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Introduction

嬰幼兒期是腸道菌群建立的關(guān)鍵時(shí)期，在此期間，腸道菌群不穩(wěn)定，且對(duì)外界因素高度敏感。探究早期喂養(yǎng)方式（母乳/奶粉）對(duì)腸道微生物影響的研究較多，但關(guān)于輔食期飲食對(duì)腸道菌群影響的研究仍然有限。輔食的添加為腸道菌群提供了更豐富的底物，這不僅促進(jìn)了菌群從奶類適應(yīng)向更加成熟和多樣化的成人樣群落過(guò)渡，還可能對(duì)微生物組的功能產(chǎn)生影響。這篇綜述基于隊(duì)列研究數(shù)據(jù)探討了膳食營(yíng)養(yǎng)素（碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素和礦物質(zhì)）、輔食期飲食模式、特定食物（谷物、豆類和堅(jiān)果、蔬菜和水果、肉類、乳制品）、食品添加劑以及營(yíng)養(yǎng)不良（營(yíng)養(yǎng)不足或過(guò)剩）對(duì)嬰幼兒腸道菌群的影響。這些總結(jié)有助于我們理解飲食與腸道菌群發(fā)育之間的復(fù)雜互作，還可能為未來(lái)設(shè)計(jì)和實(shí)施個(gè)性化輔食喂養(yǎng)提供理論依據(jù)。

圖1 輔食期飲食因素對(duì)嬰幼兒腸道菌群的影響

Results and discussion

膳食營(yíng)養(yǎng)素

不可消化碳水化合物攝入的增加可能是斷奶期間腸道微生物多樣化的驅(qū)動(dòng)因素之一。早期占主導(dǎo)地位的變形菌門和放線菌門會(huì)被厚壁菌門和擬桿菌門取代。在科和屬水平，奇異菌屬（Atopobium）、梭菌屬（Clostridium）、阿克曼氏菌屬（Akkermansia）、擬桿菌屬（Bacteroides）、毛螺菌科（Lachnospiraceae）和瘤胃球菌屬（Ruminococcus）的相對(duì)豐度增加。過(guò)量攝入可消化碳水化合物（如葡萄糖、果糖、蔗糖等）與腸道菌群功能的有害變化有關(guān)。肉類、乳制品和植物來(lái)源的蛋白質(zhì)對(duì)嬰幼兒腸道菌群的影響各不相同。肉類增加腸道菌群的α-多樣性以及腸道中瘤胃球菌屬、羅氏菌屬（Roseburia）和梭菌XIVa亞群的相對(duì)豐度；乳制品與腸道菌群物種豐富度、多樣性以及厚壁菌門相對(duì)豐度呈負(fù)相關(guān)，但與丹毒莢膜菌屬（Erysipelatoclostridium）和厚壁菌門/擬桿菌門比例呈正相關(guān)；植物蛋白攝入與毛螺菌屬（Lachnospira）相對(duì)豐度呈正相關(guān)。大豆、豆類和堅(jiān)果攝入與解木聚糖擬桿菌（Bacteroides xylanisolvens）的相對(duì)豐度呈正相關(guān)。輔食期嬰幼兒脂肪攝入量顯著增加，但是過(guò)量的飽和脂肪攝入可能對(duì)健康有害，并可能通過(guò)增加脂多糖（LPS）和氧化三甲胺（TMAO），減少短鏈脂肪酸（SCFA）來(lái)改變腸道菌群。相反，不飽和脂肪不會(huì)改變微生物群，還可能通過(guò)促進(jìn)SCFA的產(chǎn)生來(lái)改善微生物群。

圖2 膳食營(yíng)養(yǎng)素對(duì)嬰幼兒腸道菌群的影響

輔食期飲食模式

非洲和南美洲嬰幼兒的腸道微生物群與美國(guó)和歐洲的嬰幼兒不同。前者的腸道微生物群更豐富，放線菌門和擬桿菌門相對(duì)豐度較高，豐富的復(fù)雜碳水化合物攝入也增加其腸道中幾種專門降解淀粉的細(xì)菌類群，如普雷沃氏菌屬（Prevotella）、Xylanibacter屬和密螺旋體屬（Treponema）的相對(duì)豐度；而后者由于低纖維但高熱量的飲食，厚壁菌門和變形菌門豐度較高。這些差異與飲食模式有關(guān)，非洲和南美洲的嬰幼兒多食用谷物、豆類和蔬菜（富含淀粉、纖維和植物多糖），而美國(guó)和歐洲嬰幼兒的飲食則富含高動(dòng)物蛋白、糖、脂肪且纖維攝入量低。此外，研究還發(fā)現(xiàn)毛螺菌科、瘤胃球菌屬和擬桿菌屬的相對(duì)豐度與未加工食品呈正相關(guān)，而經(jīng)黏液真桿菌屬（Blautia）和梭菌屬則與加工食品呈正相關(guān)。

圖3 不同生活方式和飲食模式的嬰幼兒腸道菌群組成和功能的差異

特定食物和營(yíng)養(yǎng)不良（不足或過(guò)剩）

特定食物攝入可以選擇性地影響菌群及其代謝途徑。例如，蘋(píng)果/梨攝入與活潑瘤胃球菌（Ruminococcusgnavus）相對(duì)豐度呈負(fù)相關(guān)，但柑橘類水果的攝入與任何類群之間無(wú)顯著關(guān)聯(lián)。營(yíng)養(yǎng)不良可能源于食物缺乏或喂養(yǎng)不當(dāng)。營(yíng)養(yǎng)不良的幼兒腸道菌群組成與健康兒童顯著不同，通常表現(xiàn)為低多樣性，擬桿菌門（擬桿菌科）和厚壁菌門（優(yōu)桿菌科Eubacteriaceae、毛螺菌科和瘤胃球菌科、普拉梭菌Faecalibacterium prausnitzii、瘤胃球菌屬和Dorea屬）相對(duì)豐度減少，變形菌門豐度顯著增加，包括病原菌（如克雷伯氏菌屬Klebsiella、埃希氏菌屬Escherichia、志賀氏菌屬Shigella和鏈球菌屬Streptococcus）的相對(duì)豐度增加。營(yíng)養(yǎng)不良兒童的腸道菌群功能上也不成熟，其碳水化合物和氨基酸代謝途徑、維生素B和核苷酸生物合成途徑受到破壞。除營(yíng)養(yǎng)不良外，營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩也是一個(gè)日益嚴(yán)重的全球健康問(wèn)題。輔食中過(guò)多的蛋白質(zhì)和能量以及斷奶期間不遵守喂養(yǎng)指南可能與嬰幼兒的營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩有關(guān)。研究表明，與成人相似，幼兒腸道中的厚壁菌門/擬桿菌門比值與肥胖呈正相關(guān)。一些特定的腸道微生物與超重/肥胖有關(guān)，擬桿菌門中的副擬桿菌屬（Parabacteroides）和消化鏈球菌科（Peptostreptococcaceae）中的未分類屬與超重/肥胖呈負(fù)相關(guān)，而厚壁菌門中的Dorea屬、瘤胃球菌屬和梭菌屬與超重/肥胖呈正相關(guān)。

Conclusion

總體而言，在輔食喂養(yǎng)期間，腸道菌群的健康發(fā)育需要適量的谷物、蔬菜、水果、肉類、魚(yú)類、雞蛋、豆類和乳制品。此外，應(yīng)保持飲食多樣性，以確保腸道微生物群的多樣性。在某些情況下，嬰幼兒可能需要膳食補(bǔ)充劑（維生素和礦物質(zhì)），但應(yīng)注意過(guò)量攝入可能帶來(lái)的不良影響，如鐵對(duì)腸道的影響。過(guò)量攝入可消化的糖類或飽和脂肪與腸道菌群功能的有害變化相關(guān)。因此，建議增加全谷物的比例，適當(dāng)攝入飽和脂肪，并選擇添加一定量的不飽和脂肪。此外，建議盡量少攝入含有添加糖、甜味劑或乳化劑的嬰幼兒加工輔食（CPCFs）。這篇綜述總結(jié)了來(lái)自營(yíng)養(yǎng)干預(yù)試驗(yàn)的現(xiàn)有證據(jù)，探討嬰幼兒期飲食對(duì)腸道菌群發(fā)育的影響，提出通過(guò)膳食干預(yù)在嬰幼兒期進(jìn)行合理調(diào)控，可能為預(yù)防兒童或成年期特定疾病提供干預(yù)窗口。

第一作者簡(jiǎn)介

汪姝敏，江南大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)博士研究生。主要研究方向?yàn)閶胗變猴嬍硨?duì)腸道菌群的影響及其生理意義。目前以第一作者身份在Critical Reviews in Food Science and Nutrition，Advance in Nutrition，F(xiàn)ood Science and Human Wellness及Journal of Dairy Science等雜志發(fā)表論文5 篇。

通信作者簡(jiǎn)介

翟齊嘯，江南大學(xué)食品學(xué)院副院長(zhǎng)、教授。主要從事益生菌理論與技術(shù)、腸道微生物功能挖掘及腸道菌群與功能食品相關(guān)研究，國(guó)家杰出青年基金獲得者，入選農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)科研杰出人才，江蘇特聘教授，聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）食品安全技術(shù)咨詢專家，美國(guó)微生物學(xué)會(huì)中國(guó)青年大使。近年來(lái)以第一作者或通信作者在Cell Host & Microbe、Cell Genomics、Microbiome等國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊發(fā)表SCI科研論文140余篇，獲中國(guó)授權(quán)專利60 項(xiàng)，國(guó)際授權(quán)專利9 項(xiàng)。負(fù)責(zé)主持包括國(guó)家自然科學(xué)基金聯(lián)合基金重點(diǎn)、青年、面上，國(guó)家十四五重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題等科研項(xiàng)目15 項(xiàng)，榮獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、中國(guó)專利獎(jiǎng)金獎(jiǎng)等國(guó)家與省部級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)5 項(xiàng)。擔(dān)任中國(guó)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會(huì)益生菌分會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)、常務(wù)委員，江蘇省青年科技工作者協(xié)會(huì)理事，《Food Science and Human Wellness》副主編，《Engineering》和《中國(guó)食品學(xué)報(bào)》青年編委等職務(wù)。

Diet mediates the gut microbiome composition and assembly processes in infant and toddler populations

Shumin Wanga,b, Leilei Yua,b, Fengwei Tiana,b, Wei Chena,b,c, Qixiao Zhaia,b,*

a State Key Laboratory of Food Science and Resources, Jiangnan University, Wuxi 214122, China

b School of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi 214122, China

c National Engineering Research Center for Functional Food, Jiangnan University, Wuxi 214122, China

*Corresponding author.

Abstract

Infancy and toddlerhood are critical phases of life, as the gut microbiota is established here, which influences current and future health. During this period, the microbiota was relatively less stable and highly responsive to environmental factors. Therefore, it is important to understand how dietary factors affect this complex stage of microbial assembly. The effect of feeding practices (breast milk/formula) on microbial colonization in early infancy has been actively studied; however, studies on the effect of diet on the gut microbiota during the complementary feeding period are sparse. The introduction of complementary foods provides abundant new dietary compounds for the gut microbiota, which induces a shift in gut microbiota and metabolism from milk-adapted toward a more mature and diverse adult-like community. Herein, we discuss the impact of dietary nutrients (carbohydrates, proteins, fats, vitamins, and minerals) on microbiome of infants and toddlers. Furthermore, this review summarizes the effects of complementary feeding patterns, specific foods (such as cereals; legumes and nuts; vegetables and fruits; meats; dairy products), food additives, and malnutrition (undernutrition or overnutrition) on gut microbiota of this populations. These findings might deepen our comprehension of the complex interactions between diets and the development and establishment of the gut microbiota. This may facilitate the tailoring of interventions aimed at promoting beneficial modifications within the gut microbial community. Furthermore, the insights gained could inform the design and implementation of safe and efficacious complementary feeding practices.

Reference:

WANG S M, YU L L, TIAN F W, et al. Diet mediates the gut microbiome composition and assembly processes in infant and toddler populations[J]. Food Science and Human Wellness, 2025, 14(5): 9250252. DOI:10.26599/FSHW.2024.9250252.

本文編譯內(nèi)容由作者提供

編輯：王佳紅；責(zé)任編輯：孫勇

封面圖片：圖蟲(chóng)創(chuàng)意