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全球剖宮產率從1990年的7%躍升至如今的21%,每五個新生兒中就有一個通過手術方式降臨人世。這一數據遠超世界衛生組織建議的10%~15%安全區間。剖宮產在挽救無數母嬰生命的同時,也留下了一個懸而未決的疑問:那些通過剖宮產出生的孩子,日后罹患肥胖、哮喘、過敏等免疫代謝性疾病的風險為何更高?母乳喂養、抗生素使用、母親健康狀況等干擾因素層出不窮,因果關系猶如霧里看花。
近期,Microbiome 雜志刊登的一項研究給出了一個令人意外的答案。哥本哈根大學的研究團隊通過精巧的動物實驗,將“剖宮產手術本身”與“剖宮產帶來的菌群改變”剝離開來,結果令人深思。
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一個反直覺的起點
研究人員首先讓剖宮產出生的小鼠與順產小鼠接受完全相同的交叉撫養,消除早期環境差異。隨后給予高脂飲食,觀察兩組動物的代謝軌跡。結果令人驚訝,剖宮產組與順產組在成年后的體重、糖耐量、空腹胰島素水平上幾乎如出一轍。檢查腸道菌群后謎底揭曉:兩組的微生物構成高度相似,并未出現預期的“剖宮產特征性菌群偏移”。
這個看似失敗的實驗恰恰揭示了問題的本質:剖宮產手術本身并非代謝異常的必然推手。只要菌群沒有發生根本性改變,分娩方式的影響便微乎其微。
剖宮產嬰兒的腸道菌群足以誘發肥胖和胰島素抵抗
為了直接驗證菌群的因果關系,研究團隊采用了無菌小鼠模型——這些小鼠自身不攜帶任何微生物,完全依賴人工植入的菌群來構建腸道生態系統。他們將1月齡剖宮產嬰兒和順產嬰兒的糞便菌群分別移植到無菌小鼠體內,隨后給予高脂飲食。
結果對比鮮明。攜帶剖宮產嬰兒菌群的小鼠在高脂飲食16周后,體重增幅達70%,而順產菌群組僅為50%。糖耐量實驗顯示,剖宮產菌群組小鼠的血糖曲線下面積顯著增大,空腹胰島素水平明顯升高,提示胰島素抵抗已初步形成。
血液中的炎癥指標同樣發出了警告信號。剖宮產菌群組小鼠血清中促炎因子白細胞介素-6、B細胞活化因子以及代謝調節激素成纖維細胞生長因子21均顯著升高。脂肪組織中,促炎因子白細胞介素-1β和趨化因子CXCL-1上升,而調節Th1型免疫應答的細胞因子下降,免疫狀態向促炎方向偏移。
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圖1 移植剖宮產或順產嬰兒菌群的高脂飲食喂養小鼠的代謝表型
肝臟和脂肪組織的分子分析進一步印證了表型變化。剖宮產菌群組肝臟中調控膽固醇代謝和脂質合成的關鍵基因表達下調,炎癥相關基因被激活。脂肪組織的轉錄組測序顯示,胰島素信號通路、AMPK能量感應通路以及脂質運輸相關基因均出現異常。多個組織的分子證據共同指向一個結論:剖宮產相關的菌群構成足以系統性地重塑宿主的代謝網絡。
部分修復菌群,但未能徹底扭轉代謝損傷
既然菌群是關鍵,能否通過干預來撥亂反正?研究人員測試了母乳中天然存在的人乳寡糖的修復能力,在高脂飼料中添加了兩種常見的人乳寡糖——2'-巖藻糖基乳糖和乳糖-N-新四糖。結果顯示,這些人乳寡糖顯著抑制了剖宮產菌群組中異常增多的變形菌門(主要是腸桿菌科),使整體菌群結構向順產菌群組靠攏。
代謝層面的改善喜憂參半。人乳寡糖完全消除了兩組小鼠之間的體重差異,但糖耐量受損和白細胞介素-6升高的趨勢依然存在。這說明人乳寡糖能夠部分修復菌群失衡并改善部分代謝指標,但尚不足以全面逆轉剖宮產菌群相關的糖代謝異常。
缺失的關鍵菌種直接參與代謝調控
剖宮產嬰兒最典型的菌群特征之一,是擬桿菌屬的普遍缺失。研究人員選取具有代表性的脆弱擬桿菌進行針對性驗證。給攜帶剖宮產菌群的小鼠額外補充該菌后,血清中成纖維細胞生長因子21的水平明顯下降。即使在無菌小鼠中單獨定植脆弱擬桿菌,同樣能降低這一激素的水平。成纖維細胞生長因子21是調節葡萄糖和脂質代謝的重要因子,其異常升高與肥胖和非酒精性脂肪肝密切相關。缺少脆弱擬桿菌,宿主的代謝調控就少了一道重要的剎車。
研究人員還發現,剖宮產菌群組小鼠結腸中編碼飽腹激素PYY的基因表達明顯降低。PYY由腸道內分泌細胞分泌,能抑制食欲、延緩胃排空并改善胰島素敏感性。其表達下調可能與剖宮產菌群中產丙酸菌減少、琥珀酸近乎耗竭有關——這兩類代謝產物都是刺激PYY分泌的重要信號。
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圖2 人乳寡糖及脆弱擬桿菌對代謝指標的影響
剖宮產率的攀升已是既定事實。這項研究給出的結論清晰而有力:真正值得警惕的不是剖宮產手術本身,而是它可能帶來的腸道菌群失調。當菌群被糾正,代謝風險也隨之消退。人乳寡糖和脆弱擬桿菌展現出的干預潛力,為剖宮產后預防遠期代謝疾病提供了具體的科學方向。對于全球數千萬剖宮產出生的孩子而言,理解這個機制,就是邁出保護他們長期健康的第一步。
參考文獻:
Zachariassen LF, Mortensen FUF, Mentzel CMJ, et al. Cesarean section-induced changes in the gut microbiota facilitate metabolic disease in high-fat diet-induced obese mice. Microbiome. Published online July 22, 2026. doi:10.1186/s40168-026-02468-9
來源 | 生物谷
編輯 | VOX
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