研究称人类母乳中的低聚糖可以帮助治疗和预防新生儿的细菌感染

研究人员在周一的美国化学学会（ACS）秋季会议上展示了他们的成果。ACS 2021年秋季会议是一个混合会议，将于8月22-26日以虚拟和现场的方式举行，8月30-9月30日将提供点播内容。该会议有超过7000个关于广泛的科学主题的演讲。

“我们的实验室先前已经证明，从几个不同捐赠母亲的乳汁中分离出来的HMOs混合物对GBS具有抗菌和抗生物膜活性，”正在会议上介绍这项工作的Rebecca Moore说。“我们想从这些体外研究中跳出来，看看HMOs是否能防止孕妇的细胞和组织以及怀孕小鼠的感染。” Moore是范德堡大学Steven Townsend博士实验室和范德堡大学医学中心Jennifer Gaddy博士实验室的一名研究生。

根据美国疾病控制和预防中心（CDC）的数据，美国每年约有2000名婴儿患上GBS，其中4-6%的人死于此病。这种细菌通常在分娩过程中从母亲转移到婴儿身上。对GBS检测呈阳性的孕妇，通常在分娩时给予静脉注射抗生素，以帮助防止早发感染，早发感染发生在出生后的第一周。值得注意的是，晚期感染（发生在出生后一周至三个月）的发生率在配方奶喂养的婴儿中要高于母乳喂养的婴儿，这表明母乳中的因素可能有助于保护婴儿免受GBS感染。如果是这样的话，这些低聚糖也许可以取代抗生素，因为抗生素除了杀死有益的细菌之外，还因为抗生素耐药性的增加而变得不太有效。

研究人员研究了来自几个母亲的组合HMOs对胎盘免疫细胞（称为巨噬细胞）和胎膜的GBS感染的影响。“我们发现HMOs能够完全抑制细菌在巨噬细胞和胎膜中的生长，因此我们很快转向研究小鼠模型，”Moore说。他们研究了HMOs是否能防止GBS感染在怀孕小鼠的生殖道中扩散。Moore指出：“在生殖道的五个不同部位，我们看到HMOs治疗后GBS感染明显减少。”

为了弄清楚哪些HMOs和其他低聚糖具有这些抗菌作用以及为什么，研究人员建立了一个人工的双物种微生物组，GBS和有益的唾液链球菌物种在一个组织培养板中生长，被半透膜分开。然后，研究人员添加了通常添加到婴儿配方奶粉中的低聚糖，称为低聚半乳糖（GOS），它们来自植物。在没有低聚糖的情况下，GBS抑制了"好"细菌的生长，但GOS帮助这种有益物种生长。“我们的结论是，GBS正在产生抑制生长的乳酸，然后当我们加入低聚糖时，有益物种可以把它作为食物来源来克服这种抑制，”Moore解释说。

有点令人惊讶的是，他们在该系统中测试的第一批HMOs并没有这种效果，但Townsend说，在母乳中超过200种独特的糖类中，很可能有一种或多种会在人工微生物组检测中显示出活性。该团队计划找出答案。研究人员说，HMOs能够治疗和预防GBS感染的原因可能有两个方面：它们通过防止病原体粘附在组织表面并形成生物膜而起到抗粘连的作用，并且它们可以通过支持好细菌的生长而作为一种益生元。

“HMOs与人类存在的时间一样长，而细菌还没有发现它们。据推测，这是因为牛奶中含有如此多的成分，而且它们在婴儿的发育过程中不断变化，” Townsend说。“但如果我们能更多地了解它们的工作原理，我们就有可能用 HMOs 的混合物治疗不同类型的感染，也许有一天这可以替代成人和婴儿的抗生素。”

这项研究获得了美国国家科学基金会的支持和资助。