新生兒的保護神：腸道梭菌

每年，全球都會有數以萬計的嬰兒死於細菌感染，而這其中，又以由沙門氏菌和大腸桿菌引起的消化系統疾病尤為凸顯。

全球兒童命運的不同可能不僅僅來自於其自身不成熟免疫系統和生活環境的差異，腸道內不同微生物在組合方面的細枝末節更可能引起兒童的感染性疾病。

最近，美國密西根大學醫學院的科學家通過小鼠實驗證實除了幫助消化食物之外，生活在人們腸道中的梭菌（Clostridia）還會提供針對感染性疾病的關鍵保護。除此之外，研究人員還發現新生小鼠由於沒有寄生在其腸道中的梭菌，更加容易受到感染性疾病的侵擾。這種現象也同樣存在於人類嬰幼兒中。

這項發表於科學雜誌的研究為人類嬰兒的保護提供了一種新方法。文章的主要作者，密西根大學病理學教授Gabriel Nunez博士說：「任何家長都知道新生兒在生命的第一年很容易發生腸道感染。這項研究表明腸道微生物群中缺乏保護性細菌是一種腸道感染的巨大風險，這種風險可能同樣會存在於免疫系統成熟的人們之中。」

基於在無菌環境中繁殖的小鼠，Nunez博士及其同事設置了無菌與菌群移植的對照試驗。同時，研究人員使用先進的DNA分析技術對小鼠腸道中細菌的類型和數量進行了精準檢測。

研究人員發現，從食用母乳到斷奶期間，小鼠腸道中的梭菌會發生從無到有的變化，在梭菌生長的同時，幾種能夠引起腸道感染的其他細菌均會受到不同程度的生長抑制。

Nunez博士及其同事們使用新生和成年無菌小鼠進行了一系列實驗，從4日齡，12日齡和16日齡正常小鼠的糞便中提取了腸道微生物樣品。

他們發現來自較老正常小鼠的樣品具有最多的腸道微生物，其中包括梭菌和擬桿菌這種在未成年小鼠腸道菌中看不到的細菌，表明包括梭菌在內的這些細菌可能完全是從母乳中獲得的。

接著，研究人員給無菌小鼠移植4天齡或16天齡的正常小鼠腸道菌，然後將其暴露於可以感染於腸道但不擴散至全身的沙門氏菌屬菌株。獲得4天齡小鼠腸道微生物移植的實驗小鼠的一半在觀察期發生死亡，而獲得16天齡小鼠腸道微生物移植的實驗小鼠沒有發生死亡。

圖為小鼠腸內壁電鏡視圖，左圖小鼠移植了4日齡正常鼠的腸道菌，而後暴露於沙門氏菌；右圖小鼠移植了4日齡正常鼠的腸道菌和梭菌，而後暴露於沙門氏菌。

接下來，研究人員對移植的腸道微生物進行了具體細分，發現只有給予梭菌的小鼠能夠抵抗病原感染。在接受梭菌之後暴露於沙門氏菌一周的小鼠中有90%的個體能夠存活，而沒有接受梭菌移植直接暴露於沙門氏菌的小鼠成活率只有百分之五十。

除此之外，研究人員還設置了抗生素實驗，免疫缺陷小鼠實驗與腸道氧氣實驗。驗證了母乳在建立新生兒腸道微生物結構，保護嬰幼兒免遭感染傷害方面的意義，從不同角度闡明了梭菌在防止腸道感染方面的重要作用。

Nunez博士總結說：「通常，當我們開始食用固體食物時，我們就會開始積攢腸道中的梭菌菌株，但在生命的早期階段我們的腸道卻長期面臨著一種梭菌的短缺。」 Nunez博士指出，

飲食中添加梭菌對新生兒來說可能是一種保護，然而即便如此，科學家仍然需要進一步的動物和臨床實驗來確保梭菌移植或食品添加的安全性。

參考資料：

Neonatal acquisition of Clostridia species protects against colonization by bacterial pathogens, Science (2017). science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.aag2029

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