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综述与科普

综述转载 2026-05-11

肠道/健康基石菌——酪酸梭菌在防治儿童营养不良中的关键作用

丁香园-儿科

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【摘要】儿童营养不良是全球高发的儿科公共卫生问题,可导致生长发育迟缓、免疫功能受损,其核心发病机制涉及肠道菌群失调、肠屏障损伤与慢性低度炎症构成的恶性循环。传统膳食营养干预存在依从性差、营养吸收效率低、缺乏肠道微生态系统性调控等局限。基石菌酪酸梭菌通过构筑肠黏膜屏障、调节菌群平衡、抑制炎症、改善胃肠动力、促进营养吸收及调控肠-脑轴改善食欲等多重机制,可有效阻断营养不良的病理进程。临床研究证实,酪酸梭菌联合营养干预能显著提升患儿营养达标率,改善生长发育与肠道功能,为其在儿童营养不良防治中的临床应用奠定了坚实基础。

【关键词】儿童营养不良;基石菌;酪酸梭菌;肠道菌群;肠道黏膜屏障;营养吸收

一、儿童营养不良的发生与发展现状及危害

儿童营养不良是全球范围内严重的公共卫生问题,其发生、发展与肠道微生物群落的失调密切相关,对儿童的生长发育、认知功能及远期健康均构成显著威胁[1,2,3,4]。据世界卫生组织(WHO)统计,低收入和中等收入国家(LMICs)约有1.49亿5岁以下儿童受其影响[1]。这种疾病不仅涵盖婴幼儿期的喂养相关营养不良,也包括儿童青少年期的慢性营养失衡[1,2]。

长期营养失衡不仅损害体格生长和神经认知发育,还显著增加感染性疾病风险和全因死亡率,严重降低生活质量[1,2,5]。例如,营养不良与多重耐药菌(MDROs)感染的风险增加密切相关,尤其是在中低收入国家和医疗暴露多的儿童中[6]。此外,营养不良会加剧肠道菌群失调,形成“营养不良-菌群紊乱-营养吸收障碍”的恶性循环[3,4],并可能导致成年期慢性代谢性疾病和心血管疾病风险升高[1]。这种迁延不愈的疾病还会引发患儿心理行为异常,给家庭带来沉重负担[1,4]。

二、儿童营养不良的发病机制

儿童营养不良的肠道相关病理生理学是一个复杂的多因素过程,涉及肠道微生态失调、肠道屏障功能受损、慢性低度肠道炎症以及营养吸收代谢紊乱等多种因素的相互作用[1,2,7,8]。其中,肠道菌群失调是核心驱动环节[2,3,9]。表现为肠道菌群多样性下降、产丁酸等有益菌丰度显著降低、潜在致病菌过度增殖,如变形菌门和致病性大肠杆菌[2,3,10,11]。这种失调导致短链脂肪酸(SCFAs)合成不足,特别是丁酸,直接削弱肠道屏障完整性与营养吸收能力[3,8,9]。

肠道屏障受损,即“肠漏”,会导致肠道通透性异常升高,促使抗原易位并诱发慢性低度肠道炎症[1,3,12]。例如,环境性肠病(EE)是一种小肠的亚临床慢性炎症性疾病,对全球儿童营养不良的持续存在产生深远影响[13]。这种炎症会进一步破坏肠绒毛结构,抑制肠道消化酶活性,从而加剧营养吸收障碍[2,8,13]。上述病理改变相互放大,形成“营养不良-肠道菌群失调-屏障损伤-炎症激活-吸收障碍-营养不良”的恶性循环[1,2,3],持续加重儿童营养不良的病理进程,是疾病迁延不愈、难以逆转的核心病理基础[1,2,3,7,8]。

三、传统治疗的局限性

儿童营养不良的传统临床治疗以膳食营养干预为核心,辅以对症支持治疗,虽然在短期能量补充方面效果明确,但在面对慢性、复发性营养不良,特别是合并肠道微生态紊乱时,其治疗策略存在显著局限性[1,2,14]。

首先,膳食干预的依从性与个体化瓶颈突出[1,15]。标准化膳食配方难以适配儿童个体肠道消化酶活性、代谢能力及菌群结构差异,容易引发厌食、腹泻或不耐受反应,导致干预中断[15,8]。长期强制饮食调整还可能加剧儿童心理应激,反向抑制食欲与营养摄入[15]。其次,营养补充存在“吸收陷阱”[2,8]。对于合并肠黏膜损伤、炎症及菌群失调的患儿,单纯补充蛋白质、微量元素等营养素难以有效沉积于机体,大量营养素随肠漏流失或排出,无法实现体重与体格的追赶生长[2,8,13]。

此外,传统治疗缺乏对肠道微生态的系统性干预[4,14]。单一营养素补充难以逆转“营养不良-菌群失调-屏障损伤”的恶性循环,易导致病情反复、生长发育滞后难以改善[4,14,16]。这些局限性使得传统方案在改善远期生长结局、阻断营养不良长期后遗症方面的效果受限,因此迫切需要在营养补充的基础上整合肠道微生态调控策略,以提升治疗的长效性与有效性[17]。

四、酪酸梭菌的临床应用及机制机理

2024年,美国微生物科学院院士赵立平教授团队在《Cell》期刊发表研究成果,不仅明确了产丁酸菌在维系肠道生态稳态、干预多种疾病进程中的核心作用,还创新性提出“基石功能群”的概念[18]。这类功能群专指可持续合成丁酸(酪酸)等短链脂肪酸的核心肠道菌群,而酪酸梭菌是当前唯一实现产业化应用的肠道基石菌,凭借其多元生物学功能,在儿童营养不良的预防与治疗领域展现出重要应用价值。

4.1 酪酸梭菌的临床应用

多项临床研究证实,酪酸梭菌在儿童营养不良的综合干预中具有重要作用,能够显著提升营养干预疗效并改善患儿生长发育预后[19,20,21,22]。

高静华的研究结果表明[20],在常规营养干预基础上同步服用酪酸梭菌CGMCC0313-1,治疗总有效率从65.0%显著提高至85.0%(P<0.05),同时显著改善患儿营养状况评分、缩短营养干预总疗程,并降低食欲减退、生长迟缓等并发症发生率(P<0.05或P<0.001),且该干预方式无明显不良反应。

叶金环等的研究表明,酪酸梭菌CGMCC0313-1应用于营养不良患儿的治疗时,能显著提升治疗总有效率,有效改善患儿血清白蛋白、铁蛋白、血红蛋白等营养指标水平,同时可改善患儿 T 淋巴细胞亚群及免疫球蛋白 M 相关免疫指标,调节肠道菌群结构,且用药过程中无不良反应,安全性良好[21]。

徐星等的研究也进一步证实,将酪酸梭菌CGMCC0313-1联合辅助治疗儿童营养不良时,相较常规治疗,能进一步提高治疗总有效率,更大幅度提升患儿血清白蛋白、血清总蛋白、血红蛋白等营养相关指标水平,更好地改善患儿机体营养状况,促进患儿康复[22]。

综上,酪酸梭菌在儿童营养不良的综合干预中展现出重要的临床应用价值,为突破传统营养干预的局限性提供了新的方向。

4.2 酪酸梭菌的作用机制

构筑肠道屏障:

酪酸梭菌在儿童肠道定植后,能合成并释放丁酸(酪酸)[3,12]。丁酸作为肠道上皮细胞的首选能量底物,可提供肠道细胞70%以上的能量[12]。它直接驱动肠黏膜细胞的增殖与分化,加速受损黏膜的结构修复[3,12,23]。同时,通过激活Akt/mTOR信号通路,在转录与翻译水平显著上调Occludin、ZO-1等肠道紧密连接蛋白的表达,化细胞间连接结构,显著降低肠道通透性[3,12,23]。这从根源上阻断了儿童营养不良引发的“肠漏”与食物抗原、内毒素易位[3,8]。此外,丁酸还能促进杯状细胞分泌黏蛋白,增厚肠道黏液保护层,从结构层面完整修复肠黏膜损伤,为后续营养物质的高效吸收筑牢生理屏障[3,8,23]。

调节肠道菌群平衡:

酪酸梭菌凭借其强大的肠道黏附能力实现竞争性定植[11]。它通过空间占位、营养竞争及分泌抗菌物质,精准抑制变形菌门、致病性大肠杆菌等潜在致病菌的过度增殖[2,11,24]。同时,显著提有益菌的丰度,增加肠道菌群的α多样性[1,10,11,24]。针对儿童营养不良特有的“肠道菌群不成熟、厚壁菌门/拟杆菌门比例失衡、产丁酸菌匮乏”的病理特征[2,10,24],酪酸梭菌能够纠正菌群结构紊乱,恢复肠道微生态稳态,彻底打破“营养不良-菌群失调-营养吸收障碍”的恶性循环,为肠道功能重建提供微生态基础[2,3,16,24,25]。

调节免疫:

丁酸是重要的免疫调节分子。它可以通过抑制组蛋白去乙酰化酶(HDAC)活性,促进调节性T细胞(Tregs)的分化和功能[26]。Tregs是免疫系统中关键抑制性调控细胞,能够抑制过度的炎症反应,维持免疫耐受[27]。此外,丁酸还可以诱导B细胞产生分泌型IgA,增强肠道黏膜的免疫防御能力[27]。

抑制肠道炎症:

酪酸梭菌通过其代谢产物丁酸介导靶向抗炎效应[3,12]。它可阻断MyD88/NF-κB促炎信号通路的激活,抑制通路下游关键分子的磷酸化,显著下调TNF-α、IL-6等促炎因子的表达与释放,有效缓解儿童营养不良伴随的慢性低度肠道炎症[3,12,23,28]。炎症消退后,可减少肠绒毛萎缩、隐窝加深等病理损伤[8,12],恢复肠道消化酶的合成与活性,从功能层面提升营养吸收效率[8]。

改善胃肠道动力:

酪酸梭菌产生的丁酸可以直接作用于肠神经系统(ENS),调节肠平滑肌收缩节律与神经递质释放,促进胃肠蠕动与胃排空[8,29]。这针对性地改善了儿童营养不良常见的功能性消化不良、便秘、腹胀等胃肠动力障碍。同时,酪酸梭菌可上调胃动素(MTL)、胃泌素(GAS)等促动力激素水平,提升患儿的进食欲望与营养摄入效率[15,29]。胃肠动力的改善还能减少食物在肠道内的异常滞留,降低致病菌定植与增殖风险,进一步巩固肠道微生态稳态,为营养干预的顺利实施提供动力保障[8,15,17,29]。

促进营养物质吸收:

酪酸梭菌通过修复肠黏膜屏障和优化肠道微生态的双重作用,显著上调肠道淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶等关键消化酶的活性,提升大分子营养物质的分解效率[8,13,23]。同时,改善肠道黏膜吸收表面积与转运蛋白功能,强化蛋白质、碳水化合物的吸收,并同步提升锌、铁等微量营养素的转运与利用率。这有效解决了传统营养干预中“补而不吸、吸而不用”的“吸收陷阱”问题[2,8,13]。此外,酪酸梭菌还可合成B族维生素等辅助营养因子,协同提升营养代谢效率,加速儿童生长发育追赶[8,23]。

调节肠-脑轴改善食欲:

酪酸梭菌通过肠-脑轴双向信号通路实现食欲的精准调控[15,30]。其代谢产物丁酸可穿越血-脑屏障,作用于下丘脑食欲中枢,调控饥饿素、瘦素、神经肽Y等食欲相关激素的分泌,改善儿童营养不良常见的食欲低下、厌食、拒食等问题,提升营养摄入的主动性与治疗依从性[15,29,30]。同时,酪酸梭菌可降低心理应激介导的皮质醇水平,缓解应激对肠道动力与吸收功能的抑制,减少应激性营养吸收障碍,为长期营养干预的持续推进提供神经-内分泌保障[15,29,30,31]。

五、总结

儿童营养不良的本质是肠道微生态失衡驱动的多系统功能紊乱,其病理进程以菌群多样性下降、产丁酸菌匮乏、肠屏障损伤及慢性低度炎症为核心特征。传统营养干预临床疗效受限。基石菌酪酸梭菌能够产生丁酸,通过修复肠屏障、调节菌群稳态、调节免疫抑制炎症、改善胃肠动力与营养吸收、调控肠-脑轴改善食欲等多重机制,系统性地打断营养不良的病理链条。临床研究证实,酪酸梭菌在提升营养干预效果、改善患儿生长发育及免疫功能方面具有明确价值。值得关注的是,酪酸梭菌相关制剂在2004年即获国家药品监督管理局批准为绿标OTC非处方药[32,33],标志着我国在产丁酸菌药品制剂的产业化方面领先欧美等国二十余年,为其在儿童营养不良等疾病中的广泛应用提供了成熟的产业化支撑与临床转化基础。

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