益生菌(probiotics)制剂，指有益于宿主健康和(或)生理功能的含有足够数量的非致病性的特定活菌制剂，通过改善宿主肠道等黏膜表面的微生物菌群保持微生态平衡；益生元(prebiotics)制剂，指能够选择性地刺激肠内一种或几种有益菌生长繁殖，而且不被宿主消化的物质制剂；合生元(synbiotics)制剂，指益生菌和益生元制成的复合制剂；后生元(postbiotics)制剂则是指益生菌的菌体成分和代谢产物。

1995年英国的Gibson和Roberfroid提出了益生元的概念，2010年国际益生菌与益生元协会认可并公布。益生元种类很多，如低聚糖、多糖、植物中草药提取物、蛋白质水解物、多元醇等，目前已商品化的主要是一些具有双歧因子功能的低聚糖：低聚异麦芽糖(IMO)、低聚果糖(FOS)、低聚半乳糖(GOS)、低聚木糖(XOS)、低聚乳果糖(LACT)、大豆低聚糖(SOS)以及菊粉等。其应用主要是三个方面：在婴幼儿配方乳中添加；在各种食物中添加；直接作为保健品。

母乳中含有大量多种低聚糖即人乳低聚糖(human milk oligosaccharides，HMO)，其不能在小肠消化吸收，具有益生元样的作用。关于益生元对婴幼儿健康的影响，有一部分研究就来自于HMO。益生元除了有调节肠道菌群、促进肠道功能、预防感染的作用外，尚可调节免疫功能、增加矿物质吸收、促进骨骼健康、降低肥胖程度(维持体重)以及预防2型糖尿病、降低湿疹和罹患结肠癌的风险等，对肠易激综合征(IBS)、炎症性肠病(IBD)可能也有辅助治疗作用。

益生元对婴幼儿肠道菌群的影响

人体肠道微生态系统的形成是一个动态过程。既往认为胎儿在母体内是无菌的，肠道菌群的形成是从出生过程开始的，但近期的研究在健康足月儿的羊水及母亲胎盘中检测到某些细菌的DNA片段，说明在宫内环境中肠道菌群已经开始定植。婴儿期是人体肠道菌群形成的重要阶段，在这1年里，肠道从几乎无菌状态发展为与成人模式接近的微生态系统。影响肠道微生物定植的因素有很多，包括胎龄、出生体重、分娩方式、喂养方式以及饮食等，还包括抗生素应用及周围环境改变。其中喂养方式及饮食因素起到最为重要的作用。

母乳是婴儿最 好的营养品，HMO具有生物活性作用，在母乳中的含量仅次于乳糖和脂肪，达到5～12g/L，由不同分子结构和相对分子质量大小的低聚糖组成。复杂的HMO成分导致其功能的多样性，在免疫系统发育和神经系统发育方面起着重要作用。

出生后母乳喂养的新生儿肠道菌群快速定植，首先定植的多为需氧菌及兼性厌氧菌，如肠杆菌、肠球菌和葡萄球菌；当氧气耗尽后，厌氧菌开始定植，如拟杆菌、双歧杆菌和梭状芽孢杆菌。配方乳喂养的婴儿没有这个过程，其菌群定植模式也不同。母乳喂养促进新生儿肠道分歧杆菌定植的事实，提示人乳成分在调节生命早期肠道菌群定植的重要性。人乳中小分子多聚糖不会被人体肠道分解，但可被长分歧杆菌、短双歧杆菌等益生菌水解作为营养物质使用，促进其繁殖。这些小分子多聚糖就是益生元，促进肠道益生菌定植。

由于母乳HMO极其复杂，完全模拟其成分和结构还需要更多研究，目前只能选择某些低聚糖添加于婴幼儿配方乳中。Moro等2002年观察了90名足月儿，试验组分别随机给予9∶1混合短链GOS(scGOS)和长链FOS(lcFOS)，分别为每100毫升0.4和0.8g，对照组给予普通配方乳，共喂养4周；结果显示试验组比对照组粪便中的双歧杆菌和乳杆菌数量更多，粪便变得更软，且与剂量成正相关。其后的一系列相关研究提示，添加scGOS∶lcFOS(9∶1)每100毫升0.4或0.8g的配方乳喂养的婴幼儿，肠道菌群无论是属水平还是种水平，组成成分与母乳喂养儿相似。另外一项给予健康足月儿含4g/L多聚葡萄糖(PDX)和GOS(1∶1)配方乳的研究显示，喂养60d后，婴儿肠道内双歧杆菌含量可显著增加，其结果与母乳喂养组相似。

益生元在结肠通过菌群发酵，产生短链脂肪酸等，这些代谢产物可以影响肠道pH值。母乳喂养的婴儿粪便中的短链脂肪酸以乙酸和乳酸为主，源自双歧杆菌发酵，配方乳喂养儿则以丙酸和丁酸为主。益生元的运用可以使配方乳喂养儿表现出与母乳喂养儿相似的短链脂肪酸和pH值。

益生元对免疫功能的调节作用

益生元对免疫系统的调节作用可分为两类：一是通过调节肠道菌群对固有免疫和适应性免疫发挥作用。在无菌小鼠模型中，暴露于免疫的刺激性微生物成分可以激活幼鼠肠道黏膜的固有免疫。正常肠道微生物菌群的定植可抑制致病菌导致的感染，通过定植抵抗，阻止致病菌接触黏附位点，并产生抑制的物质或者通过环境限制致病菌的增殖，肠道菌群可促进黏膜淋巴组织的发育，促进分泌型IgA(SIgA)的产生，以及促进机体对于非己的肠道菌群的免疫耐受的形成，刺激适应性免疫，还可使肠道黏膜在促进炎症反应和抑制炎症反应方面产生平衡。二是直接发挥免疫作用。一项关于HMO的报道显示，其可直接与免疫细胞表面的糖基受体结合发挥免疫调节作用，HMO对白细胞有趋化作用，体外实验还发现低聚糖有调节Th1和Th2细胞的作用。

益生元和(或)益生菌与肠道黏膜免疫系统相互作用的机制已有较多的研究。益生元scGOS∶lcFOS(9∶1)促进肠道分歧杆菌(包括乳酸杆菌)增殖。分歧杆菌和致病菌竞争性与肠道黏膜树突细胞(DC)接触定植，分歧杆菌的分子表位(MAMPS)与DC的Toll样受体2(TLR2)、TLR9和CD10 3分子结合，释放抗炎因子(白细胞介素10,转化生长因子β)，诱导初始Th细胞向Th1和调节性T细胞极化，促进抗感染、抗炎症和免疫耐受。虽然益生元可以调节肠道免疫，但不会减弱或增加疫苗的免疫效应。

益生元对婴幼儿疾病的影响

关于益生元在婴幼儿疾病的预防和治疗方面的文献有限，有些动物和临床研究显示益生元对湿疹等过敏性疾病的预防有一定作用。2008年Arslanoglu等的结果显示，给予深度水解乳清蛋白和scGOS∶lcFOS(9∶1)0.8g/100ml喂养6个月的足月新生儿，相比给予深度水解乳清蛋白和麦芽糊精(0.8g/100ml)配方乳喂养的对照组新生儿，可调节免疫，减少2年内湿疹和呼吸道感染的发生。

临床研究结果显示年长儿和成年哮喘患者使用益生菌和(或)益生元制剂并不能预防哮喘急性发作。益生元降低新生儿坏死性小肠结肠炎的风险以及治疗婴儿肠绞痛的临床研究均呈显出矛盾的结果，对婴幼儿IBD的影响尚无报道。

编者注：文章素材来源于中华儿科杂志，如侵删。