粪便褪黑激素作为婴儿昼夜节律成熟与肠道微生物群的生物标志物

为什么婴儿粪便能显示时间

父母很快就会发现，尿布在与婴儿相处的生活中占据很大比重。但除了日常琐事之外，这些尿布里可能藏着婴儿生物钟和肠道成熟程度的线索。本研究探讨了婴儿粪便中的褪黑激素是否可以作为一种简单、无创的标志，反映婴儿在生命第一年内体内时钟与肠道菌群共同发育的情况。

出人意料位置的昼夜激素

褪黑激素最为人熟知的是作为“黑暗激素”，帮助我们在夜间入睡。虽然它通常与大脑的松果体有关，但肠道实际上产生的量远高于松果体。在成年人中，肠道褪黑激素参与调节消化、免疫以及与数万亿定植微生物的沟通。在婴儿早期，当其自身的褪黑激素节律尚在形成且部分依赖母乳中的褪黑激素时，肠道可能承担特别重要的角色。然而，对于婴儿粪便中的褪黑激素能揭示何种发育信息，几乎一无所知。

追踪婴儿的第一年

为了解答这一问题，研究人员在瑞士跟踪了健康婴儿，于3、6和12个月时采样。父母采集尿布样本，实验室检测粪便中的褪黑激素，并用基于DNA的方法分析肠道细菌组成。与此同时，婴儿佩戴踝部运动传感器超过一周，以便团队客观追踪睡醒节律并计算一个称为昼夜功能指数的节律成熟汇总指标。父母还详细记录喂养、睡眠和排便日记，使研究者能够将每份粪便样本与当时的昼夜时段、距上次排便的时间、距上次进食的时间以及婴儿近期的困倦程度联系起来。

粪便褪黑激素揭示的时间与微生物信息

粪便中褪黑激素水平总体上随年龄上升，但婴儿之间差异很大。有两个与时间相关的因素尤为显著：白天较早排出的粪便含褪黑激素更多；且在距上一次排便间隔较长时采集的样本往往含量更高。相比之下，近期的睡眠和进食史影响甚微。较高的粪便褪黑激素持续与肠道细菌丰富度和多样性较低相关，尤其在12个月时更明显，这提示随着肠道生态系统成熟，褪黑激素可能与更具选择性的微生物子集相联系。实际上，数百种细菌类型与褪黑激素呈相关，而相关类型的数量随时间减少，即便总体微生物多样性在增加。某些主要细菌类群随年龄对褪黑激素的关联变得更强或更弱，暗示这种激素与微生物群落之间的关系在改变。

与睡眠节律和日常规律的关联

团队随后探究粪便褪黑激素是否与婴儿的睡眠有关。在所有年龄段，粪便中的褪黑激素与父母报告的睡眠特征（如夜间睡眠时长或觉醒次数）之间仅表现出微弱关联。然而，到12个月时，较高的粪便褪黑激素明显与更巩固且稳定的24小时节律相关，这由昼夜功能指数体现。逐日比较显示，当粪便采集时间从一天到下一天波动更大时，褪黑激素水平也更易波动；而排便时间更规律以及在较小程度上进餐间隔更规律，则与粪便中褪黑激素更稳定相关。这支持了这样一种观点：一致的日常作息可能有助于在婴儿晚期稳定内部时间信号。

对父母与未来护理的意义

总的来说，研究结果表明婴儿粪便中的褪黑激素可作为肠道菌群与生物钟在第一年共同发育的实用生物标志物。由于可从尿布中无创测量，粪便褪黑激素为在群体水平研究早期昼夜与肠道成熟提供了有前景的工具。该研究并未证明褪黑激素直接导致微生物或睡眠的变化，但凸显了这些系统之间密切且与时间相关的联系。未来，将粪便褪黑激素与喂养时间表和睡眠模式一并追踪，或可帮助研究者设计温和的干预措施，例如调整进餐时间或针对微生物组的策略，以支持婴儿健康的睡眠与肠道发育。

引用: Al-Andoli, M., Zimmermann, P., Schoch, S. et al. Fecal melatonin as a biomarker of emerging circadian maturity and gut microbiota in infancy. npj Biol Timing Sleep 3, 17 (2026). https://doi.org/10.1038/s44323-026-00080-6

关键词: 婴儿睡眠, 肠道微生物组, 褪黑激素, 昼夜节律, 早期发育