腸道菌在孩童發育過程中也扮演著重要角色,但目前治療兒童營養不良的食物配方仍未納入已知的腸菌知識。若能根據營養不良兒童的腸道菌相設計食物配方,除了更有效之外,也能篩選便宜易取得的食材,降低家庭經濟負擔。
在孟加拉,針對343位重度營養不良(severe acute malnutrition,SAM)嬰幼兒(6-36個月)的血漿與糞便檢體進行分析。
在使用現有治療半年後,營養不良程度從重度(severe)降低為中度(moderate),但是在(1)胺基酸合成、(2)纖維素多糖代謝與(3)維生素B代謝這三類功能仍然低於同年齡的嬰幼兒。
為了找出可以促進健康菌群生長的食物,測試了14種嬰幼兒營養品成分,發現鷹嘴豆(chickpea)、香蕉(banana)與羅非魚(tilapia,即吳郭魚)在小鼠實驗中促進健康幼兒腸道菌株的效果最好,稀飯與牛奶次之。意外的是,雞蛋對於健康腸道菌的生長促進效果並非特別突出。
由於羅非魚在孟加拉是較貴的食物且不符當地食性,因此作者們額外測試了其他植物性替代品來取代。發現黃豆粉(soy flour)與花生粉(peanut flour)效果最佳,因此將鷹嘴豆(C)、香蕉(B)、黃豆粉(S)、花生粉(P)綜合搭配成後續腸菌補充食物(microbiota-directed complementary food,MDCF)的配方,簡稱MDCF(PCSB)。
MDCF(PCSB)在小鼠身上可增加有益菌在腸道中的生長、加強腸道屏蔽效果與相關基因表現;在小豬身上促進增重、改善腸道菌相趨於斷奶後的健康狀態。
最後,根據上述實驗設計了MDCF-1/2/3等三種配方,並與ready-to-use現成配方進行臨床試驗,觀察SAM嬰幼兒在補充這些食物之後的血漿成分與腸道菌相是否有改善,是否更趨近於健康的狀態。結果發現MDCF-2對於血漿proteomic marker的轉變效果最佳,腸道菌相則增加了斷奶後的代表--F. prausnitzii(普氏棲糞桿菌)與Clostridiales sp.(未知梭菌),同時減少了哺乳期的代表--B. longum(龍根菌)。
MDCF-2的配方請參見Fig.6。
發表於 Science (IF 37.205)