第三节

母乳喂养与早产儿免疫发育

一、早产儿免疫系统的特点

1.早产儿非特异性免疫的发育

新生儿在出生时，免疫系统并没有发育成熟，获得性免疫到儿童期才会相对成熟。因此，对新生儿来说，发挥作用的主要是其先天性免疫系统。而早产儿由于早产，非特异性免疫系统发育也不成熟，由于缺少可溶性蛋白/多肽以及细胞免疫，使得其特异性免疫能力减弱。一些白细胞，如中性粒细胞、单核细胞/巨噬细胞以及淋巴细胞能够分泌一些抗菌蛋白和多肽，如乳铁蛋白、溶菌酶等，研究发现，这些物质的合成与孕周具有相关性。可溶性蛋白/多肽具有抗菌特性，能够帮助吞噬细胞吞噬病原菌，并直接杀死病原菌。在孕晚期（32周以后），大量的IgG通过胎盘传输给胎儿，并随着胎龄的增加而增加。因此，早产儿具有较低水平的IgG，从而导致抗感染能力下降。体液免疫检测结果显示，早产儿IgG、IgA和IgM都明显低于足月儿水平，其中IgG差异更明显。但在3个月随访时，其IgA的差异已不明显，但IgG和IgM的水平仍较足月儿低 ^［1］ 。

补体激活后具有溶菌、溶细胞作用，并可促进吞噬细胞的吞噬作用，还可使肥大细胞脱颗粒、释放组胺等，导致血管通透性增高、产生炎症反应，有利于将吞噬细胞集中到炎症部位，将免疫复合物清除。早产儿补体激活的传统途径、旁路途径及MBL途径都会减弱，从而导致其杀死病原菌的能力减弱。主要由于早产儿缺少C1、C4（传统途径）和B因子（旁路途径）的产生，同时也缺少模式识别受体甘露糖结合凝集素（MBL途径）。甘露糖结合凝集素的生产随着孕周的增加而增加。

另一方面，早产儿体内由于粒细胞集落刺激因子（G-CSF）和粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）含量低，从而缺少中性粒细胞、单核细胞以及它们的前体细胞。早产儿单核细胞和粒细胞减少极大地影响早产儿的抗感染能力，通过GM-CSF治疗能够得到一定的改善，但并没有降低早产儿败血症的发生率。中性粒细胞是对感染的第一感受者，在细菌清除方面具有重要作用。它能够迁移到受感染的部位吞噬杀死入侵的病原微生物。然而早产儿缺少相关黏性蛋白（趋化因子）的表达，从而使得中性粒细胞向感染位点转移的能力减弱。中性粒细胞通过分泌酶将吞噬的病原微生物消化杀死。中性粒细胞功能（吞噬功能、氧自由基生成、在细胞内杀死病原菌）缺陷也是败血症产生的高风险因子。此外，早产儿缺少中性粒细胞胞外陷阱（NET）使其缺少胞外病原菌杀死能力。单核细胞是具有吞噬作用的血源性细胞，能够分化成巨噬细胞和树突细胞。单核细胞具有吞噬、杀菌和抗原呈递作用。通过分泌细胞因子、趋化因子和抗原呈递，单核细胞/巨噬细胞能够激活其他免疫细胞（T细胞和B细胞）。相对于足月儿，早产儿的巨噬细胞具有减弱的细胞因子生成能力，但是吞噬效果和胞内病原菌杀死能力与足月儿相似。但是，早产儿及T细胞激活，而减弱特异性免疫反应（图2-3-1）。

2.早产儿特异性免疫的发育

特异性免疫是淋巴细胞在抗原的刺激下对抗原做出的特异性反应，能够产生免疫记忆效应。抗原识别使得淋巴细胞激活，抗原清除和记忆淋巴细胞的产生使再次受到相同抗原攻击时能够迅速引发免疫响应。特异性免疫的成熟一般发生在出生后，因此与成人相比所有的新生儿都在T细胞激活和细胞因子生成、B细胞免疫球蛋白生成、B细胞T细胞相互作用方面存在不足。细胞介导的免疫主要涉及两类T细胞：毒性T细胞（CTL；CD8 ⁺ ）和协助性T细胞（Th；CD4 ⁺ ）。T细胞识别单核细胞/巨噬细胞呈递的抗原。CD8 ⁺ 主要参与细胞内病原微生物（如病毒）的清除。CD4 ⁺ 可以分成两类——Th1和Th2，Th1与发炎有关，产生干扰素γ（IFN-γ）、白细胞介素（IL） -2、肿瘤坏死因子（TNF）等；Th2与抗炎有关，主要产生IL-4、IL-5、IL-10、IL-13等。

胎儿在妊娠期的最后3个月可能是特异性免疫功能成熟的关键时期，胸腺发育增快，T细胞总数和各亚群细胞数量增长迅速，功能逐渐完善（图2-3-1）。而早产儿，尤其是胎龄较小的早产儿，胸腺发育不成熟，胸腺内分泌功能不完善，导致T细胞总数和各亚群细胞数量减少及功能低下，引起细胞免疫功能低下。在出生早期（<7天），早产儿外周血CD3 ⁺ 、CD4 ⁺ 、CD8 ⁺ T细胞百分比和CD4 ⁺ /CD8 ⁺ 的比值都显著低于足月儿。在3个月随访时，早产儿和足月儿CD3 ⁺ 、CD4 ⁺ 、CD8 ⁺ T细胞的百分比没有显著差异，可能是因为早产儿生后数周内胸腺继续快速增长，来自骨髓的前淋巴细胞在胸腺内分化为成熟T淋巴细胞的速度相对较足月儿快所致。早产儿体内特异性抗体水平较低，且B淋巴细胞合成抗体能力不足，故母亲的特异性抗体对其抗感染免疫极其重要。此外，T细胞对B细胞产生和分泌Ig有重要的调节作用，早产儿T细胞数量不足且功能低下，调节B细胞产生和增加Ig分泌的能力均低下。

二、母乳喂养对早产儿肠道的保护作用

肠道不仅是营养物质消化吸收的场所，也是发挥免疫功能的重要器官。肠道中常驻大量微生物，正常情况下，细菌和毒素并不对机体产生危害，这与机体各系统之间相互协调和肠道特有的屏障功能有关。肠道内正常菌群能够抑制条件致病菌的大量增殖，防止细菌入侵肠道上皮细胞。完整的肠道上皮细胞-上皮细胞间的紧密连接及基底膜等构成肠道机械屏障是阻挡微生物入侵的第一道防线。肠上皮淋巴细胞、固有层淋巴细胞、Peyer淋巴结等肠相关淋巴组织分泌的sIgA及黏液等覆盖在肠上皮细胞表面，是防止细菌入侵的重要防线。此外，一旦机械屏障和免疫屏障遭到破坏、细菌之间的微生态平衡被打破，细菌和毒素便可穿过肠壁，侵入肠系淋巴结、血液、肝、脾等脏器，发生肠道细菌移位（bacterial translocation，BT）。图2-3-2展示了肠道的物理、化学、免疫屏障作用。

母乳喂养可以促进早产儿肠道内双歧杆菌的定植，抑制革兰阴性致病性微生物的定植。早期的一项研究比较了母乳喂养和配方奶喂养早产儿肠道细菌定植情况，生后两组早产儿都主要是肠杆菌定植，到生后第六天时，母乳喂养早产儿肠道内主要是双歧杆菌定植，而配方奶喂养肠道内仍然是肠杆菌定植。直到生后一个月，两组早产儿肠道内都主要是双歧杆菌定植，但母乳喂养组早产儿肠道内双歧杆菌的定植浓度是配方奶喂养的10倍 ^［4］ 。尽管母乳喂养的早产儿也会发生NEC，但是发生率低于配方奶喂养的早产儿。研究发现，纯母乳喂养的早产儿NEC的发生率低于纯配方奶喂养的早产儿，母乳和配方奶混合喂养的早产儿NEC的发生率高于纯母乳喂养的早产儿，同时低于纯配方奶喂养的早产儿 ^［5］ 。此外，母乳中含有大量寡聚糖（HMO），这些寡聚糖不仅能够促进双歧杆菌的增殖，还能直接黏附病原菌，为肠道提供保护。

母乳含有较高浓度的分泌型IgA，对母亲曾经接触过的微生物和抗原具有特异性的抵抗活性。摄入的分泌型IgA在早产儿胃肠道中很稳定，可以与微生物或抗原结合，阻止微生物黏附于肠道上皮。 母乳中分离出的分泌型IgA可以阻止潜在病原微生物的定植。母乳中还有其他成分也具有抗感染活性，溶菌酶可以破坏病原体细菌的细胞壁，过氧化氢酶也具有抗微生物活性。母乳中的乳铁蛋白可通过结合铁抑制细菌生长，还可以阻止细菌利用铁 。母乳还可能在肠腔内通过限制炎症反应发挥重要作用，同时通过炎症介质抑制肠道损伤发挥保护作用。母乳中的溶菌酶主要作用可能是对炎症反应进行负反馈调控，而不是直接杀菌。初乳中的抗氧化剂可以保护肠道不受氧自由基的损伤 ^［6］ 。

母乳中的营养因子可以促进胃肠道的生长和发育，同时增强胃肠道的修复机制。早产儿具有较高的胃pH值，较低的胃肠道蛋白水解酶活性，这可能会减少营养因子的降解，而早产儿肠道较高的通透性可能会促进营养分子的完整吸收。研究发现，母乳中的表皮生长因子可以促进肠道生长，刺激核酸合成，提高应激性胃溃疡的修复能力。母乳中还包含转化生长因子，在肠道修复中发挥作用，还可能刺激分泌型IgA的生成。母乳中的胰岛素样生长因子刺激胃肠道的生长，通过脓毒症大鼠模型研究发现，其可以促进氮平衡和肠道黏膜增殖，减少肠道萎缩和降低内毒素的吸收。母乳中的生长激素也可以促进早产儿胃肠道的生长和发育。

三、母乳喂养对早产儿免疫功能发育的影响

早产儿免疫系统的发育与营养和肠道微生态有密切关系，在生后即开始接触外界环境，自身的内源性免疫系统被激活，特异性免疫逐渐建立。 生后早期营养管理对早产儿至关重要，而母乳喂养对早产儿免疫系统发育具有相当大的影响。 胸腺是T淋巴细胞发育成熟的场所，早期人们研究发现，母乳喂养的婴儿胸腺的大小是配方奶喂养婴儿的2倍，这可能是母乳喂养促进T细胞发育的一个重要佐证。

研究证明，母乳中含有大量的细胞因子，这些细胞因子对早产儿免疫系统的发育成熟有一定的影响，例如TGF-β、IL-6和IL-10可促进IgA细胞的生长分化，能够促进幼稚的肠道免疫系统的发育成熟。IL-4、IL-5和IL-13可以促进树突状细胞向Ⅱ型辅助T淋巴细胞（Th2）分化；TGF-β和IL-10促进树突状细胞向调节性T淋巴细胞（Treg）分化 ^［7］ 。研究还证明，鼠乳所含的IL-7能够通过子代的肠黏膜吸收入血，促进胸腺T细胞增殖，并提高T细胞在外周淋巴组织中的存活率 ^［8］ 。母乳喂养可促进早产儿淋巴系统的数量和各类细胞的比例稳定增长，而配方奶喂养的婴儿却易发生各类细胞的比例失衡，主要表现为NK细胞的比例降低，幼稚型的CD4 ⁺ α/β T细胞数量增多和CD4 ⁺ /CD8 ⁺ 的比值增高 ^［9］ 。母乳中的核苷酸、核苷、核酸及相关产物在大量的细胞功能方面发挥重要作用，同时也发现可以增强婴儿的免疫功能。摄入的核苷酸已经被证实发挥多种不同的作用，包括支持能量代谢，产生核酸和核酸的信使（各自的RNA、DNA和cAMP、cGMP和ADP），代谢过程中的辅酶（NAD和CoA），信号转导分子（cAMP），以及合成反应中的载体分子（UDP、GDP和CMP）。母乳含有的核苷酸可以促进T细胞成熟，改善早产儿的免疫反应，增加饮食中核苷酸的摄入量有助于增强Th1反应和调节B细胞的分化成熟。尽管核苷酸并非必需营养素，但是在需求增加和代谢活性增强的情况下，比如感染或生长高峰期，核苷酸可以发挥重要的作用。

既往也有很多研究通过疫苗接种反应、感染以及变态反应的发生率等，比较母乳喂养和配方奶喂养对免疫调节的影响。根据WHO和国际生命科学院推荐，疫苗接种后的免疫反应可以作为评估免疫应答的客观方法或模型。疫苗接种反应可以通过疫苗特异性的体外细胞增殖和细胞因子生成来判断，也可以通过涵盖抗原特异性T、B细胞反应的中和抗体水平进行判断。例如，12个月大接受母乳喂养的孩子与配方奶喂养的孩子在接种麻风腮疫苗后比较，母乳喂养的孩子体内IFN-γ的产生和CD56 ⁺ CD8 ⁺ 细胞（活化的细胞毒性T细胞）的比例明显高于配方奶喂养的孩子。另外，麻风腮接种后两种喂养方式间的细胞因子反应也不同。这些结果提示母乳喂养的早产儿与配方奶喂养的早产儿比较，影响更多的可能是Th1型免疫应答。

早产儿肠道菌群的定植状态和免疫功能发育成熟密切相关，益生菌有增强早产儿免疫力的潜在功能，降低新生儿坏死性小肠结肠炎的发生风险 ^［10］ 。母乳喂养可以促进健康肠道微生物群的发育，到1岁的时候，配方奶喂养和母乳喂养的婴儿肠道微生物群的组成仍然存在差异 ^［11］ 。母乳喂养早产儿的肠道微生物群的种类比配方奶喂养早产儿少，但含更多的双歧杆菌，母乳中的一些成分可能导致这种情况，如母乳中含有较多的不易消化的寡糖类或特定多肽这样的益生元。所以，母乳喂养早产儿可通过存在更多双歧杆菌的环境作用促进肠道发育和免疫系统发育。

四、母乳喂养与早产儿免疫耐受

研究表明，哮喘、过敏和胰岛素依赖性糖尿病与生命早期建立免疫耐受失调有关，母乳喂养能减少此类疾病的发生，这可能与一定条件下母乳喂养诱导免疫耐受相关。母乳中含有的抗原和免疫分子可能促进新生儿对食物和微生物抗原的耐受性 ^［12］ 。证据来自于母亲食用花生、鸡蛋和牛奶后，母乳中会出现微量的花生蛋白、卵清蛋白和牛β乳清蛋白等，因经消化吸收后这些蛋白成分的抗原性明显下降，喂养后可以增加早产儿肠道免疫细胞对此类抗原的耐受性。动物实验研究表明，母鼠将卵清蛋白-IgG复合物传递给了子鼠，诱发产生FoxP3 ⁺ CD25 ⁺ 调节性T细胞，可下调气道过敏性反应，该过程通过子鼠上皮细胞表达的Fc受体发挥作用，但无需母源性IgA、TGF-β的参与 ^［13］ 。但是亦有报道认为母乳喂养介导的免疫耐受依赖相关抗原和TGF-β的参与 ^［14］ 。因此，母乳诱导早产儿免疫系统对相关抗原产生免疫耐受和减轻过敏反应的机制还需要进一步的研究论证。此外，母体来源的呼吸道过敏原、细胞和胰岛素等均存在于母乳中，亦可能和母乳喂养诱导免疫耐受相关 ^［15］ 。母乳喂养与过敏会在相关章节进行详细阐述。

（孔祥永）

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