南非在食物供应方面存在一个悖论。其超市商品琳琅满目,但儿童发育迟缓的比例却依然居高不下。
这似乎是一个全球性问题。数据显示,在过去二十年里,世界生产了更多的食物,也创造了更多的财富。然而,仍有大约1.5亿五岁以下儿童存在发育迟缓(即身高低于其年龄应有标准)的问题。
发育迟缓和认知能力低下通常源于相同的早期生活问题,如营养不良、疾病和不健康的环境。这些阻碍儿童学习能力和身体成长的障碍已被证明会对健康和未来的经济前景产生严重的长期影响。
更令人担忧的是,仅仅向儿童提供热量似乎并不足以预防发育迟缓。科学研究指出,这与我们的肠道微生物组——生活在我们体内和体表数万亿计的微生物,包括细菌、病毒和真菌——所起的作用,以及身体无法消化吸收营养有关。
我们——一位微生物学家和一位健康经济学家——最近发表了一篇论文,概述了新的证据,表明贫困不仅限制了儿童获取资源,更影响了他们的生理机能——即身体运作的方式。因此,解决儿童发育迟缓问题需要超越提供食物等单一干预措施。我们需要的是能够同时解决卫生设施、感染控制、营养质量和早期儿童刺激等问题的综合性方法。
我们的发现支持了日益增长的科学证据,即必须同时处理生理和环境因素,才能打破贫困与发育障碍的代际循环。营养不是全部答案。肠道微生物组发挥着补充作用,它分解我们身体无法自行消化的复杂碳水化合物,将其转化为可被吸收利用于生长和发育的形式。
饮食提供了基本的原材料,而微生物组则帮助释放其营养价值,从而促进生长和发育。同时,有强有力的证据表明,环境塑造了微生物组执行这些功能的能力。
肠道微生物、贫困与发育迟缓
儿童的成长不仅受他们吃什么的影响,还受他们身体处理和吸收营养物质的能力的影响。
生活在卫生条件普遍较差的非正规住区的儿童,会通过泥土、有毒灰尘和污水接触到微生物。这种接触可能导致一种称为环境性肠功能障碍的病症。此时,发炎的肠道会损害脂肪、蛋白质和维生素等营养物质的吸收。
其结果是发育迟缓。这种情况可能未被诊断出来,但却会对其一生的健康产生负面影响。
环境性肠功能障碍在南非的流行程度尚不清楚。原因之一是缺乏易于实施的诊断测试。另一个原因是缺乏大规模协调的国家研究。
来自亚洲研究的证据支持了微生物组可能是导致发育迟缓的关键因素。这些研究表明,健康儿童的肠道微生物群落在出生后的头两年往往遵循可预测的发育里程碑。未能达到这些里程碑可能会损害微生物组有效处理食物的能力,对儿童的生长发育产生重要影响。
相比之下,患有严重急性营养不良的儿童通常拥有一个不成熟的肠道微生物群落,这个群落不会仅仅因为食物或仅针对水、卫生设施和个人卫生服务的干预措施而成熟。
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在一项马拉维的研究中,科学家将营养不良儿童的肠道细菌移植到幼年动物体内,发现这些动物出现了生长缺陷。相反,来自健康儿童的微生物则能恢复其生长。
这些研究表明,不健康的肠道群落可能是生长不良的原因,而不仅仅是后果。尽管对于“健康”微生物组的定义存在广泛争论,但越来越多的共识是,健康的微生物组通常具有以下特征:高度的微生物多样性、没有单一生物体占主导地位、保持稳定和恢复的能力,以及即使在群落组成发生变化或受到环境干扰时也能维持基本功能的能力。
直接针对小肠的研究发现,许多发育迟缓的儿童,其口腔中的细菌在肠道错误的位置生长。这些细菌可能干扰身体吸收脂肪的方式,从而在肠道微生物的构成与生长不良之间建立了直接联系。
其他研究表明,真正重要的是微生物的功能——它们制造维生素和其他构建模块的能力——而不仅仅是存在哪些物种。
简而言之,微生物组可以帮助决定一个孩子吃的食物是被用于生长身体组织,还是被浪费掉。
知识空白
在解决发育迟缓方面进展缓慢,原因有很多。
首先,传统的干预措施侧重于提供食物和改善卫生条件,而没有理解导致营养吸收受损的潜在生物学损伤。
其次,证据基础依赖于来自高收入背景的研究,在这些地区,营养本身可能是主要的制约因素。在低收入和中等收入国家,驱动发育迟缓的生物学机制涉及多个相互作用的途径。
部分答案在于研究的地理分布。许多早期的开创性研究来自亚洲和南亚,以及东非和马拉维的少数地点。像MAL-ED项目这样的大型多国队列研究,以及孟加拉国的几项研究,提供了关于肠道病原体及其与生长之间联系的强有力证据。
但撒哈拉以南非洲地区在纵向微生物组研究中仍然代表性不足,尽管该地区承受着巨大的发育迟缓负担。这一差距会产生现实世界的影响。我们知道肠道微生物组差异显著,并受到包括饮食和地理在内的多种因素影响。
不同地方的儿童有不同的饮食、不同的暴露源和不同的基线微生物群。在一个地区有效的干预措施可能在另一个地区失败。
答案
我们需要的是由非洲主导的研究,对非洲各地的儿童进行采样,以了解什么措施在该大陆上有效。
这需要改变政策制定的方式以及研究的方法。
首先,政策制定者必须停止将食物供应等同于营养成功。食品安全很重要,但这还不够。
其次,必须在初级卫生保健层面更好地监测常规生长情况,这样就不会在那些矮个子看起来正常的社区中漏诊发育迟缓。
第三,研究必须测量肠道功能——而不仅仅是体重和身高。这将揭示哪些人未能从食物中提取益处。
第四,必须整合水、卫生设施和个人卫生服务。
最后,为这项工作建设非洲的能力,并资助非洲的研究。
科学的未来方向
对微生物组的研究可以将策略从治疗饥饿转向恢复终身健康。
例如,我们可能识别出新的微生物,它们能够阻断脂肪吸收或降解必需的维生素。我们可以开始绘制早期肠道功能紊乱如何影响新陈代谢、增加晚年患非传染性疾病风险的图谱。
我们还可能学会使用简单的粪便或血液标志物来识别那些尽管有足够的食物,但如果没有针对肠道的治疗就无法正常生长的儿童。
(Thulani P. Makhalanyane 得到南非国家研究基金会、欧盟地平线2020计划和人类前沿科学计划的资助。)
(Ronelle Burger 得到南非研究基金会、DG Murray Trust、南非医学研究理事会以及科学、技术和创新部对儿童发育迟缓和住房研究的资助。)
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