母孕期和婴儿早期膳食钙剂补充对婴儿肠道菌群的影响

黄荣平，庄辉耀，姜秋泉，占雪梅

(1.杭州市西溪医院药剂科;2.儿科，浙江 杭州 310023)

钙是人体中含量最多的必需矿物质元素，在维持人体循环、呼吸、神经、内分泌、消化、血液、肌肉、骨骼、泌尿、免疫等各系统正常生理功能中起重要调节作用[1]。人体细胞正常生理状态的维持，都要依赖钙的存在[2]。近年来研究发现，膳食中钙可以与脂肪酸结合形成钙皂而影响肠道对食物营养的吸收和肠道菌群的定植[3]。我国孕妇每日膳食中钙的摄入量充足，婴儿早期以母乳喂养能满足钙的需求，但临床上大多数婴儿在6月龄以内就开始补钙[4]，母孕期和婴儿早期钙摄入量对婴儿机体生理环境的影响目前尚不明确。因此本次研究通过分析母孕期和婴儿早期钙剂补充对婴儿身体质量指数(BMI)和肠道菌群的影响，探讨钙剂补充的生理意义，现报告如下。

1资料与方法

1.1研究对象

选取2017年3至9月在杭州市西溪医院建档的738名孕产妇及其婴儿作为研究对象。纳入标准：健康孕产妇足月妊娠且婴儿完全母乳喂养。排除标准：患妊娠期高血压、糖尿病、子痫等妊娠期相关疾病者；婴儿为低出生体重儿、小于胎龄儿、先天性残疾儿及遗传性疾病儿等者。

1.2分组

通过临床问询及电话回访，回顾性分析并记录母孕期和婴儿早期钙和维生素D的补充状况；记录婴儿刚出生和6月龄时的身长和体重，计算BMI。根据母孕期是否补充钙剂，将孕妇分为补充钙剂组(补充时间不少于12周)和未补充钙剂组；婴儿出生后随访到6月龄并收集钙和维生素D补充情况，根据钙和维生素D补充的情况分为单补维生素D组、钙剂和维生素D同补组及单补钙剂组。根据母孕期和婴儿早期钙剂补充时期的不同分为6组，分别为：母孕期及婴儿早期均单补钙剂组；母孕期补钙剂-婴儿早期钙剂和维生素D同补组；母孕期补钙剂-婴儿早期单补维生素D组；母孕期未补充钙剂-婴儿早期单补钙剂组；母孕期未补充钙剂-婴儿早期钙剂和维生素D同补组；母孕期未补充钙剂-婴儿早期单补维生素D组。每组随机抽取30名对其肠道菌群构成进行分析，用于比较母孕期和婴儿早期不同时期补充钙剂对新生儿及6月龄婴儿BMI和肠道菌群构成的影响。

1.3研究方法

在孕早期对纳入本次研究的孕妇进行问卷调查，收集孕妇的基本情况及孕前身高、体重等信息。婴儿出生后，为保证结果的准确性，由儿科医生详细记录分娩方式、孕周、性别、出生体重及身长等信息。对所有纳入本次研究的6月龄婴儿进行随访并记录其身高、体重等基本情况，参考2009版《中国食物成分表》评价每日膳食中钙摄入量。收集婴儿6月龄时的粪便，使用采集勺在新鲜粪便中心采集5～10g，放入无菌粪便收集管中，于1h内低温(冰袋)送往社区儿童保健科，立即储存于-20℃冰箱内，然后利用液氮运输至实验室-80℃冰箱内保存备用。采用粪便DNA提取试剂盒(QIAamp DNA stool Mini kit，美国Qiagen公司)提取婴儿粪便菌群DNA，利用Nanotrop 2000C仪器(美国Thermo Scientific公司)测定DNA浓度，后采用荧光定量PCR方法(CFX96TM Touch荧光定量PCR仪，美国Bio-rad公司)测定粪便中厚壁菌门、放线菌门、拟杆菌门、变形菌门、乳杆菌属及双岐杆菌属的含量[1-4]。PCR反应条件如下：95℃ 3min、(95℃ 30s，55℃ 30s，72℃ 45s)×25个循环、72℃ 10min。反应体系如下：SYBR Green Mix试剂(美国Bio-rad公司)10μL、正向引物1μL、反向引物1μL、ddH2O 7μL、DNA 1μL。

1.4观察指标

包括：①孕妇一般情况分析；②不同组别婴儿刚出生及6月龄时BMI；③不同组别婴儿肠道菌群构成比。

1.5测量方法

1.5.1身高与体重

小儿平躺测量身高和体重，测量前先脱去小儿衣帽鞋袜，平躺于量板(HW-B60婴儿身高体重测量仪，河南乐佳电子科技有限公司生产)中心线上，要求头部紧贴头板，但是不能仰头。测量者站于小儿右侧，左手按住膝盖，使其双腿伸直并贴紧量板，右手垂直移动足板，于脚底充分接触，两侧刻度读数一致时即为身高数据。测量体重时抽离足板，测量者及家长双手不得接触小儿，待体重磅指针稳定时读数即为小儿体重。

1.5.2肠道菌群测定

收集小儿6月龄时粪便，采用晨起第一次粪便，取样勺在新鲜粪便中采集10～20g，放入无菌收集袋中，置于冰浴上30min送检。菌群种类检测采用PCR-DGGE技术(QIAamp DNA Stool Mini Kit试剂盒，QIA-GEN公司)和实时荧光定量PCR分析系统(上海之江生物科技股份有限公司生产)，操作步骤严格按照相关说明书执行。

1.6调查内容及方法

1.6.1孕产妇问卷调查

孕产妇入院时，由调查者发放调查问卷(包括3个部分：孕产妇基本信息、膳食营养状况及婴儿出生情况)。采用自填形式完成个人基本信息及膳食营养状况调查。孕产妇个人基本信息内容主要包括孕产妇年龄、身高、孕前体重、母孕期体重增加量、职业、文化背景及母孕期钙剂补充情况。膳食营养状况调查部分是基于文献复习及专家咨询编制的半定量“孕产妇饮食频率表问卷”，对孕产妇进行母孕期膳食调查，收集母孕期钙含量丰富食物的食用情况(种类、量和频率)；后采用膳食分析与营养评估软件计算出母孕期饮食来源的钙每日平均摄入量。婴儿出生后，为保证结果的准确性，由儿科医生详细记录分娩方式、孕周、性别、出生体重及身长等信息。调查结束后需详细写明孕产妇目前居住地及所在社区，并保留孕产妇及家人的电话信息，便于以后的随访工作。

1.6.2婴儿随访调查

对所有入组的婴儿进行随访，婴儿6月龄常规体检时，由儿保科医生记录婴儿的健康状况、母乳喂养情况、钙剂及维生素D补充情况。

1.7统计学方法

2结果

2.1一般情况

母孕期补充钙剂组(534名)和未补充钙剂组(204名)在年龄、身高、母孕期体重增加量、孕周、每日膳食钙摄入量等资料比较差异均无统计学意义(均P>0.05)，见表1。

表1 调查孕妇一般情况分析

2.2不同组别婴儿出生时及6月龄BMI

母孕期补充钙剂组婴儿出生时和6月龄时BMI为(13.98±1.47)kg/m2和(17.91±1.23)kg/m2，均高于母孕期未补充钙剂组(12.64±1.24)kg/m2和(16.72±0.92)kg/m2，t值分别为5.574、6.009，均P<0.05；母孕期补充钙剂组内，不同组别婴儿出生时BMI值比较差异无统计学意义(P>0.05)，而6月龄BMI比较差异有统计学意义(P<0.05)，其中单补钙剂组高于单补维生素D组、钙剂和维生素D同补组(t值分别为6.924、5.593，均P<0.05)，而钙剂和维生素D同补组与婴儿单补维生素D组比较无明显差异(t=1.928，P>0.05)，见表2。

母孕期未补充钙剂组内，不同组别婴儿出生时BMI比较差异无统计学意义(P>0.05)，而6月龄BMI比较差异有统计学意义(P<0.05)，其中单补钙剂组高于单补维生素D组、钙剂和维生素D同补组(t值分别为5.584、4.679，均P<0.05)，而钙剂和维生素D同补组与婴儿单补维生素D组比较无明显差异(t=0.284，P=0.926)，见表3。

组别出生时BMI6月龄BMI钙剂和维生素D同补组(n=161)13.76±1.2817.88±0.69单补维生素D组(n=187)13.31±1.3917.58±1.18单补钙剂组(n=186)13.54±1.1818.63±0.52F1.1735.590P0.4590.002

表3 母孕期未补充钙剂组内不同组别婴儿刚出生

2.3不同组别婴儿肠道菌群比较

母孕期补充钙剂组与未补充钙剂组比较肠道菌群无明显差异(t值分别为2.831、1.652、0.493、1.058、2.007、1.658，均P>0.05)。不同婴儿早期钙剂补充组中，肠道厚壁菌门、放线菌门、变形菌门、拟杆菌门比较差异无统计学意义(P>0.05)，而双歧杆菌属、乳酸菌属在钙剂补充的3个亚组中比较，差异均有统计学意义(均P<0.05)，其中单纯维生素D补充组的双歧杆菌属水平明显低于单补钙剂组及钙剂和维生素D同补组(t值分别为10.663、9.493，均P<0.05)，乳酸菌属菌群水平明显高于单补钙剂组及钙剂和维生素D同补组(t值分别为13.173、18.905，均P<0.05)。

双歧杆菌属、乳酸菌属在母孕期未补充钙剂的3个亚组中比较，差异均有统计学意义(均P<0.05)，其中单纯补充维生素D组的双歧杆菌属水平明显低于单补钙剂组及钙剂和维生素D同补组(t值分别为10.485、4.791，均P<0.05)，乳酸菌属菌群水平明显高于单补钙剂组及钙剂和维生素D同补组(t值分别为6.397、11.929，均P<0.05)，见表4。

表4 不同组别婴儿肠道菌群构成比

3讨论

3.1钙的生理作用

钙是人体含量最多的无机元素，对维持细胞和组织生理功能发挥重要作用，如构成骨骼和牙齿成分、维持神经和肌肉功能、促进体内酶活动、血液凝固和促进细胞间信息传递等[5]。既往大量临床研究显示，妊娠期及时补充钙元素可预防妊娠期高血压、先兆子痫等母孕期合并症，降低围产儿并发症和减少胎儿宫内发育迟缓[6]。人体生命初期适量的钙摄入可以促进骨骼和神经发育、预防佝偻病。婴儿初期的钙来源更多是母乳或者配方奶粉，这种来源的钙不会引起过度吸收，是安全的。当过度服用口服钙剂，会带来诸多不良反应。如钙剂与某些维生素及铁发生吸附，形成螯合物，影响吸收，导致铁和维生素缺乏。钙还会刺激胃酸分泌，引起黏膜充血、糜烂、溃疡等，同时也会引发便秘，影响肠道菌群，严重者甚至出现高钙血症。本研究发现婴儿早期单补钙剂组6月龄时BMI均高于单纯钙剂和维生素D联合钙剂组，可能与单纯钙剂补充时，婴儿体内的维生素D含量不足，而不能有效吸收钙，导致机体仍处于缺钙状态，有大量研究证实钙含量缺乏是肥胖的独立危险因素[7-8]，所以单纯性补充的钙剂可能在婴儿体内并未得到有效的吸收，因此会造成单补钙剂组6月龄时BMI偏高，虽然本研究中单纯补钙剂组BMI虽未高于同龄幼儿的上限值，但补钙的方式需引起我们重视。

3.2婴儿钙及维生素D的来源

随着我国围产期健康营养指导的普及，母乳或配方奶粉中的钙基本满足6月龄以内婴儿的生理需求量，不需要额外补充，如果有充足证据证实钙缺失，才需要进行钙制剂的日常补充[9]。钙的吸收受维生素D的影响，母乳中维生素D含量不足，婴儿阳光照射时间较短者应加强维生素D的补充。目前医学界推荐新生儿出生15d后每天补充400IU维生素D，以满足机体正常生长发育的需要，促进钙的吸收[10]。本研究将单补维生素D组作为对照，探讨单独补钙和钙制剂联合维生素D补充的治疗效果，结果显示，母孕期补充钙剂组的婴儿刚出生时和6月龄时的BMI均高于母孕期未补充钙剂组。

3.3钙对婴儿早期肠道菌群的影响

肠道菌群在机体生长发育中起重要作用，婴儿期营养状况、喂养方式、食物种类及益生菌摄入对肠道菌群的定植与发育有一定影响[11-13]。肠道菌群种类繁多，本次研究选择其中6类(厚壁菌门、放线菌门、拟杆菌门、变形菌门、乳酸菌属及双岐杆菌属)进行分析，结果显示，婴儿早期单补钙剂组6月龄时乳酸菌属含量高于其他两组，而双歧杆菌属含量降低。钙与肠道菌群的相互作用研究发现，钙摄入后可影响胃酸的分泌，促进胃泌素合成释放增加，从而改变肠道菌群结构和肠黏膜稳定性[14]。双歧杆菌属和乳酸菌均属于肠道益生菌[15]，共同抑制致病菌群和分解有毒有害物质，是人体健康不可缺少的要素[16]。但乳酸菌含量增加可能导致儿童腹泻风险增加，本研究未作相关记录，无法得出结果；也有研究认为乳酸菌可能促进体重增加，诱导肥胖发生，因此单纯钙剂组乳酸菌构成比增加的临床意义尚不明确。此外婴儿期广谱抗生素的应用可引起肠道菌群的失衡，本研究未对婴儿药物的使用进行控制，结果可能有偏倚[17]。

综上所述，母孕期摄入适量的钙有利于胎儿生长发育，对于缺钙的婴儿，需通过联合补充维生素D的方式进行补钙，可促进肠道乳酸菌属的生长。