粪便神经氨酸酶-3活性作为婴幼儿线性生长迟缓的新型早期预测标志物：基于孟加拉国MAL-ED出生队列的研究

《Scientific Reports》：Neuraminidase-3 activity in toddlers negatively impacts the linear growth status in Bangladeshi children

本研究针对发展中国家儿童线性生长迟缓（Stunting）这一重大公共卫生问题，深入探讨了肠道健康的关键调控因子——神经氨酸酶-3（Neu3）的预测价值。研究人员基于孟加拉国MAL-ED出生队列，通过测定189名15月龄幼儿的粪便总Neu3活性，并追踪其至24月龄的身长年龄Z评分（LAZ），发现15月龄时较高的Neu3水平能显著预测后续18、21及24月龄时更差的线性生长状态。该研究首次揭示了Neu3作为早期识别生长迟缓风险的新型生物标志物的潜力，为通过干预肠道炎症通路以预防儿童生长障碍提供了新的科学依据。

　　

在全球范围内，有近1.5亿五岁以下儿童正遭受着线性生长迟缓（Stunting）的困扰。这种状况不仅意味着身高低于同龄健康儿童的标准，更与儿童期认知发育受损以及未来罹患糖尿病、高血压等非传染性疾病的风险显著增加密切相关。尤其令人担忧的是，一旦生长迟缓发生，其造成的负面影响往往是不可逆的。传统观点认为，营养不良和卫生条件差是导致生长迟缓的主因，但令人困惑的是，即使在生活条件相对优越的家庭中，生长迟缓的发生率依然不容忽视。这提示我们，背后可能隐藏着更为复杂的生物学机制。

近年来，科学家的目光逐渐聚焦于肠道——这个被称为“第二大脑”的器官。一种名为“环境性肠病”（Environmental Enteric Dysfunction, EED）的亚临床慢性肠道炎症状态被揭示是导致约40%生长迟缓病例的“幕后黑手”。在EED状态下，肠道黏膜的微观结构遭到破坏，负责吸收营养的肠绒毛变得扁平，隐窝变浅，肠道的屏障功能受损，导致营养物质吸收不良，同时细菌毒素等有害物质更容易穿过肠壁，触发持续的局部炎症反应。在这个复杂的炎症网络中，肠道碱性磷酸酶（Intestinal Alkaline Phosphatase, IAP）扮演着“守护者”的角色。它通常附着在小肠黏膜的刷状缘上，能够通过去磷酸化作用中和来自肠道细菌的脂多糖（LPS）等毒素，从而抑制由Toll样受体4（TLR4）介导的炎症通路，维护肠道安宁。

然而，这个保护机制可能会被一个“破坏分子”所瓦解，它就是神经氨酸酶-3（Neuraminidase-3, Neu3）。Neu3是一种能够切割糖分子上唾液酸的酶。研究表明，在某些肠道病原体（如鼠伤寒沙门氏菌）感染时，即使感染程度很轻（亚临床感染），也会诱导Neu3的表达升高。升高的Neu3会反过来“攻击”IAP，将其分子上的唾液酸切掉，加速IAP的降解，使其保护功能丧失。失去了IAP的制约，LPS便会肆无忌惮地激活TLR4炎症通路，引发一连串的炎症反应，加剧肠道损伤，形成恶性循环，最终可能导致营养吸收障碍和线性生长迟缓。那么，能否利用粪便中的Neu3水平作为一盏“预警信号灯”，在幼儿生长迟缓变得明显之前，就提前识别出高风险个体呢？这正是由Subhasish Das、Visnu Pritom Chowdhury等研究人员发表在《Scientific Reports》上的这项研究旨在回答的核心问题。

为了验证这一设想，研究团队巧妙地利用了一项在孟加拉国开展的名为“营养不良与肠道疾病研究”（MAL-ED）的大型出生队列资源。该队列在孟加拉国米尔普尔的Bauniabadh地区招募新生儿并随访至24月龄。本研究纳入了该队列中189名儿童的数据。研究的关键在于测量这些儿童在15月龄时留存的粪便样本中的总神经氨酸酶（Neu3）活性。测量采用商业化的神经氨酸酶活性检测试剂盒进行，通过检测酶催化反应产物的吸光度来计算酶活性。同时，研究收集了孩子们在18、21和24月龄时的身长数据，并计算出身长年龄Z评分（LAZ），以此精确评估其线性生长状况。LAZ评分越低，表明生长迟缓越严重。此外，研究还统计了可能影响生长的其他因素，包括社会经济状况（使用综合了水、卫生、资产、母亲教育和收入的WAMI指数）、母亲身高、出生体重、腹泻和发烧等疾病发生率、总热量摄入以及基于粪便标志物（α-1-抗胰蛋白酶、髓过氧化物酶和新蝶呤）计算的环境性肠病（EED）评分。

研究结果

参与者特征：研究共分析了189名儿童的数据，其中男孩约占48.6%。整个队列的线性生长状况不容乐观，平均LAZ评分在18月龄时为-1.93，到24月龄时进一步降至-2.00，远低于世界卫生组织标准（LAZ < -2即为生长迟缓）。这表明研究对象处于生长迟缓的高风险环境中。

Neu3与LAZ评分的相关性：初步的相关性分析显示，在15月龄测得的粪便Neu3活性水平，与后续18、21和24月龄时的LAZ评分均呈现微弱的负相关关系，且这种相关性具有统计学意义。这意味着，在15月龄时Neu3水平越高的孩子，在未来几个月里的线性生长状况越可能较差。

影响LAZ评分的因素分析：通过单因素回归分析，研究人员筛选出与后续LAZ评分可能相关的变量。结果显示，除了15月龄的Neu3水平外，较高的WAMI指数（代表更好的社会经济状况）、较高的母亲身高、较大的出生体重，也与较好的线性生长（较高的LAZ评分）显著相关。而腹泻、发烧、纯母乳喂养天数和EED评分在本研究中未显示出与LAZ的显著关联。

Neu3是线性生长的独立预测因子：最关键的分析来自多变量线性回归模型。在同时考虑了社会经济状况、母亲身高、出生体重等其他显著因素后，15月龄的Neu3活性水平仍然显示出对18、21和24月龄LAZ评分的独立负向预测作用。具体而言，Neu3每增加一定单位，LAZ评分在18月龄时会降低0.004，在21月龄时降低0.003，在24月龄时降低0.004。这表明，Neu3对线性生长的影响是独立于其他传统已知因素的，是一个新的、强有力的预测指标。同时，母亲身高和出生体重在所有时间点都保持显著正相关，而WAMI指数在21和24月龄时才显示出独立的显著关联。

研究结论与意义

这项研究的重要发现在于，首次在人群队列中证实了幼儿期粪便中的神经氨酸酶-3（Neu3）活性可以作为预测未来线性生长状况的早期生物标志物。即使在考虑了母亲营养状况（身高）、出生起点（体重）和社会经济环境等强影响因素后，Neu3的预测价值依然存在。这为理解儿童生长迟缓的机制提供了新的视角。

从生物学角度看，粪便中较高的Neu3活性可能暗示着存在亚临床的肠道感染或肠道菌群失调，因为这些微生物常常是Neu3的来源。Neu3的升高会损害肠道碱性磷酸酶（IAP）的功能，而IAP是抑制肠道毒素诱发炎症的关键分子。IAP功能受损导致炎症失控，肠道屏障破坏，营养吸收不良，最终阻碍线性生长。因此，Neu3很可能是连接亚临床肠道感染、肠道炎症与生长迟缓之间的一个关键分子环节。

这项研究的现实意义深远。首先，它提供了一种潜在的、非侵入性的早期筛查工具。通过检测15月龄左右幼儿的粪便Neu3水平，有可能在明显的生长迟缓发生前数月就识别出高风险儿童，从而为早期营养干预或针对肠道健康的治疗（例如，未来或可探索Neu3抑制剂）赢得宝贵的时间窗口。其次，研究结果强调了关注儿童肠道健康，而不仅仅是宏观营养摄入，对于预防生长迟缓的极端重要性。它提示公共卫生项目在改善水、卫生和营养的同时，也需要考虑如何减少儿童生活中的病原体暴露，维护肠道微生态的平衡。

当然，本研究也留下了一些有待解答的问题。例如，检测到的是人体自身产生的Neu3还是源自微生物的Neu3？其确切来源需要进一步探究，因为这关系到干预策略的靶点选择。此外，本研究样本来自孟加拉国一个特定的资源有限地区，其结论是否适用于其他人群，也需要更多研究验证。尽管存在这些局限，本研究无疑开辟了一个新的方向，揭示了Neu3在儿童健康成长中的关键作用，为最终战胜线性生长迟缓这一全球性挑战贡献了重要的科学证据。