腸道恆定性,並使腸道pH值保持較低水準,抑制有害細菌生長。在第三世界,嬰兒口服疫苗的效力不如預期,與嬰兒腸道菌群組成有關。

去年,一個孟加拉研究團隊發表的實驗結果,證明嬰兒腸道比菲德氏菌的比率與3種口服疫苗(脊髓灰質炎、破傷風、B型肝炎)的免疫反應有正相關。比菲德氏菌比率高的嬰兒,胸腺(生產成熟T細胞的基地)也比較大。

腸道菌群異常影響的不只是宿主的生理,還有心理與行為。因為腸道與腦子有聯繫渠道,例如迷走神經,以及免疫、內分泌渠道。無菌小鼠的行為便比較「乖僻」;移植了正常小鼠的腸道菌群,甚至只是其中特定細菌,就比較願意探索、嘗試新奇事物。尤其是偏好人類乳汁寡醣的菌種,如比菲德氏菌。

因此,母乳中的物質會影響腸道菌群的組成,進而影響嬰兒「腦-腸」渠道的發育,再表現在嬰兒行為上,就不是難以想像的事了。例如有的嬰兒會沒由來地啼哭不止,弄得大人不明所以又無法休息。這些嬰兒的腸道菌群就缺乏多樣性;把乳酸菌移植到他們的腸道,便能減輕哭鬧。而腸道菌群中比菲德氏菌比率高的嬰兒,比較不會哭鬧。

不過,過去研究的焦點是嬰兒腸道菌群組成,忽略了母親乳汁的成分。美國加州大學戴維斯校區食品科技系的研究團隊針對生產乳汁寡醣的一個基因FUT2完成了一個研究。過去已經發現,經由FUT2形成的寡醣可以促進比菲德氏菌的生長,FUT2基因要是突變,乳汁中的寡醣組成便會發生變化。戴維斯團隊進一步發現,FUT2沒有活性的母親,比菲德氏菌等益生菌便不容易在小寶寶腸道中駐足。

參考資料

Allen-Blevins, C. R., D. A. Sela, and K. Hinde (2015) Milk bioactives may manipulate microbes to mediate parent-offspring conflict, Evolution, Medicine, and Public Health2015, 106-121.


日期:2015/7/31
出處:https://scitechvista.nat.gov.tw/zh-tw/feature/c/0/14/10/1/2039.htm