據外媒報道，被稱為無乳鏈球菌（GBS）的細菌是導致新生兒血液感染、腦膜炎和死胎的常見原因。儘管GBS感染通常可以用抗生素治療或預防，但這種細菌的抗藥性越來越強。現在，研究人員已經發現，母乳低聚糖（HMOs）可以幫助預防人類細胞和組織以及小鼠的GBS感染。他們說，有一天，HMOs也許能夠取代抗生素來治療嬰兒和成人的感染。
研究人員在周一的美國化學學會（ACS）秋季會議上展示了他們的成果。ACS 2021年秋季會議是一個混合會議，將於8月22-26日以虛擬和現場的方式舉行，8月30-9月30日將提供點播內容。該會議有超過7000個關於廣泛的科學主題的演講。
“我們的實驗室先前已經證明，從幾個不同捐贈母親的乳汁中分離出來的HMOs混合物對GBS具有抗菌和抗生物膜活性，”正在會議上介紹這項工作的Rebecca Moore說。“我們想從這些體外研究中跳出來，看看HMOs是否能防止孕婦的細胞和組織以及懷孕小鼠的感染。” Moore是范德堡大學Steven Townsend博士實驗室和范德堡大學醫學中心Jennifer Gaddy博士實驗室的一名研究生。
根據美國疾病控制和預防中心（CDC）的數據，美國每年約有2000名嬰兒患上GBS，其中4-6%的人死於此病。這種細菌通常在分娩過程中從母親轉移到嬰兒身上。對GBS檢測呈陽性的孕婦，通常在分娩時給予靜脈注射抗生素，以幫助防止早發感染，早發感染髮生在出生后的第一周。值得注意的是，晚期感染（發生在出生后一周至三個月）的發生率在配方奶餵養的嬰兒中要高於母乳餵養的嬰兒，這表明母乳中的因素可能有助於保護嬰兒免受GBS感染。如果是這樣的話，這些低聚糖也許可以取代抗生素，因為抗生素除了殺死有益的細菌之外，還因為抗生素耐藥性的增加而變得不太有效。
研究人員研究了來自幾個母親的組合HMOs對胎盤免疫細胞（稱為巨噬細胞）和胎膜的GBS感染的影響。“我們發現HMOs能夠完全抑制細菌在巨噬細胞和胎膜中的生長，因此我們很快轉向研究小鼠模型，”Moore說。他們研究了HMOs是否能防止GBS感染在懷孕小鼠的生殖道中擴散。Moore指出：“在生殖道的五個不同部位，我們看到HMOs治療后GBS感染明顯減少。”
為了弄清楚哪些HMOs和其他低聚糖具有這些抗菌作用以及為什麼，研究人員建立了一個人工的雙物種微生物組，GBS和有益的唾液鏈球菌物種在一個組織培養板中生長，被半透膜分開。然後，研究人員添加了通常添加到嬰兒配方奶粉中的低聚糖，稱為低聚半乳糖（GOS），它們來自植物。在沒有低聚糖的情況下，GBS抑制了”好”細菌的生長，但GOS幫助這種有益物種生長。“我們的結論是，GBS正在產生抑制生長的乳酸，然後當我們加入低聚糖時，有益物種可以把它作為食物來源來克服這種抑制，”Moore解釋說。
有點令人驚訝的是，他們在該系統中測試的第一批HMOs並沒有這種效果，但Townsend說，在母乳中超過200種獨特的糖類中，很可能有一種或多種會在人工微生物組檢測中顯示出活性。該團隊計劃找出答案。研究人員說，HMOs能夠治療和預防GBS感染的原因可能有兩個方面：它們通過防止病原體粘附在組織表面並形成生物膜而起到抗粘連的作用，並且它們可以通過支持好細菌的生長而作為一種益生元。
“HMOs與人類存在的時間一樣長，而細菌還沒有發現它們。據推測，這是因為牛奶中含有如此多的成分，而且它們在嬰兒的發育過程中不斷變化，” Townsend說。“但如果我們能更多地了解它們的工作原理，我們就有可能用 HMOs 的混合物治療不同類型的感染，也許有一天這可以替代成人和嬰兒的抗生素。”
這項研究獲得了美國國家科學基金會的支持和資助。