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人類寶寶的腸道裡到底都住了哪些微生物?──決定嬰兒腸道微生物菌相的要素及對於整復之啟示

社團法人台灣國際生命科學會_96
・2021/04/02 ・5982字 ・閱讀時間約 12 分鐘 ・SR值 576 ・九年級

圖/ILSI Taiwan

文/李元昆 教授|新加坡國立大學楊潞齡醫學院,微生物與免疫學系/外科學系。

臨床及基礎研究中,已有越來越多證據顯示人類腸道微生物菌相 (gut microbiome) 能調節免疫系統、心智及其他生理功能的發育 (1-8)。成熟的人類腸道微生物菌相可分為兩大操作類型,分別是擬桿菌屬-雙歧桿菌屬型 (Bacteroides-Bifidobacterium type) 和普雷沃氏菌屬型 (Prevotella type) ,主要決定於飲食、地理位置以及生活型態(9-13)。擬桿菌屬-雙歧桿菌屬型主要分布於歐洲、北美洲和東亞 (9, 13–15),普雷沃氏菌屬型則是常見於東南亞、蒙古與非洲 (9, 14, 16)。母親會在懷孕與生產的過程中將自己的微生物菌相轉移給孩子 (17–20)。在嬰兒出生後,微生物菌相在母嬰之間的垂直轉移主要發生在腸道、產道、母乳、口腔以及皮膚等部位 (20–27)。西方國家自然產的新生兒,經由產道傳遞,會和母親有相同的腸道微生物菌相類型,也就是擬桿菌屬-雙歧桿菌屬型 (21, 26–29)。實際上不同菌種之間的相對豐富度在滿周歲前仍會改變 (23, 28, 30–32)。這些研究結果暗示,這類能「遺傳」到嬰兒的腸道微生物菌相組成,或許能夠保護兒童未來的健康。

母親只給了寶寶腸道微生物藍圖,並不決定其終其一生的發展

諷刺的是,這種常見於西方國家微生物菌相型的優勢菌:擬桿菌屬 (Bacteroides) 卻被列為許多已開發國家常見疾病的獨立風險因子,包含心血管疾病 (24, 25)、第二型糖尿病 (26, 27)、大腸直腸癌 (28-30)、心肌病變 (31)、類風溼性關節炎 (32)、發炎型腸道疾病 (33)、帕金森氏症 (34)、乳糜瀉 (35) 以及阿茲海默症 (36)。另外一方面,普雷沃氏菌屬(Prevotella) 為東南亞居民和素食者腸道主要菌群,也有直接或間接的證據暗示其與慢性發炎型疾病有關,包括牙周病、陰道菌叢變化症 (bacterial vaginosis) (37)、扁桃腺炎(38)、非酒精性脂肪肝引發的後期肝纖維化 (39)、心血管代謝疾病風險 (40) 以及氣喘 (41)等。 這些研究導向一個值得思考的重要健康問題:難道我們一生的健康與可能得到的疾病竟然被連結到出生那一刻?在回答這個問題之前,我們必須先了解決定腸道微生物菌相發展與建立的幾個關鍵因子。

如上所述,自然產嬰兒,其第一時間接觸的微生物菌相來自於母親的垂直傳遞。因此,有人可能會假設我們的健康狀況或許在這個時刻就已經被母親「設定」了。令人意外地是,一份近期於東南亞的研究結果顯示,新生兒至離乳前,其腸道微生物菌相屬於擬桿菌屬-雙歧桿菌屬型,並非他們母親所擁有的普雷沃氏菌屬型 (42)。且這些嬰兒的腸菌相,會在離乳過程中逐步轉變成與母親相同的普雷沃氏菌屬型 (12, 14)。

圖/ILSI Taiwan

剖腹產也會影響寶寶的腸胃道微生物菌相?

這項於印尼的研究,發現擬桿菌屬、雙岐桿菌屬 (Bifidobacterium) 與腸細菌科 (Enterobacteriaceae) 是嬰幼兒糞便中佔比最高的細菌,和過去於西方國家的研究結果相同 (23, 28–30)。在這群印尼嬰幼兒的糞便中,菌相隨著年紀的變化,主要來自於年紀較長的嬰幼兒糞便出現了一些特定的菌屬:在 6-12 月齡和 12-24 月齡的兩組中,主要是普雷沃氏菌屬、布勞特氏菌屬 (Blautia)、普拉梭菌屬 (Faecalibacterium)、毛螺菌科 (Lachnospiraceae) 以及瘤胃菌科 (Ruminococcaceae)等。同時,擬桿菌屬、雙岐桿菌屬、腸細菌科與克雷伯氏菌屬 (Klebsiella) 的相對豐富度則在離乳後逐漸下降 (6-12 月齡時),並在 24–48 月齡時持續維持較低的比率。在出生後短短不到一個月內,擬桿菌屬和雙岐桿菌屬就能以母親菌相的少數菌之姿,迅速在嬰兒的腸道內建立優勢微生物菌相,顯示新生兒的腸道環境可能非常適合這類菌屬的定殖與生長。同時卻又讓我們思考,為什麼剖腹產嬰兒即使是由母親哺乳,腸道內的擬桿菌屬和雙岐桿菌屬卻生長速度較為緩慢呢 (28, 43)?過去曾認為,這個差異可能是來自於剖腹產胎兒與母親有較少的垂直傳遞 (28, 43),然而根據這份印尼的研究,嬰兒早期腸道微生物菌相的快速建立,未必需要高量菌數之殖入。一個可能的解釋是,剖腹產手術過程會影響腸道的環境,進而阻撓共生菌在嬰兒腸道的建立過程。人類乳汁中的寡醣類能幫助雙岐桿菌屬在嬰兒腸道中成長 (44–46),且母乳富含脂質 (47),會促進膽酸分泌,進一步抑制普雷沃氏菌屬,並促進擬桿菌屬和雙岐桿菌屬的生長 (48, 49)。確實在該篇研究中,印尼嬰兒離乳前的排泄物 (糞水) 中含有較多的初級膽酸 (primary bile acids)。 離乳後的腸道微生物菌相改變也使得初級膽酸被轉換成次級膽酸 (secondary bile acids),與過去日本的研究結果相符 (42, 50)。離乳前嬰兒腸道中擬桿菌屬和雙岐桿菌屬的功能以及它們之所以佔據菌相多數的原因,值得注意。以該篇印尼研究來說,擬桿菌屬和雙岐桿菌屬不太可能與成人後的營養消化有關,因為在離乳後就會迅速轉成普雷沃氏菌屬主導的微生物相,且母親 (成人) 的腸道微生物菌相中擬桿菌屬和雙岐桿菌屬分布本就較低。在這篇研究中,與免疫細胞生長、成熟有關的細胞激素含量 (IL-1β, −2, −5, −8, −12, TNF-α 和 IFN-β) 也在離乳後上升。這也暗示了幼兒的主動免疫在離乳期開始發展。在一篇小鼠研究中, 腸道殖入Bacteroides fragilis (來自擬桿菌屬) 能夠抑制促發炎的TH17 免疫細胞反應 (51)。推測此篇印尼研究,離乳前擬桿菌屬的優勢定殖或許能抑制腸道中的促發炎細胞。在產後一個月內,普雷沃氏菌是母親陰道裡含量最豐富菌種。然而,即使生產過程中,嬰兒暴露於較多的普雷沃氏菌,但哺乳期間此菌的含量卻一直只在嬰兒的腸道微生物菌相佔少數。直到離乳後,嬰兒開始吃母乳以外的食物才逐漸轉為優勢菌種。有趣的是,歐洲與北美的母親,雖然腸道微生物菌相屬於擬桿菌屬-雙岐桿菌屬型,其陰道菌相卻仍以大量的普雷沃氏菌為主 (20, 23),即便歐美常見離乳後攝食的高脂/高蛋白飲食並不利於與此菌於腸道之繁衍 (12, 15)。儘管已開發國家飲食型態近數十年來有相當的演變,內源性因子所造就的普雷沃氏菌在母親陰道中的優勢,完全沒有受到影響。因為早期人類的飲食主要是以蔬菜為主,與現今的印尼族群飲食型態近似。然而,來自母體的微生物傳遞依舊被認為是嬰幼兒腸道微生物菌相的重要來源之一,因為所有孩子腸道中的菌種都可以在母親的微生物相中找到。不過,母親的微生物菌相中仍有許多額外的菌種,這表示只有少部分菌種可以透過腸道、陰道以及母乳傳遞給嬰兒,並且成功建立起嬰兒的微生物菌相。更重要的是,在母體優勢的菌種,並不一定在嬰兒腸道環境中也具相同的競爭優勢。這現在的其中一個解釋為,嬰兒的腸道環境可能偏好具有帶著某些特定功能基因的菌種 (27), 也有可能是除了垂直傳遞以外,菌相的水平傳遞也占了一席之地 (52)。無論如何,該篇研究最後也顯示嬰幼兒的腸菌相,會隨著成長而逐漸與母親的腸菌相愈來愈相近 (26, 28)。

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這篇研究,使用了一個相關係數指標來評估腸道共生菌與一些已知致病菌之間的相關程度;此指標係將共生菌與潛在致病菌的相關係數予以加總,指標 0 表示任何共生菌與病原菌均不相關。這個指標在這篇印尼嬰兒的研究中,離乳前為 4.9,而在離乳後則是上升到 31.0。前後的數字變化顯示,離乳前的共生菌群和母乳中可提供被動免疫防護的抗體、免疫球蛋白能夠壓制並避免潛在致病菌的生長。這些共生菌會提供嬰兒保護力,直到離乳前後他們自己的免疫系統完整發育。這種微生物菌相也許是一個演化上的保護策略,能在較不注重衛生習慣的過去,或者是某些開發中國家的現今,提供較早離乳的嬰兒足夠的保護力。 霍亂弧菌為開發中國家最廣泛的致命腸道病原菌。

圖/ILSI Taiwan

雙岐桿菌屬在各年齡層均與複雜碳水化合物、當地水果以及乳製品的攝取呈負相關。此印尼的研究結果也支持了先前的研究發現,飲食中抗性澱粉的存在會與雙岐桿菌屬數量呈現負相關(14)。印尼人的主食為秈米 (Indica rice),含有較多的抗性澱粉。印尼嬰兒離乳後攝取秈米,抗性澱粉持續存在於腸道中,造成腸道中游離膽酸被移除,進而使得普雷沃氏菌屬增殖,而降低雙岐桿菌屬 (10)。此外,普雷沃氏菌屬能夠發酵碳水化合物 (14, 15),攝食高碳水化合物的印尼人腸道環境有利其增殖。再者,研究也發現當地的水果及乳製品似乎會抑制雙岐桿菌屬的生長,且具有強烈的劑量效應。當地的果樹為了在高溫、容易滋生細菌的環境下生長,會產生抗菌的化學物質 (54–56)。而雙岐桿菌屬是否屬於對這類抗菌化學物質敏感的微生物,還需要進一步的研究證實。若屬實,這可能就是印尼幼兒離乳後腸道雙岐桿菌屬急遽下降的原因,同時也可解釋為何母親的腸道微生物菌相含有較少雙岐桿菌屬。在某些幼兒攝取較為西化飲食 (速食) 的案例中,來自麵包或洋芋片的可消化碳水化合物,可能造成速食攝取與雙岐桿菌屬之間出現正相關 (14)。過去在歐洲、北美洲以及東亞兒童所觀察到的雙岐桿菌屬保健功能 (33-36, 43, 53),在印尼兒童或許是由別種共生菌所取代,例如腸球菌 (Enterococcus faecalis) (57, 58)。嬰幼兒成長到 24-48 月齡時,可能已發展出一套成熟平衡的腸道微生物菌相系統。或許因與母親的飲食日趨相似,其與母親的微生物菌相亦就非常雷同。

綜此,至今研究指出:

  • 在出生僅僅一個月內,嬰兒體內優勢菌相即可相對快速的建立,其起始於來自母親極少菌量之殖入,但決定於嬰兒腸道環境因子,非母親菌相中含量最多的菌。
  • 嬰兒離乳前的腸道優勢菌相與內外緣因子有關,包括膽酸濃度、細胞激素、母乳中寡醣以及黏液素的醣基 (mucin glycans) 等,這些因子有利於擬桿菌屬及雙岐桿菌屬成為優勢菌種。
  • 在嬰兒離乳前,擬桿菌屬及雙岐桿菌屬的量與潛在致病菌的量呈負相關。唯其於抵抗傳染性疾病中所扮演的角色還需要更多臨床研究證實。
  • 離乳後的飲食型態,驅動嬰兒糞便微生物菌相組成的改變,故離乳期代表了微生物菌相變化的過渡期窗口。
  • 綜而言之,決定兒童腸道微生物菌相主要應是腸道環境和飲食組成,而非完全轉殖自母體。也就是說,離乳期的飲食為改善腸道微生物菌相的一個務實捷徑。

參考文獻 

  1. Turroni F, Milani C, Duranti S, Lugli GA, Bernasconi S, Margolles A, Di Pierro F, van Sinderen D, Ventura M. The infant gut microbiome as a microbial organ influencing host well-being. Italian J Pediatrics. 2020;46:16.
  2. Olsza k T, An D, Zeissig S, Vera MP, Richter J, Franke A,Glickman JN, Siebert R, Baron RM, Kasper DL, et al. Microbial exposure during early life has persistent effects on natural killer T cell function. Science. 2012;336(6080):489–493. doi:10.1126/science.1219328.
  3. Gensollen T, Iyer SS, Kasper DL, Blumberg RS. How colonisation by microbiota in early life shapes the immune system. Science. 2016;352(6825):539–544. doi:10.1126/science.aad9378.
  4. Scheepers L, Penders J, Mbakwa CA, Thijs C, Mommers M, Arts I. The intestinal microbiota composition and weight development in children: the KOALA birth cohort study. Int J Obesity. 2015;39:16–25. doi:10.1038/ijo.2014.178.
  5. Milani C, Duranti S, Bottacini F, Casey E, Turroni F, Mahony J, Belzer C, Delgado Palacio S, Arboleya Montes S, Mancabelli L, et al. The first microbial colonizers of the human gut: composition, activities and health implications of the infant gut microbiota. Microbiol Mol Biol Rev. 2017;81(4):e00036–17.
  6. Mulligan CM, Friedman JE. Maternal modifiers of the infant gut microbiota: metabolic consequences. J Endocrinol. 2017;235(1):R1–R12. doi:10.1530/JOE-17-0303.
  7. Fujimura KE, Sitarik AR, Havstad S, Lin DL, Levan S, Fadrosh D, Panzer AR, LaMere B, Rackaityte E, Lukacs NW, et al. Neonatal gut microbiota associates with childhood multisensitised atopy and T cell differentiation. Nat Med. 2016;22(10):1187–1191. doi:10.1038/nm.4176.
  8. Ismail IH, Boyle RJ, Licciardi PV, Oppedisano F, Lahtinen S, Robins-Browne RM, Tang MLK. Early gut colonization by Bifidobacterium breve and B. catenulatum differentially modulates eczema risk in children at high risk of developing allergic disease. Paediatric Allergy Immunol. 2016;27(8):838–846. doi:10.1111/pai.12646.
  9. De Filippo C, Cavalieri D, Di Paola M, Ramazzotti M, Poullet JB, Massart S, Collini S, Pieraccini G, Lionetti P. Impact of diet in shaping gut microbiota revealed by acomparative study in children from Europe and rural Africa. Proc Natl Acad Sci USA. 2010;107(33):14691–14696. doi:10.1073/pnas.1005963107.
  10. Khine WWT, Zhang YW, Goie JY, Wong MS, Liong MT, Lee YY, Cao H, Lee Y-K. Gut microbiome of preadolescent children of two ethnicities residing in three distant cities. Sci Rep. 2019;9(1):78931. doi:10.1038/s41598-019-44369-y.
  11. Kisuse J, La-Ongkham O, Nakphaichit M, Therdtatha P, Momoda R, Tanaka M, Fukuda S, Popluechai S, Kespechara K, Sonomoto K, et al. Urban diets linked to gut microbiome and metabolome alterations in children: a comparative cross-sectional study in Thailand. Front Microbiol. 2018;9:1345. doi:10.3389/fmicb.2018.01345.
  12. Nakayama J, Yamamoto A, Palermo-Conde LA,Higashi K, Sonomoto K, Tan J, Lee Y-K. Impact of Westernized diet on gut microbiota in children on Leyte islands. Front Microbiol. 2017;8:197. doi:10.3389/fmicb.2017.00197.
  13. Yatsunenko T, Rey FE, Manary MJ, Trehan I, Dominguez-Bello MG, Contreras M, Magris M, Hidalgo G, Baldassano RN, Anokhin AP, et al. Human gut microbiome viewed across age and geography. Nature. 2012;486(7402):222–227. doi:10.1038/nature11053.
  14. Nakayama J, Yamamoto A, Palermo-Conde LA, Higashi K, Sonomoto K, Tan J, Lee Y-K. Diversity in gut bacterial community of school-age children in Asia. Sci Rep. 2015;5:8397. doi:10.1038/srep08397.
  15. Wu GD, Chen J, Hoffmann C, Bittinger K, Chen -Y-Y, Keilbaugh SA, Bewtra M, Knights D, Walters WA, Knight R, et al. Linking long-term dietary patterns with gut microbial enterotypes. Science. 2011;334:6052. doi:10.1126/science.1208344.
  16. Zhang JC, Guo Z, Lim AA, Zheng Y, Koh EY, Ho D, Qiao J, Huo D, Hou Q, Huang W, et al. Mongolians core gut microbiota and its correlation with seasonal dietary changes. Sci Rep. 2014;4:5001. doi:10.1038/srep05001.
  17. Pelzer E, Gomez-Arango LF, Barrett HL, Nitert MD. Review: maternal health and the placental microbiome. Placenta. 2017;54:30–37. doi:10.1016/j.placenta.2016.12.003.
  18. Rautava S, Luoto R, Salminen S, Isolauri E. Perinatal microbial contact and the origins of human disease. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2012;9:565–576. doi:10.1038/nrgastro.2012.144.
  19. Penders J, Thijs C, Vink C, Stelma CV, Snijders B, Kummeling I, van den Brandt PA, Stobberingh EE. Factors influencing the composition of the intestinal microbiota in early infancy. Paediatrics. 2006;118(2):511–521. doi:10.1542/peds.2005-2824.
  20. Dominguez-Bello MG, Costello EK, Contreras M, Magris M, Hidalgo G, Fierer N, Knight R. W. W. T. KHINE ET AL. Delivery mode shapes the acquisition and structure of the initial microbiota across multiple body habitats in newborns. Proc Natl Acad Sci USA. 2010;107(26):11971–11975. doi:10.1073/pnas.1002601107.
  21. Asnicar F, Manara S, Zolfo M, Truong DT, Scholz M, Armanini F, Ferretti P, Gorfer V, Pedrotti A, Tett A, et al. Studying vertical microbiome transmission from mothers to infants by strain-level metagenomics profiling. mSystem. 2017;2(1):e00164–16. doi:10.1128/mSystems.00164-16.
  22. Funkhouser LJ, Bordenstein SR. Mom knows best: the universality of maternal microbial transmission. PLoS Biol. 2013;11(8):e1001631. doi:10.1371/journal.pbio.1001631.
  23. Mueller NT, Bakacs E, Combellick J, Grigoryan Z, Dominguez-Bello MG. The infant microbiome development: mom matters. Trends Mol Med. 2015;21(2):109–117. doi:10.1016/j.molmed.2014.12.002.
  24. Roger LC, Costabile A, Holland DT, Hoyles L, McCartney AL. Examination of fecal Bifidobacterium populations in breast- and formula-fed infants during the first 18 months of life. Microbiology Society. 2010;156(11):3329–3341. doi:10.1099/mic.0.043224-0.
  25. Koenig JE, Spor A, Scalfone N, Fricker AD, Stombaugh J, Knight R, Angenent LT, Ley RE. Succession of microbial consortia in the developing infant gut microbiome. Proc Natl Acad Sci USA. 2011;108(Suppl.1):4578–4585. doi:10.1073/pnas.1000081107.
  26. Ferretti P, Pasolli E, Tett A, Asnicar F, Gorfer V, Fedi S, Armanini F, Truong DT, Manara S, Zolfo M, et al. Mother-to-infant microbial transmission from different body sites shapes the developing infant gut microbiome. Cell Host Microbe. 2018;24:133–145. doi:10.1016/j.chom.2018.06.005.
  27. Yassour M, Jason E, Hogstrom LJ, Arthur TD, Tripathi S, Siljander H, Selvenius J, Oikarinen S, Hyöty H, Virtanen SM, et al. Strain-level analysis of mother-tochild bacterial transmission during the first few months of life. Cell Host Microbe. 2018;24:146–154. doi:10.1016/j.chom.2018.06.007.
  28. Bäckhed F, Roswall J, Peng Y, Feng Q, Jia H, KovatchevaDatchary P, Li Y, Xia Y, Xie H, Zhong H, et al. Dynamics and stabilization of the human gut microbiome during the first year of life. Cell Host Microbe. 2015;17:690–730. doi:10.1016/j.chom.2015.04.004.
  29. Makino H. Bifidobacterial strains in the intestines of newborns originate from their mothers. Biosci Microbiota Food Health. 2018;37:79–85. doi:10.12938/bmfh.18-011.
  30. Vaishampayan PA, Kuehl JV, Froula JL, Morgan JL, Ochman H, Francino MP. Comparative metagenomics and population dynamics of the gut microbiota inmother an infant. Genome Biol Evol. 2010;2:53–66. doi:10.1093/gbe/evp057.
  31. Milani C, Turroni F, Duranti S, Lugli GA, Mancabelli L, Ferrario C, van Sinderen D, Ventura M. Genomics of the genus Bifidobacterium reveals species-specific adaptation to the glycan-rich gut environment. Appl Environ Microbiol. 2015;82(4):980–991. doi:10.1128/AEM.03500-15.
  32. Duranti S, Lugli GA, Mancabelli L, Armanini F, Turroni F, James K, Ferretti P, Gorfer V, Ferrario C, Milani C, et al. Maternal inheritance of bifidobacterial communities and bifidophages in infants through vertical transmission. Microbiome. 2017;5:66. doi:10.1186/s40168-017-0282-6.
  33. Milani C, Duranti S, Bottacini F, Casey E, Turroni F, Mahony J, Belzer C, Delgado Palacio S, Arboleya Montes S, Mancabelli L, et al. The first microbial colonizers of the human gut: composition, activities and health implications of the infant gut microbiota. Microbiol Mol Biol Rev. 2017;81(4):e00036–17.
  34. 34. Mulligan CM, Friedman JE. Maternal modifiers of the infant gut microbiota: metabolic consequences. J Endocrinol. 2017;235(1):R1–R12. doi:10.1530/JOE-17-0303.
  35. Fujimura KE, Sitarik AR, Havstad S, Lin DL, Levan S, Fadrosh D, Panzer AR, LaMere B, Rackaityte E, Lukacs NW, et al. Neonatal gut microbiota associates with childhood multisensitised atopy and T cell differentiation. Nat Med. 2016;22(10):1187–1191. doi:10.1038/nm.4176.
  36. Ismail IH, Boyle RJ, Licciardi PV, Oppedisano F, Lahtinen S, Robins-Browne RM, Tang MLK. Early gut colonization by Bifidobacterium breve and B. catenulatum differentially modulates eczema risk in children at high risk of developing allergic disease. Paediatric Allergy Immunol. 2016;27(8):838–846. doi:10.1111/pai.12646.
  37. Wampach L, Heintz-Buschart A, Fritz JV, RamiroGarcia J, Habier J, Herold M, Narayanasamy S, Kaysen A, Hogan AH, Bindl L, et al. Birth mode is associated with earliest strain-conferred gut microbiome functions and immunostimulatory potential. Nat Commun. 2018;9:5091. doi:10.1038/s41467-018-07631-x.
  38. Fouhy F, Watkins C, Hill CJ, ÓShea C-A, Nagle B, Dempsey EM, ÓToole PW, Ross RP, Ryan CA, Stanton C. Perinatal factors affect the gut microbiota up to four years after birth. Nat Commun. 2019;10:1517. doi:10.1038/s41467-019-09252-4.
  39. Shao Y, Forster SC, Tsaliki E, Vervier K, Strang A, Simpson N, Kumar N, Stares MD, Rodger A, Brocklehurst P, et al. Stunted microbiota and opportunistic pathogen colonisation in caesarean-section birth. Nature. 2019;574:117–121. doi:10.1038/s41586-019-1560-1.
  40. Nogacka A, Salazar N, Suárez M, Milani C, Arboleya S, Solís G, Fernández N, Alaez L, Hernández-Barranco AM, de Los Reyes-gavilán CG, et al. Impact of intrapartum antimicrobial prophylaxis upon the intestinal microbiota and the prevalence of antibiotic resistance genes in vaginally delivered full-term neonates. Microbiome. 2017;5(1):93. doi:10.1186/s40168-017-0313-3.
  41. Neuman H, Forsythe P, Uzan A, Avni O, Koren O. Antibiotics in early life: dysbiosis and the damage done. FEMS Microbiol Rev. 2018;42:489–499. doi:10.1093/femsre/fuy018.
  42. Khine WWT, Rahayu ES, See TY, Kuah S, Salminen S, Nakayama J, Lee YK. Indonesian children fecal microbiome from birth until weaning was different from microbiomes of their mothers, Gut Microbes, doi: 10.1080/19490976.2020.1761240.
  43. Dzidic M, Boix-Amorós A, Selma-Royo M, Mira A, Collado MC. Gut microbiota and mucosal immunity in the neonate. Med Sci (Basel). 2018;6:E56.
  44. Aakko J, Kumar H, Rautava S, Wise A, Autran C, Bode L, Isolauri E, Salminen S. Human milk oligosaccharide categories define the microbiota composition in human colostrum. Benef Microbes. 2017;8(4):563–567. doi:10.3920/BM2016.0185.
  45. Marcobal A, Barboza M, Froehlich JW, Block DE, German JB, Lebrilla CB, Mills DA. Consumption of human milk oligosaccharides by gut-related microbes. J Agric Food Chem. 2010;58(9):5334–5340. doi:10.1021/jf9044205.
  46. Duranti S, Lugli GA, Milani C, James K, Mancabelli L, Turroni F, Alessandri G, Mangifesta M, Mancino W, Ossiprandi MC, et al. Bifidobacterium bifidum and the infant gut microbiota: an intriguing case of microbehost co-evolution. Environ Microbiol. 2019;21 (10):3683–3695. doi:10.1111/1462-2920.14705.
  47. Andreas NJ, Kampmann B, Mehring L-DK. Human breast milk: a review on its composition and bioactivity. Early Hum Dev. 2015;91(11):629–635. doi:10.1016/j. earlhumdev.2015.08.013.
  48. Hayashi H, Shibata K, Sakamoto M, Tomita S, Benno Y. Prevotella copri sp. Nov. and Prevotella stercorea sp. Nov., isolated from human feces. Int J Syst Evol Microbiol. 2007;57:941–946. doi:10.1099/ijs.0.64778-0.
  49. Wahlstrom A, Sayin SI, Marschall H-U, Backhed F. Intestinal crosstalk between bile acids and microbiota and its impact on host metabolism. Cell Metab. 2016;24(1):41–50. doi:10.1016/j.cmet.2016.05.005.
  50. Masaru. T, Sanefuji M, Morokuma S, Yoden M, Momoda R, Sonomoto K, Ogawa M, Kato K, Nakayama J. The association between gut microbiota development and maturation of intestinal bile acid metabolism in the first three years of healthy Japanese infants. Gut Microbes. 2019. doi:10.1080/19490976.2019.1650997.
  51. Round JL, Lee SM, Li J, Tran G, Jabri B, Chatila TA, Mazmanian SK. The Toll-like receptor 2 pathway establishes colonisation by a commensal of the human microbiota. Science. 2011;332:974–977. doi:10.1126/science.1206095.
  52. Moeller AH, Suzuki TA, Phifer-Rixey M, Nachman MW. Transmission modes of the mammalian gut microbiota. Science. 2018;362:453–457. doi:10.1126/science.aat7164.
  53. Kim Y-G, Sakamoto K, Seo SU, Pickard JM, Gillilland MG 3rd, Pudlo NA, Hoostal M, Li X, Wang TD, Feehley T, et al. Neonatal acquisition of Clostridia species protects against colonization by bacterial pathogens. Science. 2017;356:315–319. doi:10.1126/science.aag2029.
  54. Oyedemi BOM, Kotsia EM, Stapleton PD, Gibbons S. Capsaicin and gingerol analogues inhibit the growth of efflux-multidrug resistant bacteria and R-plasmids conjugal transfer. J Ethnopharmacol. 2019;245:111871. doi:10.1016/j.jep.2019.111871.
  55. Kariu T, Nakao R, Ikeda T, Nakashima K, Potempa J, Imamura T. Inhibition of gingipains and Porphyromonas gingivalis growth and biofilm formation by prenyl flavonoids. J Periodontal Res. 2017;52(1):89–96. doi:10.1111/jre.12372.
  56. Cushnie TP, Cushnie B, Lamb AJ. Alkaloids: an overview of their antibacterial, antibiotic-enhancing and antivirulence activities. Int J Antimicrob Agents. 2014;44:377–386. doi:10.1016/j.ijantimicag.2014.06.001.
  57. Are A, Aronsson L, Wang S, Greicius G, Lee Y-K, Gustafsson JA, Pettersson S, Arulampalam V. Enterococcus faecalis from newborn babies regulate endogenous PPARgamma activity and IL-10 levels in colonic epithelial cells. Proc Natl Acad Sci USA. 2008;105:1943–1948. doi:10.1073/pnas.0711734105.
  58. Wang SG, Hibberd ML, Pettersson S, Lee Y-K. Enterococcus faecalis from healthy infants modulates inflammation through MAPK signaling pathways. PLoS One. 2014;9(5):e97523. doi:10.1371/journal.pone.0097523.
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社團法人台灣國際生命科學會_96
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創會於2013年,這是一個同時能讓產業界、學術界和公領域積極交流合作及凝聚共識的平台。期望基於科學實證,探討營養、食品安全、毒理學、風險評估以及環境的議題,尋求最佳的科學解決方法,以共創全民安心的飲食環境。欲進一步了解,請至:ww.ilsitaiwan.org

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人體吸收新突破:SEDDS 的魔力
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/05/03 ・1194字 ・閱讀時間約 2 分鐘

本文由 紐崔萊 委託,泛科學企劃執行。 

營養品的吸收率如何?

藥物和營養補充品,似乎每天都在我們的生活中扮演著越來越重要的角色。但你有沒有想過,這些關鍵分子,可能無法全部被人體吸收?那該怎麼辦呢?答案或許就在於吸收率!讓我們一起來揭開這個謎團吧!

你吃下去的營養品,可以有效地被吸收嗎?圖/envato

當我們吞下一顆膠囊時,這個小小的丸子就開始了一場奇妙的旅程。從口進入消化道,與胃液混合,然後被推送到小腸,最後透過腸道被吸收進入血液。這個過程看似簡單,但其實充滿了挑戰。

首先,我們要面對的挑戰是藥物的溶解度。有些成分很難在水中溶解,這意味著它們在進入人體後可能無法被有效吸收。特別是對於脂溶性成分,它們需要透過油脂的介入才能被吸收,而這個過程相對複雜,吸收率也較低。

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你有聽過「藥物遞送系統」嗎?

為了解決這個問題,科學家們開發了許多藥物遞送系統,其中最引人注目的就是自乳化藥物遞送系統(Self-Emulsifying Drug Delivery Systems,簡稱 SEDDS),也被稱作吸收提升科技。這項科技的核心概念是利用遞送系統中的油脂、界面活性劑和輔助界面活性劑,讓藥物與營養補充品一進到腸道,就形成微細的乳糜微粒,從而提高藥物的吸收率。

自乳化藥物遞送系統,也被稱作吸收提升科技。 圖/envato

還有一點,這些經過 SEDDS 科技處理過的脂溶性藥物,在腸道中形成乳糜微粒之後,會經由腸道的淋巴系統吸收,因此可以繞過肝臟的首渡效應,減少損耗,同時保留了更多的藥物活性。這使得原本難以吸收的藥物,如用於愛滋病或新冠病毒療程的抗反轉錄病毒藥利托那韋(Ritonavir),以及緩解心絞痛的硝苯地平(Nifedipine),能夠更有效地發揮作用。

除了在藥物治療中的應用,SEDDS 科技還廣泛運用於營養補充品領域。許多脂溶性營養素,如維生素 A、D、E、K 和魚油中的 EPA、DHA,都可以通過 SEDDS 科技提高其吸收效率,從而更好地滿足人體的營養需求。

隨著科技的進步,藥品能打破過往的限制,發揮更大的療效,也就相當於有更高的 CP 值。SEDDS 科技的出現,便是增加藥物和營養補充品吸收率的解決方案之一。未來,隨著科學科技的不斷進步,相信會有更多藥物遞送系統 DDS(Drug Delivery System)問世,為人類健康帶來更多的好處。

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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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小孩過早發育?留意兒童性早熟,及早治療減少未來疾病風險
careonline_96
・2024/05/22 ・2491字 ・閱讀時間約 5 分鐘

「印象深刻一對姊妹,年紀差兩歲,但是妹妹突然快速成長,從原本的身高小姊姊半顆頭,短短兩年內大幅超越了姊姊。」收治案例的林口長庚醫院兒童內分泌科邱巧凡醫師指出,「檢查發現,妹妹有性早熟問題, 5 歲多便出現乳房、陰毛發育的狀況,骨齡檢查也已達 11 歲,呈現明顯超前的現象。」

因為骨齡超前許多,導致預估成年身高只有 139 公分,符合健保給付性早熟針劑治療條件,經申請審查通過,小女孩開始接受每三個月施打一次性早熟針劑的治療。邱巧凡醫師說,治療過程中,妹妹的第二性徵明顯消退,長高速度也回歸正常狀態,療程結束後身高達到 160 公分,讓家人鬆了一口氣。

性早熟是指小小年紀就出現第二性徵,邱巧凡醫師指出,性早熟定義為女孩 8 歲前出現乳房發育或長出陰毛,10 歲前初經來潮;男孩在 9 歲前出現睪丸長大、陰莖長大、長陰毛等,發生率女孩明顯高於男孩。邱巧凡醫師補充,家長較容易關注到的變聲、長喉結、長陰毛等性徵出現,通常已是男孩青春期發育中後期的階段,因此男孩的性早熟往往容易被忽略,或是延誤診斷與治療。

發現性早熟趕快查原因

導致性早熟的原因很多,包括遺傳、飲食、女孩肥胖、環境荷爾蒙、其他疾病影響等。邱巧凡醫師說,有些孩童是因為罹患腦部疾病、腎上腺腫瘤、卵巢腫瘤、睪丸腫瘤等所致。由於性早熟的原因很多,所以需要仔細檢查、評估,並根據發病原因進行治療。

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由於性荷爾蒙會促使骨骼加速成長所以性早熟孩童在一開始可能會長得較快,但是因為生長板的加速閉合,整體生長時間大幅減少,往往成年身高卻較為矮小。邱巧凡醫師提醒,在成長過程中,如果發現孩子的身高比同齡孩童異常高或矮,或是成長速度過快、過慢,都要提高警覺。

除了影響身高,性早熟還會對孩童造成長期的身心健康影響。邱巧凡醫師說,研究顯示,相較於沒有性早熟的孩童,性早熟孩童在成年後有較高的機會罹患肥胖症、代謝症候群、糖尿病、高血脂、高血壓、心血管疾病等疾病。女生也有較高機會罹患多囊性卵巢症候群,容易導致不孕。更值得留意的是,愈來愈多研究顯示性早熟還會增加罹癌風險,例如乳癌、子宮內膜癌、卵巢癌、睪丸癌及攝護腺癌等。

性早熟對身心都有影響

「研究發現,初經越早的女性,罹患乳癌的風險越高,而且惡性度較高。」邱巧凡醫師說,「根據 2012 年刊登在柳葉刀-腫瘤學雜誌(The Lancet Oncology)上面一個來自 117 個流行病學研究,分析近十二萬名乳癌患者與三十萬健康成人的資料,發現初經每提早一年,罹患乳癌的機率提高 5%;每晚一年停經,乳癌機率提高 2.9%。也就是說,雌激素暴露的時間越長,乳癌風險越高 (1)。」因此治療性早熟,除了讓孩童能正常長高,更重要的是希望減少未來的疾病風險。

心理層面方面,性早熟孩童因為過早出現第二性徵,外觀明顯與眾不同,較容易遭受同儕異樣眼光,相對承受較多心理壓力、容易社會適應不良,有研究發現性早熟孩童遭遇霸凌、騷擾、性侵等事件也高於一般正常發育的孩童,這些都是值得注意的問題。

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中樞性早熟該怎麼辦?

懷疑孩童有性早熟的狀況時,務必盡快就醫檢查。邱巧凡醫師說,利用理學檢查、超音波、骨齡檢查、血液檢驗、荷爾蒙測驗等綜合評估,確立性早熟原因以及影響程度,才能決定合適的治療方式。

針對中樞性早熟,目前主要以「性早熟針劑」治療,邱巧凡醫師解釋,性早熟針劑內含性釋素類似物(GnRH analogue),能與腦下垂體的促性腺激素釋放荷爾蒙(GnRH)接受器結合,經由去敏感化的機轉,達到抑制下游黃體化刺激素與濾泡刺激素的分泌,進而阻斷性荷爾蒙的製造。

「如果把 GnRH 接受器比喻成鎖頭,GnRH 就像一把鑰匙可以發揮作用,促使黃體化刺激素與濾泡刺激素的分泌。」邱巧凡醫師說,「性釋素類似物類似另一把鑰匙,當性釋素類似物先佔據鎖頭時,GnRH 便無法進入。如此一來,便能抑制黃體化刺激素與濾泡刺激素的分泌,阻斷性荷爾蒙的製造,避免性早熟繼續進展。」

中樞性早熟該怎麼辦?

性早熟針劑治療能有效抑制性荷爾蒙的製造,且安全性高。邱巧凡醫師說,臨床上會根據個別孩童的狀況,決定療程時間,一般而言,女生多數會治療到國小高年級,男生多數會治療到國中階段。

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因為給藥途徑是皮下注射,孩童在治療前難免會擔心害怕。邱巧凡醫師說,目前國內有兩種劑型(三個月注射一次的長效劑型以及一個月注射一次的短效劑型),長效劑型的優點是可以減少注射次數與回診次數,大幅提升治療的便利性。絕大多數孩童在開始治療後,都能接受此治療模式以及注射引起的短暫疼痛與不適。

貼心小提醒

邱巧凡醫師說,性早熟不只會影響身高,還會影響心理健康,且增加成年後罹患代謝症候群、糖尿病、高血脂、高血壓等問題,甚至提高乳癌、子宮內膜癌、卵巢癌等風險。在孩子的生長過程中,照顧者要持續留意生長狀況,長得太高、太矮、太快、太慢,或是不對的年齡出現第二性徵都要提高警覺。如果有任何疑問,請及早至「兒童內分泌科」就診諮詢與評估。

參考資料

  • Lancet Oncol . 2012 Nov;13(11):1141-51. doi: 10.1016/S1470-2045(12)70425-4.

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如何找到肺癌對應基因?臨床實驗幫助病友翻轉病情!
careonline_96
・2024/04/24 ・2515字 ・閱讀時間約 5 分鐘

給 每一位剛踏上抗癌路上的鬥士與戰友

確診晚期肺癌的病友,在治療初期若是能與醫師密切配合,就有機會可以找到很好的治療方式,讓病情翻轉。進入治療前,首先會透過基因檢測,找出關鍵的基因突變,若是未發現常見基因突變,也可利用次世代基因定序,找出罕見基因。肺癌的治療已像慢性病一樣,只要妥善運用基因檢測與接續治療策略,就有機會延長病友的存活期,無論是帶有 EGFR、ALK、ROS1、BRAF、HER2、RET、MET、KRAS、NTRK 等基因突變,目前也都已經有很好的標靶藥物可治療,病友只要了解自己的疾病概況,與醫師充分溝通,一起把握每一次治療的機會!

大林慈濟醫院副院長賴俊良醫師

次世代基因定序助攻!揪出罕見肺癌改善病友預後

一名確診晚期肺癌的 50 多歲男性,在進行一般的基因檢測時並沒有找到突變基因,病程也加速惡化,且伴隨糖尿病、高血壓、腎功能衰退,全身嚴重浮腫。所幸,再接受次世代基因定序檢測後,很幸運地發現他是較罕見的 MET 基因。賴俊良醫師說,MET 基因分為不同的突變型,而該名病友屬於較少見的擴增型,後續在使用相對應的標靶藥物治療後,全身浮腫的狀況逐漸改善,病情也受到控制,且恢復到原本的工作與生活。

標靶藥物各有專攻 找到對應基因才能發揮效果

台灣的肺腺癌以 EGFR 基因突變為主,其他基因突變相對稀少,包含 ALK、KRAS、BRAF、ROS1、RET、NTRK 等。賴俊良醫師說,由於國人常見的致癌基因約佔一半以上,因此,通常會先檢測這些突變基因,若是找不到突變基因,則是會採取更先進的檢測方法找出突變基因,而次世代基因定序是目前肺癌精準治療的重要工具,可以更準確地找到驅動關鍵基因,醫師也可以從而制定精準的治療策略,進而大幅改變病友的預後。

晚期肺癌的治療藥物已有相當大的突破與進展,在過去不知道有這些基因突變時,部分病友的預後較差,但現在針對主要的驅動基因,幾乎都有相對應的藥物可以治療,賴俊良醫師說,有些病友知道標靶藥物治療成效佳,堅持只接受標靶治療,其實概念上並沒有這麼簡單,不同的驅動基因要使用不同的標靶藥物,才有辦法發揮治療效果。

臨床試驗安全性高 為病友帶來新契機

一般人聽到臨床試驗,常直覺是白老鼠,賴俊良醫師說,這樣的錯誤觀念仍有待匡正,其實所有藥物都必須先經過動物實驗,確認有明顯的治療成效,才會進到人體試驗,且第一期、二期、三期分別有不同的條件與目的,只有在第一期和第二期執行成果中,顯示其具有前景的試驗,才會進入第三期,在臺灣進行的臨床試驗都已具有相當完善的規範,也會在保護受試者的情況下進行。病友若是治療遇到瓶頸時或是可能需要自費或是參加臨床試驗,賴俊良醫師建議,若符合可以參加臨床試驗的條件,病友及家屬可以進一步與主治醫師討論了解,也有機會可以找到新契機,讓病情翻轉。

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他的故事 談面對恐懼

罹癌就像暴風雨 家人陪我度過每個關卡

曾經聽人家說「罹癌是上天給的禮物」,這個天上掉下來的禮物很痛苦、很折磨,也狠狠把我 K 醒!才 53 歲的我,去(2023)年 3 月起連續兩個月咳個不停,確診為肺腺癌第四期,我的腦子一團亂,醫師開始為我化療,治療期間我吃不下、甚至沒辦法走路,家人擔心再化療下去可能連命都沒了。

就像落水的人,拼命想抓住救生圈,經過不斷打聽,朋友介紹到大林慈濟賴副院長的門診。第一次住院待了 33 天,治療期間,好像一個人漂浮在汪洋中,害怕上不了岸,擔心得連呼吸都困難;沒想到最後可以出院,體力還變好,原本沒辦法行走,後來能夠走出醫院,過了這個坎,好像就沒有什麼好怕的了。

過去從事餐飲業,每天至少一包菸,加上廚房的油煙,破壞身體免疫力。以前認為跟家人除夕吃團圓飯很平常,罹癌住院 33 天的經驗,讓我知道這個「平常」代表「幸福」。治療中,太太、兒女一路陪我度過每個關卡,從身體不舒服的第一天,到住院、標靶藥物和門診追蹤,可靠又溫暖的陪在身旁。

我有十幾年糖尿病的歷史,罹癌後發現血壓、腎臟指數飆高,全身浮腫,醫院安排做次世代基因定序檢測,醫師說,我是 MET 基因中第二類比較少見的擴增型,從去年 5 月開始服用標靶藥物治療,全身浮腫的狀況改善了,病情也控制住,除了容易累,體力比較差,沒有影響到生活,我想老天爺在給我機會。

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癌症就像一場暴風雨,考驗自己的內心,生活變得很慌亂,遇到事情就去面對它、解決它,慢慢把腳步站穩後,暴風雨過去了,接下來的每一天都要好好過,或許癌症真的是一個生命的禮物,敦促著我們找回人生最重要的事,也提醒正在看這封信的學弟妹們,醫療這麼發達,穩定用藥就可以擁有好的生活品質,不要放棄;開心是一天,不開心也是一天未來每一天,我選擇開心地過。

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