嬰幼兒乳糖不耐受研究進(jìn)展

李洋洋 劉捷 曾超美

乳糖(lactose)是人類和哺乳動(dòng)物乳汁中特有的碳水化合物，是由葡萄糖和半乳糖組成的雙糖。在嬰幼兒生長發(fā)育過程中，乳糖不僅可以提供能量，還參與大腦的發(fā)育進(jìn)程。人們攝入乳糖后需要乳糖酶(lactase)將其分解成單糖后才可以被吸收。如果因各種原因?qū)е聰z入的乳糖不能或不能完全被分解吸收而產(chǎn)生的消化道癥狀稱之為乳糖不耐受(lactose intolerance，LI)。其關(guān)鍵是乳糖酶的相對(duì)或絕對(duì)缺乏。LI在中國嬰幼兒中發(fā)病率極高，可達(dá)46.9%～70.0%，其最常見的癥狀為腹瀉，如若不引起重視可導(dǎo)致慢性腹瀉、營養(yǎng)不良、貧血、骨質(zhì)疏松等長期危害。故本文就LI的發(fā)病機(jī)制、臨床分型、診斷方法及治療進(jìn)展進(jìn)行綜述。

一、LI的發(fā)病機(jī)制

1. 乳糖的消化吸收：乳糖是以單體分子形式存在于乳中的唯一雙糖，由葡萄糖和半乳糖通過1，4-糖苷鍵連接而成，經(jīng)乳腺內(nèi)乳糖合成酶作用產(chǎn)生。以人乳中含量最為豐富，約為7.2 g/100 ml，牛乳中的含量為4.7 g/100 ml。乳糖主要在空回腸消化吸收，通過小腸上皮細(xì)胞刷狀緣分泌的乳糖酶將其水解為葡萄糖和半乳糖，后通過細(xì)胞的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)而吸收。葡萄糖主要為機(jī)體提供能量，而半乳糖以糖苷鍵結(jié)合于神經(jīng)酰胺上，形成半乳糖腦苷脂，從而參與大腦的發(fā)育。嬰兒期是神經(jīng)發(fā)育的關(guān)鍵期，因此，乳糖對(duì)嬰兒期的神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育至關(guān)重要。

2. 乳糖酶的發(fā)育及遺傳特點(diǎn)：乳糖酶又稱β-半乳糖苷酶，是由小腸上皮細(xì)胞刷狀緣分泌，其活性從十二指腸近端段向遠(yuǎn)端段逐漸增加，在空腸或近段回腸達(dá)高峰，末段回腸乳糖酶活性較低。乳糖酶的編碼基因lactasegene(LCT) 位于2號(hào)染色體長臂上(2q21-22)，長度約50 kb。胎齡8周時(shí)，小腸上皮細(xì)胞內(nèi)乳糖酶已經(jīng)開始表達(dá)，胎齡12周起就可在腸道中檢測(cè)到乳糖酶，從胎齡34周起直至足月，乳糖酶的表達(dá)逐漸到達(dá)高峰，足月兒乳糖酶發(fā)育基本成熟，而后從生后數(shù)月開始乳糖酶的活性逐漸下降。在澳大利亞土著居民中，生后6個(gè)月到1歲，盡管有些嬰兒尚未斷奶，但可繼發(fā)乳糖的消化能力下降。然而，在某些人群如北歐，尤其是瑞典和丹麥(>90%)，乳糖酶活性持久表達(dá)而不下降。現(xiàn)已明確，乳糖酶活性的差異是由遺傳多態(tài)性引起的，是由對(duì)LCT具有順式作用的多態(tài)元件控制。由于乳糖酶活性的不同，人群中存在三種基因型[1]，即純合乳糖酶持續(xù)性(homozygous lactase persistent，LP)、純合乳糖酶非持續(xù)性(homozygous lactase non-persistent，LNP)和雜合子(heterozygotes)(見表1)。LNP是人群中最常見的表型，約占65%～70%[2]。LP的遺傳特性是由LCT上游增強(qiáng)子區(qū)域中的等位基因的變異造成的，多種不同的功能等位基因逐漸被發(fā)現(xiàn)，在不同的人群中表現(xiàn)出顯著的多樣性。表1中列舉的C/T 13910的突變基因位于LCT基因上游的14 kb，早在2002年已被闡述[3]。LP表型僅在長期使用牛奶和奶制品的人群中常見，是強(qiáng)烈定向選擇的結(jié)果，在亞洲國家中少見。LNP是中國最常見的表型，幾乎占100%。現(xiàn)已明確，乳糖酶的活性在足月新生兒中是高的，之后由于基因的多態(tài)性使信使RNA的高表達(dá)或低表達(dá)，從而導(dǎo)致了乳糖酶活性的持續(xù)性或非持續(xù)性[4]。

表1 導(dǎo)致乳糖酶活性的不同基因型

3. LI的發(fā)病機(jī)制及臨床表現(xiàn)：乳糖酶與其他雙糖酶相比，成熟最晚、含量最低、最易受損、修復(fù)最慢。乳糖攝入后，在乳糖消化吸收的任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，均可導(dǎo)致腸腔內(nèi)乳糖濃度的異常升高。過高的乳糖濃度使腸腔內(nèi)滲透壓升高，從而導(dǎo)致滲透性腹瀉。同時(shí)，未消化的乳糖進(jìn)入結(jié)腸段，腸道內(nèi)菌群會(huì)將乳糖分解為乳酸等有機(jī)酸，進(jìn)一步提高腸腔滲透壓，并釋放氫氣、甲烷等氣體，刺激腸道蠕動(dòng)，加重腹瀉，并且出現(xiàn)腹脹、腹痛等臨床癥狀。而釋放的氫氣一部分彌散進(jìn)入血循環(huán)，通過呼吸運(yùn)動(dòng)由肺排出，這也成為乳糖氫呼氣實(shí)驗(yàn)的臨床基礎(chǔ)。

乳糖酶缺乏時(shí)并不一定都出現(xiàn)臨床癥狀。乳糖酶的活性與多種因素有關(guān)，一般不會(huì)完全消失，有的患兒由于乳糖攝入量少等原因沒有出現(xiàn)臨床癥狀，稱為乳糖吸收不良(Lactose malabsorption)。而LI主要指因乳糖酶缺乏導(dǎo)致乳糖吸收障礙而出現(xiàn)腹瀉、腹脹、嘔吐、腹痛等臨床癥狀。Levitt等[5]將LI定義為攝入12 g乳糖負(fù)荷后出現(xiàn)臨床癥狀而攝入等量安慰劑不出現(xiàn)癥狀。其特點(diǎn)是在攝入乳糖后出現(xiàn)消化道癥狀，且癥狀的嚴(yán)重程度與攝入乳糖的量有關(guān)。嬰兒LI的臨床表現(xiàn)以腹瀉為主，呈黃或青綠色、蛋花湯樣或稀糊狀含氣樣便，有酸臭味，腹瀉次數(shù)多少不等，多者可達(dá)數(shù)十次，重癥者甚至出現(xiàn)粘液血便及小腸壞死。而另一方面，急性或慢性腹瀉導(dǎo)致腸黏膜受損后亦可引起乳糖酶生成減少，可繼發(fā)LI，進(jìn)一步加重癥狀。另外，因?yàn)槿樘窃谀c道內(nèi)經(jīng)過發(fā)酵生成的乳酸可協(xié)助人體對(duì)鐵、鈣、鋅等微量元素的吸收，長期LI患兒會(huì)演變成遷延性或慢性腹瀉，因而可以限制正常的生長發(fā)育，造成營養(yǎng)不良、貧血、骨質(zhì)疏松等后果。

母乳中乳糖含量明顯高于牛乳，故母乳喂養(yǎng)兒常常會(huì)發(fā)生腹瀉，之前被診斷為生理性腹瀉。臨床上發(fā)現(xiàn)這些嬰兒在換用免乳糖奶粉后腹瀉會(huì)明顯好轉(zhuǎn)。因此，有學(xué)者認(rèn)為生理性腹瀉可以歸因于LI，但仍需科學(xué)設(shè)計(jì)的大樣本臨床試驗(yàn)證實(shí)。

二、LI的臨床分型

1.發(fā)育性乳糖酶缺乏(developmental lactase deficiency)：又稱為相對(duì)乳糖酶缺乏癥，此型主要見于胎齡小于34周的早產(chǎn)兒。因?yàn)?4周以下早產(chǎn)兒乳糖酶發(fā)育尚未成熟，所以早產(chǎn)兒對(duì)乳糖的耐受性相對(duì)較差。早在20世紀(jì)90年代，Shulman等[6]就提出乳糖酶活性增加是腸道成熟的標(biāo)志，而早期喂養(yǎng)可能促進(jìn)早產(chǎn)兒乳糖酶活性增加[7]。乳糖酶的活性可能與多種因素相關(guān)，如胎齡、出生體重、喂養(yǎng)方式和開奶時(shí)間等，但具體調(diào)控機(jī)制不詳[8]。

2.先天性乳糖酶缺乏(congenital lactase deficiency)：此型患兒較為罕見，文獻(xiàn)報(bào)道的病例很少，是LI較嚴(yán)重的類型，多為常染色體隱形遺傳，典型的特點(diǎn)是出生時(shí)乳糖酶活性低下或缺乏，而其他雙糖酶和小腸上皮細(xì)胞的組織學(xué)結(jié)構(gòu)是正常的[9-10]。該類型患兒生后早期即可發(fā)病，吃奶后明顯，可出現(xiàn)水樣腹瀉、腹脹、營養(yǎng)不良等，可在早期出現(xiàn)脫水、電解質(zhì)紊亂甚至危及生命，僅能通過無乳糖奶粉喂養(yǎng)改善癥狀。

3.原發(fā)性乳糖酶缺乏(primary lactase deficiency)：也稱為成人型低乳糖酶癥(adult-type hypolactasia biopsy)。該型患兒出生時(shí)大多乳糖酶正常，隨著年齡的增長，乳糖酶活性逐漸下降，成年時(shí)乳糖酶活性降至出生時(shí)的5%～10%。此種類型是LI及乳糖吸收不良的最常見原因。但全世界不同種族人群發(fā)病率不同，亞種人發(fā)病率接近100%，白種人發(fā)病率最低，約為2%～15%[11]。但并不是所有的原發(fā)性乳糖酶缺乏者均會(huì)出現(xiàn)臨床癥狀。因?yàn)閶胗變阂院樘禽^多的母乳或牛乳為主食，所以該年齡段的臨床癥狀較明顯。較大兒童及成人不是以乳糖為主要飲食，故攝入少量乳糖尚不至于引發(fā)臨床癥狀。

4.繼發(fā)性乳糖酶缺乏(secondary lactase deficiency)：所有可以使小腸粘膜上皮細(xì)胞受損的疾病均可以繼發(fā)乳糖酶的缺乏，從而引起LI的癥狀，如感染性腹瀉、窒息缺氧、克羅恩病、胃腸手術(shù)等。輪狀病毒腸炎也常繼發(fā)乳糖酶缺乏，隨著疾病的恢復(fù)，損傷的小腸粘膜上皮細(xì)胞也逐漸恢復(fù)，乳糖酶活性可逐漸提高。

三、LI常用的診斷方法

目前，國內(nèi)還沒有把乳糖酶缺乏的實(shí)驗(yàn)室診斷作為必要的診斷依據(jù)，國內(nèi)僅有少數(shù)醫(yī)院通過檢測(cè)大便乳糖及大便 pH 值來診斷乳糖酶缺乏。臨床上多以診斷性去乳糖治療或添加乳糖酶等試驗(yàn)性診斷治療方法來觀察癥狀是否好轉(zhuǎn)來考慮或排除LI。常用的診斷方法有如下幾種。

1. 乳糖耐量實(shí)驗(yàn)：乳糖被乳糖酶分解產(chǎn)生半乳糖和葡萄糖，乳糖耐受者血糖會(huì)出現(xiàn)明顯的峰值，若乳糖酶缺乏不能分解乳糖產(chǎn)生葡萄糖，則血清葡萄糖水平呈現(xiàn)平滑曲線。該方法需要服用負(fù)荷量的乳糖(成人50 g，兒童1～2 g/kg)，分別在-5 min，0 min，15 min，30 min，45 min和60 min后測(cè)定血漿葡萄糖濃度，如果血糖上升幅度大于1.4 mmol/L提示乳糖耐受，反之則考慮乳糖吸收不良[12]。該方法可以受到胃排空、葡萄糖代謝情況、腸蠕動(dòng)等相關(guān)因素的影響。一項(xiàng)Meta分析顯示，該實(shí)驗(yàn)的靈敏度為0.94(95%CI:0.9～0.97)，特異度為0.90(95%CI:0.84～0.95)[13]。因目前臨床上末梢血糖監(jiān)測(cè)手段較為普遍，因此該方法用于嬰幼兒甚至新生兒的LI檢測(cè)較為方便。但是早產(chǎn)兒對(duì)LI情況較為嚴(yán)重時(shí)不建議應(yīng)用該方法。

2. 大便還原糖及pH值測(cè)定：未消化的乳糖進(jìn)入結(jié)腸后，腸道內(nèi)菌群會(huì)將乳糖分解為乳酸、脂肪酸等有機(jī)酸，使大便呈酸性，因此測(cè)定大便中還原糖及pH值可用來判斷乳糖分解的程度?？梢杂么姿徙U氫氧化銨法或者改良班氏試劑法來定性測(cè)定大便還原糖，一般認(rèn)定還原糖(++)即為陽性。大便pH值<5.5為LI的證據(jù)。該方法簡便、操作性強(qiáng)，缺點(diǎn)是留取大便時(shí)需要新鮮標(biāo)本，稀便時(shí)液態(tài)大便不能滲漏至尿布上，嬰幼兒留取標(biāo)本較困難，且還原糖的測(cè)定讀取結(jié)果判斷顏色時(shí)有主觀因素的存在。該方法可用于人群的普篩，也可用于早產(chǎn)兒LI的檢測(cè)。

3. 尿半乳糖的測(cè)定：乳糖在小腸中被分解為葡萄糖和半乳糖，半乳糖經(jīng)小腸上皮細(xì)胞吸收后大部分經(jīng)肝臟轉(zhuǎn)化為葡萄糖或者合成半乳糖苷參與腦苷脂的形成，小部分經(jīng)尿液排出體外。測(cè)定尿中半乳糖含量是LI、遺傳性肝病、半乳糖血癥等代謝性疾病的常用方法之一[14]。該實(shí)驗(yàn)先讓患兒排空膀胱，然后在負(fù)荷量乳糖后測(cè)定尿半乳糖含量。該方法的靈敏度和特異度較高，且具有無創(chuàng)、方便等優(yōu)勢(shì)，可用于嬰幼兒甚至新生兒LI的診斷。

4. 乳糖氫呼氣實(shí)驗(yàn)：體內(nèi)未消化的乳糖可被分解產(chǎn)生氫氣，由肺部排出，而正常情況下人體并不產(chǎn)生氫氣，故而可以測(cè)定呼出氫氣的水平而間接判定乳糖吸收的情況。測(cè)定基礎(chǔ)氫氣值后攝入負(fù)荷量乳糖，3 h內(nèi)測(cè)定呼氣中氫氣濃度，與基礎(chǔ)值比較升高>0.02 mmol/L(20 ppm)即為陽性，表示存在乳糖酶缺乏。該方法是成人診斷LI的最常用方法。但是，當(dāng)小腸細(xì)菌過度生長時(shí)，易出現(xiàn)假陽性；當(dāng)結(jié)腸存在不產(chǎn)氣的細(xì)菌時(shí)，可以出現(xiàn)假陰性結(jié)果[15]。Ruzsanyi等[16]對(duì)32個(gè)患兒進(jìn)行前瞻性研究發(fā)現(xiàn)有12個(gè)患兒氫呼氣實(shí)驗(yàn)陽性，而僅有5人有LI的癥狀，這5人中僅有3人乳糖耐量實(shí)驗(yàn)陽性，4人有LI的癥狀但是氫呼氣實(shí)驗(yàn)陰性，提示該實(shí)驗(yàn)可能有較高的假陽性率和假陰性率。此方法簡便、易操作，且無創(chuàng)，但是需要呼吸運(yùn)動(dòng)的配合，嬰幼兒因?yàn)榭摁[、過度換氣等原因難以配合，故不適用于小嬰兒。

5. 血半乳糖測(cè)定：空腹進(jìn)食負(fù)荷量乳糖(兒童2 g/kg，成年人50 g)后測(cè)定血半乳糖濃度，如果服乳糖后40 min血半乳糖濃度<0.3 mmol/L則提示乳糖吸收不良。

6. 基因檢測(cè)：多用于遺傳學(xué)研究，未在臨床廣泛推廣。

7. 小腸活檢乳糖或乳糖酶測(cè)定：該方法為侵入性檢查，對(duì)嬰幼兒來說操作不易，且家長難以接受，臨床應(yīng)用較少。

四、LI的治療手段

LI的治療與其臨床分型密切相關(guān)，對(duì)于先天性乳糖酶缺乏應(yīng)終身禁食乳糖，而繼發(fā)性乳糖酶缺乏者以治療原發(fā)病為主。不是所有的LI患兒均需要治療，若患兒消化道癥狀不嚴(yán)重，也不影響生長發(fā)育，一般不需要特殊治療。但如癥狀嚴(yán)重，如腹瀉次數(shù)較多(4 次/日)、體重增加緩慢的新生兒和嬰幼兒，需采取相應(yīng)治療措施。

1.飲食回避：主要包括低乳糖或去乳糖配方奶喂養(yǎng)，需要根據(jù)癥狀輕重來選擇哪一種喂養(yǎng)方式。去乳糖配方奶系優(yōu)質(zhì)牛乳蛋白配方，不含乳糖，用麥芽糖糊精或玉米淀粉等碳水化合物代替乳糖，同時(shí)蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、微量元素等配方奶粉的成分仍保留。對(duì)于先天性乳糖酶缺乏患兒需長期應(yīng)用去乳糖奶粉喂養(yǎng)；對(duì)于原發(fā)性乳糖酶缺乏者，因其臨床癥狀與進(jìn)食乳糖的量密切相關(guān)，如有嚴(yán)重癥狀可先應(yīng)用去乳糖奶粉喂養(yǎng)，待癥狀緩解后可選用低乳糖配方奶喂養(yǎng)，之后可逐漸增加攝入乳糖量或少量多次以增加乳糖耐受性。

2. 添加乳糖酶：去乳糖配方奶喂養(yǎng)對(duì)緩解LI有較好的效果，但因乳糖可以參與神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育、微量元素如鈣、鐵、鋅的吸收等過程，因而一般來說無乳糖飲食2周后要逐漸過渡到低乳糖飲食直至患兒耐受。應(yīng)用乳糖酶制劑治療LI理論上可以克服無乳糖飲食的缺點(diǎn)，它可以使患兒，尤其對(duì)于發(fā)育性乳糖酶缺乏的早產(chǎn)兒，無需改變?cè)酗嬍辰Y(jié)構(gòu)，保證嬰幼兒繼續(xù)從母乳中獲得抗體等有益成分，增強(qiáng)患兒免疫力，縮短病程，促進(jìn)病情恢復(fù)。有文獻(xiàn)報(bào)道每天服用1 500 u的乳糖酶可改善胃腸道癥狀、使呼氣實(shí)驗(yàn)中氫氣的水平降低，然而仍然需要相關(guān)研究證實(shí)[17]。Erasmus等[18]給早產(chǎn)兒以早產(chǎn)兒配方奶粉喂養(yǎng)的同時(shí)添加乳糖酶，結(jié)果發(fā)現(xiàn)早產(chǎn)兒體重增長和血清白蛋白水平高于對(duì)照組，但對(duì)身長、頭圍、耐受性、新生兒壞死性小腸結(jié)腸炎(NEC)發(fā)生沒有影響。給LI的嬰幼兒補(bǔ)充乳糖酶在國外早已開始應(yīng)用，現(xiàn)如今國內(nèi)一些醫(yī)院也開始應(yīng)用乳糖酶治療LI的嬰幼兒，在喂奶同時(shí)給予乳糖酶，取得了較好的治療效果。但是乳糖酶價(jià)格相對(duì)昂貴，這也是在國內(nèi)沒有普遍應(yīng)用的原因之一。

目前已經(jīng)投放市場(chǎng)的乳糖酶產(chǎn)品，一種是克魯維酵母制備的乳糖酶，另一種是黑曲霉制備的真菌乳糖酶?？唆斁S酵母菌的乳糖酶的最適pH值為6.0～7.0；來源于黑曲霉乳糖酶的最適pH為3.5～4.0。酵母乳糖酶作用溫度在35℃左右，霉菌最適作用溫度一般在50℃以上，最高可達(dá)60℃。目前商業(yè)用酶源一般認(rèn)為酵母(如乳酸克魯維酵母、脆壁克魯維酵母)最為安全。由于受乳糖酶最適pH的限制，單純進(jìn)食乳糖酶易被胃酸破壞而影響療效，最好同時(shí)進(jìn)食乳糖酶和奶粉或母乳，因此對(duì)于母乳喂養(yǎng)兒的家長來說最好先將母乳擠出，加用乳糖酶后再喂到嬰兒口中，這一過程需注意避免污染。

3. 益生菌：益生菌進(jìn)入人體后，在腸道中分泌β-半乳糖苷酶，改善機(jī)體對(duì)乳糖的代謝吸收；使胃排空速度和腸轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間減慢，延長小腸內(nèi)殘存乳糖酶消化乳糖的時(shí)間，促進(jìn)乳糖分解吸收；也可加強(qiáng)結(jié)腸酵解作用，以此改善LI的臨床表現(xiàn)。益生菌主要包括乳酸菌(如乳酸桿菌、雙歧桿菌)以及其它如鏈球菌、腸球菌、擬桿菌中的某些菌株。近年來國內(nèi)外多項(xiàng)研究均表明，益生菌可緩解LI的癥狀[19-20]。目前應(yīng)用最多的益生菌主要有雙歧桿菌與乳酸桿菌。

4. 其他：鈣與乳糖可形成絡(luò)合物,當(dāng)乳糖被消化生成乳酸后，腸道的pH 值就會(huì)降低，進(jìn)而促進(jìn)鈣的吸收。同樣有機(jī)酸與鋅結(jié)合可促進(jìn)鋅的吸收，當(dāng)嬰幼兒體內(nèi)的乳糖發(fā)生不耐受時(shí)，鋅的吸收就會(huì)受到影響。國內(nèi)有小樣本量的研究表明，LI可影響鈣、鐵、鋅的吸收[21]。故可以根據(jù)臨床表現(xiàn)適量添加鐵劑、鈣劑、鋅劑等，避免長期LI繼發(fā)的貧血、骨質(zhì)疏松等表現(xiàn)。

綜上所述，LI的發(fā)病機(jī)制為乳糖酶的相對(duì)或絕對(duì)缺乏，在中國嬰幼兒中較常見，嚴(yán)重的LI可引起較嚴(yán)重的不良后果。然而因其臨床癥狀并無特異性，臨床醫(yī)生需注意與腹瀉、腹脹等相關(guān)癥狀進(jìn)行鑒別，及時(shí)有效地做出判斷及處理。對(duì)于LI的治療以低/去乳糖喂養(yǎng)或添加乳糖酶為主，可以加用益生菌?；蛑委熌壳疤幱趯?shí)驗(yàn)研究中，相信將來能成為LI癥治療的有效手段。