婴儿在生命最初几个月吃的食物不仅帮助他们成长，还在悄然训练身体为未来做准备。科学家发现，从母乳到固体食物的转变可以塑造肠道未来多年的抗病能力。
贝勒医学院、同济大学及其他机构的研究人员发现，这一早期变化为终身健康奠定了坚实基础。
肠道内部的大转变
从母乳到固体食物的过渡称为断奶。在这一阶段，肠道会遇到许多新的微生物。这些微生物构成了肠道微生物组，并在健康中发挥关键作用。
“断奶对婴儿来说是一个重大转变。随着母乳让位于固体食物，肠道突然接触到更多种类的微生物，”贝勒医学院的沈兰兰博士解释道。
这种接触增加了微生物多样性，并在肠道内触发短暂的免疫反应。这种反应并非随机，而是帮助身体为未来挑战做准备的计划步骤。
短暂反应，长久影响
断奶期间，身体会产生IFNγ等信号分子及其他免疫分子。这些信号引发了短暂的炎症反应，称为断奶反应。
炎症听起来可能有害，但在这种情况下它是有益的。它就像免疫系统的训练课程，教会肠道如何应对微生物和感染。
这种反应只在生命早期的一个特定时间窗口内发生。尽管短暂，但它对身体留下了持久的影响。
肠道干细胞的作用
肠道内壁每几天就会更新一次。这个过程依赖于肠道干细胞。这些细胞寿命很长，持续产生新的肠道细胞。
“由于这些干细胞终生存在，对它们的持久改变可能会影响未来几十年的肠道健康，”该研究的合著者李阳博士说。这些细胞可以储存来自早期生活的信息，并将其传递给未来的细胞。
科学家发现，断奶期间的微生物会向这些干细胞发送信号。这些信号改变了细胞未来的行为方式。
基因如何被重新编程
研究表明，微生物可以在不改变DNA本身的情况下改变基因活动。这是通过一种称为DNA甲基化的过程实现的。它添加微小的化学标签，开启或关闭基因。
这些变化主要发生在基因的特定区域，尤其是与免疫功能相关的基因。例如，MHC II类基因在断奶后更容易被激活。
这种变化不会立即开启基因，而是使它们为以后更快响应做好准备。这就像提前设置好系统。
在肠道中创建记忆
干细胞中的这些变化形成了一种记忆。即使干细胞变成普通的肠道细胞，这种记忆依然存在。
“这一过程创造了一种嵌入肠道内壁的上皮免疫记忆，”李阳说。当身体再次遇到微生物时，这些受过训练的细胞会快速、强烈地做出反应。
实验还表明，在后期再次测试时，早期暴露于信号的细胞反应更快。这证明了肠道记住了早期的训练。
为什么某些细菌很重要
并非所有微生物都以相同的方式提供帮助。一些细菌在训练免疫系统方面发挥着更强的作用。革兰氏阳性菌尤其重要，因为它们能触发IFNγ等免疫信号。
其他有益微生物会产生短链脂肪酸等物质。这些物质有助于控制基因活动，支持健康的肠道发育。
当这些有益微生物在断奶后生长时，它们支持了适当的免疫训练。没有它们，这个过程就会减弱。
抗生素干扰时会发生什么
研究人员还研究了早期使用抗生素时会发生什么。抗生素减少了许多肠道中的有益细菌。
“成年后，接触过抗生素的小鼠肠道中MHC II类表达较低，免疫防御较弱，并且在受到挑战时对结肠炎和结肠癌的易感性大大增加，”沈兰兰说。
研究还表明，抗生素使用减少了产生有益化合物的重要细菌。这破坏了基因调控，削弱了免疫系统。
这表明，早期扰乱肠道微生物组可能对健康产生长期影响。
生命早期的关键窗口
时机在这一过程中起着关键作用。研究发现，这种免疫训练在生命早期效果最好。如果在后期发生类似变化，效果会弱得多。
科学家还测试了在不同年龄转移健康微生物。结果显示，早期转移效果最好，而后期尝试影响有限。
这表明，幼儿期是建立强大免疫力的关键窗口。
这对长期健康意味着什么
尽管这项研究是在小鼠身上进行的，但它为人类健康提供了重要线索。克罗恩病和溃疡性结肠炎等疾病通常出现在晚年，但它们的根源可能始于幼儿期。
“流行病学研究已经将婴儿期使用抗生素与以后患这些疾病的风险增加联系起来，”沈兰兰说。
这项研究表明，早期饮食、健康的微生物以及谨慎使用抗生素可以塑造终身健康。未来，科学家可能会设计支持早期肠道健康训练的饮食或治疗方法。
该研究发表在《自然·微生物学》期刊上。
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