母乳喂養能夠提高嬰兒的免疫系統,促進嬰兒腸道健康。但是科學家們現在正投入大量精力,來研究母乳的運行機制和成分,以使這一人類最好的食物發揮更大的功效。
母乳喂養有效改善早產兒的健康
皮爾洛.劉易斯.佟的預產期是3月1日。但是感恩節的第二天,因為嚴重的先兆子癇,她被收治入院。先兆子癇表現為血壓迅速升高,使準媽媽的健康和妊娠都處于危險中。一周之后,也就是在她妊娠13周初期,醫生為她剖腹產下女兒。小嬰兒西莉亞只有1.5磅重。兩個月后,長到4磅,全身雖然近乎半透明,不過很健康,她躺在薩克拉門托加州大學戴維斯分校兒童醫院的小小的加熱吊艙里。西莉亞誕生這里很幸運,這是一所擁有新生兒重癥監護室的先進教學醫院。早產兒面臨許多潛在的問題,包括壞死性小腸結腸炎,感染后會腸壁惡化、細菌入侵?;忌显摬〉膵雰核劳雎蕿樗姆种?,幸存者可能遭受多年的神經系統紊亂。
馬克·安德伍德是加州大學戴維斯校區的一名新生兒學專家,他一直在為他那些嬌弱的病兒尋求更好的治療辦法。與傳統的作法相反,他關注的不是藥物而是食療。安德伍德相信,每天給早產兒一種特別的益生菌(有益健康的細菌)雞尾酒和益生元(益生菌的食物),那么許多例壞死性小腸結腸炎都可得到避免。這些東西都是由可能被視為終極超級食品的母乳所衍生出來的。
“在預防疾病和強化行為方面母乳具有很強的功效,”布魯斯·日耳曼,加州大學戴維斯分校食品化學家,他說,“搞清楚母乳的運行機制,我們就能摸擬它的工作原理、運行機制,使每個人獲益?!比巳榈淖钪匾淖饔檬峭ㄟ^培養腸道內和身體其它部位內微生物的平衡,也就是一種被稱作微生物組的內部生態系統的平衡,從而預防嬰兒疾病,提高免疫力。事實上,現在有許多研究人員認為,哺乳動物的泌乳最初是從保護性適應而不是營養性適應演化而來的。
考慮一下小嬰兒西莉亞在戴維斯的情況吧。這所醫院的確給人印象深刻,但即使最好的新生兒重癥監護室對新生兒來說也是一個具有挑戰性的環境。胎兒在出生前沒有細菌體驗,也接觸不到各種病原體或其他微生物。之后,他們以一種特別的方式與這些微生物開始接觸:首先通過產道接觸源源不斷的細菌,接著通過緊緊依偎母親的方式--最好還伴隨著及時的母乳喂養。幾天之內,好的、壞的微生物就開始在嬰兒體內繁殖幫助訓練嬰兒的免疫系統。但是西莉亞是剖宮產出生,產后被放置在早產嬰兒保育箱。她接觸到的大多數細菌不是來自于母親,而是來自于醫院。因為她太幼小不能直接給予母乳喂哺。她通過臍帶上的一個導管,攝入營養物質,包括液態維生素以及數滴母親的乳汁。
“我們認為是這種養育方式讓早產兒們生病的,”安德伍德如是說。他戴著眼鏡,穿著一件藍色的馬球衫,說話很溫和。對早產兒來說,感染通常來勢兇猛,但是接受母乳喂養的早產兒比接受配方奶喂養的早產兒患上壞死性小腸結腸炎的可能性小一半。這些統計數據促使安德伍德和他的同事更深一步研究人乳。他們的發現不僅有望改善新生兒健康,也將改善我們所有人的健康狀況。
母乳中的低聚糖或是其神奇功效的根源
人乳,作為對我們人類的興衰如此重要的物質,一直以來卻被研究人員在很大程度上所忽視。直到最近,狀況才有改善。一方面,發達國家的嬰兒們現在沒有母乳也可以存活。醫生和科學家們長期以來認為母乳的絕大多數的價值在于提供營養,這樣母乳就可以被商業化的嬰兒配方奶所替代,嬰兒配方奶現在僅在美國就是一個年營業額達35億的產業。
更多的資金流入乳制品產業用以提高生產效率或用于研究紅酒降低膽固醇的療效,而不是研究人母乳的價值。“人們不應低估這筆資金的重要性,”食品研究員布魯斯.日耳曼在他的辦公室里說。他的辦公室位于戴維斯校區內一所新建的,光影斑駁的羅伯特•蒙達維紅酒及食物科學研究院內。
1994年,日耳曼有了一個新靈感,他認定科學家們“夸大了紅酒的某些功效”。他問自己,哪種食物顯然是旨在幫助人類的?日耳曼面色紅潤,穿著一件親戚給編織的白色毛衣背心。他自己給出了一個熱情洋溢的回答:“母乳!”
日耳曼在瑞士休假期間到食品業巨頭雀巢公司工作,雀巢是世界上嬰幼兒配方奶的主要賣家。要研究人母乳,他推斷,沒有哪個地方能比這個執著模擬母乳的公司更好的了。雀巢研究人員懷疑母乳能“粘住病原體”,把病原體從嬰兒體內沖洗掉,甚至可以擔任抗炎因子,使過激的,不成熟的免疫細胞平和下來。但是,正如其他研究人員一樣,他們也不知道其中的運作機制。日耳曼想,要是能將母乳的運作機制解碼,分離并識別出其中有益健康的成分,然后大量生產就好了。這樣的話,這些成分就可以用于治療小至腹瀉,大至癌癥、艾滋病等所有病了。
有一類特殊的物質激起了日耳曼的興趣,那就是:低聚糖。這些糖分子不易消化,是母乳中最普通的固態成分。既然我們無法將它們進行代謝,他想,為什么母乳中它們會有如此豐富的含量呢?他有一種預感,答案可能與人體內的微生物組有關系。他推斷到:如果這些糖分子不能給我們提供能量,那么也許它們能給這些微生物組提供能量,這些微生物組再促進我們身體健康。一回到戴維斯,日耳曼就開始與一些分子生物學家以及化學家進行合作,分離低聚糖并用各種細菌對之進行測試。
到今天為止,研究人員已經發現150多種人乳低聚糖,他們認為總共可能有200來種。由3到20種單糖結合構成,這些低聚糖化合物難于分解,難于分析。日耳曼的同事卡爾力拓.勒布朗決定用大學的新納米流液體飛行時間色譜分析儀來嘗試一下。該儀器能通過測量糖分子繞著大禮帽形狀的試管飛行一周的時間識別各個糖分子。為了將母乳中大約200種化合物區分開以便分別分析,勒布朗與一個生物技術公司合作,開發了一種微型芯片,可以充當分析儀的過濾器,讓不同速度不同種類的糖分子化合物通過。
另一個有用的技術是超導磁體回旋。這是一種價值100萬美元的鼓型儀器,可以使分子高速旋轉。研究人員可以用激光將這些化合物分離開,從而測量出噴涌而出的分子碎片,就像砸開晶洞看里面有什么礦物質一樣。
通過艱辛的工作,日耳曼和同事們最終鑒別出幾十種對人類的健康和疾病治療至關重要的新糖類。
在戴維斯另一個綜合食品科學實驗室,正在努力探求這些糖類具體擔負的功能。核心人物是微生物學家大衛.米爾斯。在一個模擬人體腸道的去氧室里,他花了多年時間在摻有低聚糖的試管中培養嬌氣的細菌。對他來說,這項工作不是什么項目,他只是盡自己所能使生物學成為更確切的科學。米爾斯的工作對象是從嬰兒糞便樣本中收集到的糞便細菌。用這種方法,他發現,母乳喂養的健康嬰兒的糞便中的主要細菌之一---嬰兒雙歧桿菌--特別擅長分解一端有特殊糖基的大型低聚糖。這些被稱作低聚糖的分子,在母乳中大量存在。盡管人類根本無法將它們消化,嬰兒雙歧桿菌卻可以將它們分解。這種微生物在其他細菌到達之前將這些糖類物質充分分解,一方面使壞細菌因饑餓數量減少,另一方面有利于它的嬰兒宿主。
在戴維斯新生兒重癥監護室,富含低聚糖的濃縮母乳正在一些自身無法培養出足夠嬰兒雙歧桿菌的嬰兒中進行實驗。希望通過在嬰兒體內植入常規量的桿菌屬和這些菌屬所需的糖類來彌補這一缺憾。嬰兒雙歧桿菌補充劑是在一個食品級設施里釀造并轉化成可溶性粉末。安德伍德.日耳曼和他的同事們堅信嬰兒雙歧桿菌補充劑將有巨大的潛力,不僅對早產兒,而且對發展中國家嬰幼兒罹患率高的腸道感染型腹瀉都將是一個福音。
配方奶粉企業新配方奶粉模擬母乳
假設這次嘗試以及其他正在實施的嘗試都能成功的話,下一步要做的將是生產出足夠多的至關重要的母乳糖并使其生產平民化。一種辦法是通過奶牛增加產量,奶牛可以像人一樣天然產出同樣的低聚糖,盡管量很小。幸運的是,加州的乳品制造業一天可以生產3000多噸乳酪以及從乳酪中提取的相應數量的液態乳清。由蓋茨基金會資助,加州大學戴維斯校區正致力于找到一種有效的方法來分離并提煉這種能激活人體的化合物。
其它母乳低聚糖也正顯示出可觀的前景。在加州大學圣地亞哥分校,一種叫做disialyllacto-N-tetraose的低聚糖使患有壞死性小腸結腸炎的老鼠的死亡率從25%降到5%。營養學家拉斯波德認為這種化合物可能是通過促進有益細菌的生長或通過減輕腸道炎癥來起作用。
波德實驗室發現,同一家族的化合物巧妙地附著在原生動物寄生蟲和潛在致病菌痢疾阿米巴上。波德認為這些低聚糖,由于不能被消化,可以完好無損地到達結腸,在結腸里,它們的結構與腸道上皮細胞表面上的分子結構相仿。當寄生蟲試圖鉤住腸壁時,它實際上鉤住的是這種母乳誘餌。之后母乳分子就非常有可能將寄生蟲沖出體外。波德的法相對小孩和成人的健康都有較大的啟示。因為大腸阿米巴是世界上第三大由寄生蟲導致的死亡原因。這些特定的低聚糖在實驗室中合成的費用昂貴,不過從牛奶中提取的較簡單的糖類似乎也可以很好地防御大腸阿米巴。
波德指出人乳低聚糖還具有其它英雄般的療效功能。它們可以抑制肺炎鏈球菌,這種細菌經常導致呼吸系統感染和耳部感染。這也許可以解釋為什么母乳喂養的嬰兒比奶粉喂養的嬰兒患較少呼吸道疾病。在波士頓學院,生物化學家大衛.紐伯格和他的同事們發現,另一種稱作2'-fucosyllactose的低聚糖在動物實驗中可以有效抵御彎曲桿菌、霍亂和致腸病的大腸桿菌,這些病菌經常引發痢疾。他相信這種低聚糖對人也有同樣的功效。
母乳衍生化合物雞尾酒可能很快就會從實驗室走向醫學實踐中。兩年間,紐伯格參與創建了Glycosyn股份有限公司來驗證低聚糖對人體中的功效。該公司用酵母和細菌合成2'-fucosyllactose低聚糖,并致力于向發展中國家營銷兒童營養補充劑,在這些國家,腹瀉每年都會奪去上百萬的兒童。感染風險高的尤其是新生兒以及剛斷奶正蹣跚學步的嬰兒,他們在脫離母乳保護的同時,暴露在更多種類的的食物病原體之下。紐伯格和他的同事們也正在研究一種人乳脂肪和另一種母乳成分。這種脂肪似乎可以抑制流感嗜血桿菌(HIB)感染人體細胞,而這種母乳成分則可以預防艾滋病病毒(HIV)破壞宿主的免疫細胞。
一些大的配方奶粉生產公司正密切關注著這些大有前景的母乳研究進展。雅培、美贊臣、英國的愛他美、德國的喜寶都已經開始生產銷售含有生命起源物質,一種稱作低聚半乳糖(GOS)的配方奶。這種低聚半乳糖是從牛乳乳糖中提取而來。至少有兩家公司已經開始在配方奶粉中補充益生菌。德國喜寶添加了人乳乳酸菌幫助抵御感染。雀巢嘉寶推出含有雙歧桿菌的配方奶粉用于強化嬰兒的免疫系統。紐伯格說,“整個奶粉界都在發生著變化,”“配方奶粉制造商們正進行合作準備進行大規模的人體實驗?!?/P>
母乳催生的新療法也許很快就會在重癥監護室找到用武之地。再回到加州大學戴維斯分校,馬克.安德伍德正致力于下一個項目,即從母乳中制取某種液體給早產嬰兒洗澡以保護早產兒的皮膚。布魯斯.日耳曼以特有的熱情回應道,“這種液體比凡士林強多了?!?/P>