益生菌与儿童功能性胃肠病的研究进展

钟慧，杨蓉

近年来，肠道微生态在人类健康和疾病中的作用一直是关注的焦点。各种慢性胃肠道疾病，如功能性胃肠疾病(FGIDs)、坏死性小肠结肠炎(NEC)、炎症性肠病(IBD)、乳糜泻等都与肠道菌群失调有关。目前，两者之间的因果关系及相互作用机制尚不清楚，可能涉及免疫、内分泌、代谢及神经等多种因素。与成人相比，儿童和婴儿胃肠道发育尚不成熟，多种因素可对肠道菌群产生影响，导致疾病的发生，肠道菌群失调在儿童功能性胃肠病中的作用日渐受到业界关注，两者之间的关系为益生菌的临床应用提供了一定的依据。本文目的在于评估益生菌对儿童功能性胃肠病治疗的有效性，特别是儿童功能性腹痛(FAP)、功能性便秘(FC)和婴儿绞痛。

1 生命早期肠道微生物的定植

新生儿的肠道菌群定植是一个受遗传和母体因素影响的阶段性过程，环境和饮食暴露可能尤其重要。近年来临床研究显示，肠道菌群定植可能始于胚胎时期子宫内环境的微生物群[1]。人类新生儿在阴道分娩期间被动地接受重要的微生物定植。尽管母体阴道微生物(主要是乳酸杆菌)仅短暂地定植于新生儿肠道，但研究证实母体肠道仍然是新生儿早期定植菌群的重要来源[2]。与顺产婴儿相比，剖宫产婴儿肠道菌群定植模式存在异常，这一研究结果进一步强调了阴道分娩对健康的肠道菌群定植的重要性[3]。出生后，双歧杆菌很快在母乳喂养婴儿的肠道菌群中占据主导地位，主要是由于包括糖蛋白在内的母乳成份，尤其是人乳寡糖(human milk oligosaccharides,HMOs)可选择性促进双歧杆菌的生长[4]。长双歧杆菌婴儿亚种是一种能够利用多种HMOs的微生物，在世界各地范围内母乳喂养婴儿的肠道菌群中几乎普遍存在，这一事实进一步证实了上述观点[5]。此外，喂养不含HMOs的配方奶粉婴儿肠道菌群的多样性更高，而双歧杆菌的丰度更低[6]。母乳喂养可降低慢性非传染性疾病包括2型糖尿病和肥胖的风险[7]，其中肠道菌群所发挥的正性调节作用机制仍不清楚。

婴儿和儿童的肠道菌群会逐渐向成人转变，一般认为在2～3岁时就会形成稳定的、类似成人的肠道菌群。固体食物的引入，尤其母乳喂养的停止，是肠道菌群成熟的主要驱动力。然而值得注意的是，肠道菌群的成熟呈现相当大的地理区域性差异，这很大程度上是由于不同地理区域饮食因素对肠道菌群的作用很可能超过了遗传因素的影响。在整个肠道菌群成熟过程中，不利因素的暴露尤其是抗生素的使用可能对肠道微生态造成严重的干扰。流行病学研究表明，生命早期抗生素暴露与许多慢性疾病(如超重和肥胖、哮喘、炎症性肠病等)之间可能存在关联[8]，这表明了不利因素暴露的潜在临床意义，但有待于进一步研究证实。

2 功能性胃肠病(FGIDs)和肠道菌群

在最新的罗马IV标准中，根据主要症状将儿童和青少年的FGIDs分成三类，即功能性恶心和呕吐、功能性腹痛和功能性排便障碍。功能性恶心和呕吐疾病包括周期性呕吐综合征、功能性恶心和功能性呕吐、反刍综合征、吞气症。功能性腹痛分为四类：功能性消化不良、肠易激综合征(IBS)、腹型偏头痛、非特异性功能性腹痛，而功能性便秘(FC)和非潴留性大便失禁则属于功能性排便障碍。此外，根据罗马IV标准，婴儿绞痛具有反复发作的特点，5个月以内的健康婴儿主要表现为长时间哭闹、烦躁或激惹。绞痛性哭闹发作无明显诱因，也无法预防或治疗，在生后5个月以内会逐渐自行缓解。然而，目前公认的婴儿绞痛的定义是1954年Wessel提出的在健康婴儿中“每天持续超过3小时，在任意1周中出现3 d以上的突发哭闹”。目前对于儿童功能性胃肠病中肠道菌群组成或活性的全面系统性研究不多，本综述的重点在于以功能性腹痛、功能性便秘和婴儿绞痛为主要对象的随机临床研究。

在一项对22例IBS的学龄儿童和22例健康儿童的病例对照研究[9]中，通过对粪便微生物进行16S rRNA基因测序后发现，IBS患儿体内变形菌门的相对丰度更高，尤其是γ-变形菌。Rigsbee等[10]研究显示22例腹泻型肠易激综合征(IBS-D)的学龄儿童和22例健康儿童的肠道菌群组成之间存在显著的差异。通过多种分子学方法(如微阵列、16SrRNA基因测序、定量PCR和荧光原位杂交等)分析显示，IBS-D患儿肠道内多种菌属的丰度均存在一定的差异。然而，De等[11]研究发现在76例4～17岁功FC儿童和61例健康儿童之间其肠道菌群组成或特定菌属的相对丰度均无明显差异。

尽管一些研究表明IBS和健康儿童之间的肠道菌群存在差异，但这些研究中大多数缺乏IBS患儿在发病前的肠道菌群分析，因此肠道菌群是否在IBS的发病机制中起到了重要的作用尚不确定。然而，在一项超过200万人参与的注册性研究[12]中，其中超过14000人被确诊为IBS，研究发现剖腹产可增加IBS发病的风险，可能与剖腹产相关的异常肠道菌群定植有关。瑞典的一项出生队列研究[13]纳入了超过2700例儿童，研究发现在出生后第一或第二年内抗生素的使用可能增加女孩儿童时期复发性功能性腹痛的风险，而在男孩中未发现其相关性。这项研究为生命早期肠道菌群失调与后期胃肠道功能紊乱之间的相关性提供了更多的间接证据。

研究表明，肠道菌群组成结构和数量在FC儿童中发生明显改变。De Morase等[14]研究发现79例3～6岁FC儿童粪便样本中乳杆菌水平较对照组儿童低。deMeji等[15]对比了76例FC儿童和健康的粪便菌群发现，FC患儿的粪便样本中脆弱拟杆菌、卵形拟杆菌、肠双歧杆菌、副拟杆菌的丰度增加，而finegoldii另枝菌减少。关于肠道菌群改变和功能性胃肠病之间的关系，目前研究最全面的是婴儿绞痛。早在1994年，Lehtonen等[16]报道3个月以内的绞痛婴儿梭菌属更易定植。De Weerth等[17]对12例绞痛婴儿和12例健康同龄婴儿进行的病例对照研究显示，前者在出生后几周内就可以检测到肠道菌群的改变，绞痛的发生与大肠杆菌和变形菌门(包括埃希菌属、克雷伯菌属和假单胞菌属)的丰度相关，而厚壁菌门、放线菌门在未发生绞痛的健康婴儿中更为常见。在一项对37例绞痛婴儿和28例健康婴儿的粪便进行16S rRNA基因测序研究[18]发现，发生肠绞痛的婴儿粪便中放线菌门尤其时双歧杆菌的丰度有所下降。最近有研究[19]证实，产妇产时抗生素治疗(已知影响新生儿肠道菌群定植)在随后发生绞痛的婴儿中更为常见。综上所述，这些研究结果表明，婴儿绞痛不仅与肠道菌群组成的改变有关，而且异常的肠道菌群定植可能早于绞痛的发生且与绞痛的发展有关。

3 益生菌

儿童肠道菌群和功能性胃肠病之间的相关性为益生菌的治疗和预防提供了可能性。通过饮食干预改变肠道菌群的组成及活性，，而益生菌是最常见的治疗方法之一，成为近年来研究的热点。益生菌被定义为一类活的微生物，当给与足量时会给宿主的健康带来益处。值得注意的是，所涉及的微生物之所以成为“益生菌”，必须具有大量循证医学依据支持的健康益处，而且益生菌的作用是具有菌株和菌种特异性的。益生菌的作用机制比较复杂尚未完全清楚，通常认为益生菌是通过调节肠道菌群来发挥作用的，但上面提到的益生菌定义并没有涉及到肠道菌群，目前仍缺乏充分依据支持。特定的益生菌可有效治疗并降低某些胃肠道疾病如儿童感染性腹泻的风险[20]，但是否会对肠道微生态产生影响尚不确定。此外，有临床试验表明对孕期和哺乳期母亲进行益生菌干预可显著降低高危婴儿特应性皮炎的发生，且不干扰婴儿肠道菌群的组成[21]。特定的益生菌对宿主消化和肠道屏障功能、免疫反应、代谢、行为、痛觉感知等生理过程均有直接的影响。因此，决定益生菌干预的有效性应基于临床标准，而不是替代指标如对肠道菌群的影响，这是至关重要的。

3.1 益生菌在儿童功能性腹痛中的应用 罗伊氏乳杆菌DSM17938是目前该邻域研究最广泛的益生菌。Romana等[22]在60名FAP儿童中比较了罗伊氏乳杆菌和安慰剂对疼痛的影响，仅在益生菌组中疼痛严重强度显著降低，而疼痛频率在两组中均有显著的降低。但是，研究中的这些数据只以图形而非数字显示，这限制了对研究结果的充分解释。Eftekhari等[23]在80名FAP患儿中没有发现益生菌组和安慰剂组之间在疼痛严重程度方面存在任何显著差异，尽管与基线相比两组的疼痛程度有相似的显著降低。Weizman等[24]评价了罗伊氏乳杆菌DSM17938与安慰剂对101名FAP儿童的疗效，在为期4周的干预结束时，与安慰剂组相比，益生菌组FAP儿童的严重程度和疼痛频率都显著降低；而在4周的随访后，2组间只有前者的差异仍然显著。Jadresin等[25]对55例FAP或IBS儿童进行为期16周的临床试验中将罗伊氏乳杆菌DSM17938与安慰剂进行对照，在研究期间，益生菌组儿童疼痛缓解的天数更多，在第2个和第4个月时疼痛严重程度也降低。然而，两组间学校缺勤或日常活动并无明显差异。在最近一项研究中，Maragkoudaki等[26]在54例FAP儿童中发现罗伊氏乳杆菌DSM17938和安慰剂均可显著降低疼痛严重强度和疼痛频率，两组间并无明显差异。

最近有三项随机临床试验评估了鼠李糖乳杆菌GG在儿童FGIDs治疗中的作用。Bauserman等[27]在64例IBS儿童中并未发现益生菌组和安慰剂组在腹痛严重程度上存在明显差异，在为期6周研究结束时，在益生菌组中只有腹胀症状较安慰剂组明显减轻。Gawronska等[28]分别在20例功能性消化不良、37例IBS和47例FAP儿童中观察了鼠李糖乳杆菌GG的疗效，在为期4周的研究结束时，25%的益生菌组和9%的安慰剂组儿童疼痛完全缓解，而益生菌组中IBS儿童疼痛缓解率较安慰剂组更高(33% vs 9%)。Francavilla等[29]对83例IBS儿童和58例FAP儿童进行4周和8周的鼠李糖乳杆菌GG干预后，益生菌组疼痛严重强度和频率均明显低于安慰组，在随后8周的随访中组间差异仍持续存在。此外，与安慰剂组相比，益生菌组治疗更容易成功(即疼痛严重强度和频率至少降低50%以上)。

除上述研究外，在FAP儿童中对其他益生菌菌株或组合菌株也进行了相关研究。Guandalini等[30]在一项纳入67例IBS儿童的交叉研究中对VSL#3(8株菌株的混合物)的疗效进行了评估。在6周干预结束时，VSL#3组和安慰剂组的腹痛均有减轻，但VSL#3组腹痛减轻更明显。在干预的最后一周里，VSL#3组IBS儿童的日常生活受影响程度较安慰剂组明显减低。Basturk等[31]研究了乳酸双歧杆菌B94、菊粉以及两者混合物对71例IBS儿童的影响。在为期4周的试验中发现，39%的益生菌组和29%的两者混合组儿童临床症状均有缓解，但菌粉组较少(12%)。在一项交叉研究[32]中对50例IBS儿童和28例功能性消化不良儿童口服由婴儿双歧杆菌M63, 短双歧杆菌M16-V和长双歧杆菌BB36组成的混合物，研究结果显示IBS儿童中益生菌组腹痛缓解明显多于安慰剂组，生活质量得到更大的改善，而功能性消化不良儿童中并未发现明显差异。

3.2 益生菌在儿童功能性便秘中的应用 Banaszkiewicz等[33]研究了鼠李糖杆菌GG和安慰剂辅助乳果糖治疗84例便秘儿童的疗效，在12周干预结束时和为期24周的随访里两组的治疗成功率(每周至少3次自发排便)并无明显差异。Coccorullo等[34]对44例便秘婴儿进行为期8周的罗伊氏乳杆菌DSM17938干预后发现，在第2、4、8周，益生菌组每周至少排便5次，明显多于安慰剂组。Bu等[35]对45例便秘儿童进行为期4周的干酪乳杆菌Lcr35、氧化镁和安慰剂治疗对照研究，如果患儿3天和5天未排便均给与乳果糖和甘油灌肠。与安慰剂组相比，益生菌组和氧化镁组患儿排便频率和治疗成功率更高，而排便困难和甘油灌肠的次数更低。Wojtyniak等[36]对94例便秘儿童进行的干酪乳杆菌Lcr35与安慰剂口服的对照研究显示，两组间的治疗成功率并无明显差异。Russo等[37]在55例便秘儿童中研究了为期8周的聚乙二醇4000联合三种双歧杆菌和单独聚乙二醇4000干预的临床效果，研究显示2组患儿的排便频率都有所增加，但组间未发现明显差异。最近一项研究[38]对129例便秘儿童进行了为期8周的罗伊氏乳杆菌DSM17938联合聚乙二醇、安慰剂联合聚乙二醇的干预研究，几乎所有患儿的排便频率均增加，而组间并无明显差异。

综上所述，这些研究的干预和随访都是短期的，研究样本量小，在研究设计、益生菌株和剂量、干预和随访时间、结果分析等方面均存在一定的异质性。因此，目前在IBS、FAP或FC儿童中并没有公认的可推荐的任何单一菌株或混合菌株。

3.3 益生菌在婴儿绞痛中的应用 肠道菌群改变导致的微生态失衡在婴儿绞痛的病理生理中发挥了重要的作用，因此益生菌被普遍推荐用于缓解婴儿绞痛性哭闹。目前大多数干预性试验都研究了罗伊氏乳杆菌DSM17938，也有少数研究了其他乳杆菌或几种菌株混合物。在一项针对60例母乳喂养婴儿绞痛的随机对照研究[39]显示，罗伊氏乳杆菌DSM17938明显降低了30 d干预期内的每日哭闹时间，而在一项仅针对20例母乳喂养婴儿绞痛的研究[40]中并未发现益生菌组和安慰剂组在每日哭闹时间上存在明显差异。Baldassarre等[41]对53例母乳喂养的绞痛婴儿进行了8种不同的益生菌菌株混合治疗，结果显示在3周治疗期结束时，益生菌组婴儿每日哭闹的次数比安慰剂组明显减少，然而而益生菌干预并没有改变婴儿的肠道菌群。另一项研究[42]纳入了60例绞痛婴儿，观察干预配方(含双杆菌乳亚种BB12)和标准配方奶粉对婴儿每日哭闹量的影响。在1个月的干预期间，益生菌组每日哭闹时间明显减少。综上所述，益生菌在缓解婴儿绞痛性哭闹是有一定作用的，但仍不确定，由于使用益生菌菌株的差异性，仍需更多的临床研究进一步证实。

4 结语

婴儿绞痛可能与肠道菌群改变有关，其发生又可能早于肠道菌群改变，这提示肠道微生态失调可能与疾病的发展有一定的因果关系。尽管如此，肠道菌群改变在儿童FGIDs发病机制中的确切作用仍不清楚。到目前为止，除了罗伊氏乳杆菌DSM17938可用于治疗母乳喂养的婴儿绞痛,没有其他益生菌或益生菌组合可推荐用于儿童FGIDs。在今后进一步的临床研究中，应同时关注相关临床结果和肠道菌群组成及功能，更全面的了解肠道菌群在这些常见的功能性胃肠道疾病中的作用，从而为益生菌的临床应用进一步提供理论依据。