母乳成分对婴幼儿健康影响的研究进展

汪之顼， 孙嘉琪， 冯 罡

(1.南京医科大学 公共卫生学院, 江苏 南京 211166；2.伊利集团 伊利母婴营养研究院， 北京 100070)

母乳(人乳)是人类母亲用于哺喂婴儿的乳腺分泌液，它既是婴儿出生后能量和营养的来源，更是母体为新生婴儿提供的全方面延伸保护。世界卫生组织及我国婴幼儿喂养指南均强调：产后应尽早开奶，保证纯母乳喂养至6月龄，坚持母乳喂养至2岁，并可持续喂养到2岁或以上。母乳作为一种自然演化的产物，其成分复杂，构成物质种类繁多，包括支持婴儿物质代谢的营养物质和帮助婴儿功能发育的生物活性物质。这些母乳成分在含量、亚组分构成及化学和生物学状态等方面，能完美地吻合婴儿解剖、生理、生化特征和能量、营养、免疫功能、微生态发展等需求，是婴儿存活和健康成长必需的生物学体系。母乳成分是奠定母乳喂养健康优越性的基础之一。正是由于母乳成分与婴儿需求之间的天然一致性，使母乳喂养对促进婴儿早期健康生长发育和降低成年期慢性病风险具有重要作用。

母乳中各类营养物质与生物活性成分是保障婴儿健康，助力成长的最佳选择。关于母乳研究已有超百年的历史，且随着科学技术的进步，我们对母乳的认知仍在不断更新。更多的母乳成分被鉴定识别，母乳特定成分的健康意义也在不断地被发现。本文对母乳成分与婴幼儿健康研究的相关进展进行梳理，希望对推进婴儿配方食品研发提供科学支撑。

1 母乳是自然进化的完美食物

女性在产后用自己的乳汁哺育婴儿，是人类长期进化选择后形成的哺乳子代的自然方式。从进化结局的角度看，母乳注定是婴儿出生后最优的、不可比拟的食物，其功能不仅可以满足婴儿的几乎全部营养需要，而且可以最大限度促进婴儿认识和行为发育[1]。母乳是由各种营养物质和众多生物活性物质构成的一个非常复杂的生物学体系，这个体系在人类生物学演化过程中依据新生儿需要而不断变化和适应，与婴儿的需求完美匹配。首先，新生儿发育尚不全面的消化系统及代谢系统，需要液体状态且易消化的营养成分带来充足的能量。母乳中高含量的sn- 2棕榈酸以及乳糖是婴儿此时最佳的能量来源[2]。且婴儿的神经系统、免疫系统等的发展，也离不开母乳中功能成分的助力。现有研究显示，母乳动态变化调控婴儿的整体发育进程。比如，母乳中的低聚糖含量随哺乳期逐渐降低，并被发现在4月龄的婴儿肠道中逐渐消失，这被认为与婴儿菌群的成熟需求有关[3]。再如研究发现，母乳αs- 1酪蛋白的含量变化对婴儿体重的长期变化趋势有影响[4]。初乳中高比例的乳清蛋白中，大部分与新生儿免疫辅助有关。这些研究均提示：母乳是在婴儿脱离母体后，母亲全面保护的延伸。

2 母乳成分间的协同对婴幼儿健康的整体作用

目前，已有千余种母乳中的成分被鉴别并验证了其在生命早期的特定生物学作用。这些成分不仅包括广为认知的宏量营养素(蛋白质、脂肪、碳水化合物)、微量元素(维生素、矿物质)，还包括丰富的生物活性成分。这些母乳中的“非营养”生物活性成分包含免疫调控相关成分(如分泌型IgA、乳铁蛋白)、肠道发育调节相关成分(如母乳菌及母乳低聚糖)、体格发育相关成分以及信号传导相关成分等(如游离RNA)[5-6]。这些营养成分与非营养成分共同构建成母乳这一精妙复杂的体系，助力婴儿的全面健康[7]。

首先，研究显示母乳中的很多成分是以功能集团的形式呈现的。比如母乳中的乳脂肪球膜(milk fat globule membrane，MFGM)蛋白，其功能组分包含膜特异性蛋白、糖类和极性脂等，其具体成分组至今没有被完全确定[8]。这些已知成分既独立作用产生特定健康效应，如MFGM中富含的磷脂与婴儿早期大脑发育息息相关；其唾液酸成分，可通过与肠道病原体结合，降低感染性疾病的风险[9-10]。同时，MFGM整体以功能集团的形式展现了对婴儿健康更为全面的促进作用，包括促进肠道发育、提高免疫和认知功能等[11-12]。

母乳中看似独立的成分，也往往通过协同作用，作用于婴儿健康。比如母乳中的细菌，被认为是婴儿肠道菌群定植的最重要来源。有文献认为，婴儿肠道菌群构成约有27%是由母乳的菌群传递塑造的[13]。同时，为了帮助到达婴儿肠道的益生菌良好定植，并形成良好的菌群环境，母乳中还富含各种益生元样的物质，如母乳含有数百种低聚糖，研究发现母乳中2-岩藻糖基低聚糖含量较高的乳母，其婴儿肠道菌群双歧杆菌、乳杆菌等益生菌的丰度更高，致病菌丰度较低[14]。再如，既往被认为主要起到供能、促进体格发育作用的脂肪与蛋白质，其特定成分也被发现与肠道菌群有关。研究显示母乳中富含的sn- 2位棕榈酸的结构脂，可促进肠道双歧杆菌及乳杆菌定植[15]。母乳中α-乳清蛋白与酪蛋白水解后的功能肽，均被发现具有潜在的益生元作用[16]。这些母乳成分通过良好的协同，帮助婴儿塑造健康肠道微生态，并继而通过肠脑轴，让婴儿获得在免疫、认知以及体格等方面更优的表现。2020年一项基于马拉维母婴的关联研究发现，母乳低聚糖(human milk oligosaccharides,HMO)和蛋白组成分，可促进婴儿的体格、运动及认知功能发育，其机制与母乳成分共同调节肠道菌群有关[17]。

3 母乳精细成分的探索

随着检测技术的进步，目前母乳研究也逐渐拓展对功能成分的研究深度，母乳成分被细化，其结构特征被逐渐描绘，并揭示其特定的生物学效益。

如针对母乳蛋白组的研究，目前发现母乳中的蛋白质种类已超过2 500种，这其中含有多种具有重要生物活性的蛋白质，可执行多种功能如提供营养、促进营养物质的吸收、抗菌和调节免疫活性等[18]。母乳中60%是乳清蛋白，在乳清蛋白中免疫活性蛋白、酶类和转运蛋白的含量最为丰富。有学者运用蛋白组学的方法测定了中国母乳中的乳清蛋白组，发现含量最高的前15种蛋白质大部分都来自于这3种功能的蛋白组[19]。酪蛋白占母乳蛋白质总量的40%左右，主要包括β-酪蛋白和κ-酪蛋白等，其中，β-酪蛋白含量最高。研究发现β-酪蛋白水解后产生活性多肽——β-酪蛋白磷酸肽，可以抑制肠道磷酸酶的活性从而促进铁离子吸收[20]。还有研究报道β-酪蛋白水解后可以产生具有肠道保护作用的多肽以维持肠道的屏障功能[21]。而κ-酪蛋白作为一类高度糖基化的蛋白质，其糖链聚合形成一种复合低聚糖，这种复合低聚糖结构类似于暴露在黏膜表面的聚糖，常常作为病原体结合的位点，从而阻止病原体的感染[2]。这些对母乳精细结构的探索，不断地扩展了我们对母乳的认识。

同时，母乳研究也将视角关注到精细成分的结构特征。比如我们进一步了解到蛋白质除本身的功能特性外，还会因蛋白质糖基化修饰，从而影响蛋白质的结构和生理特性，进而影响蛋白质的功能。糖基化具体分为N-糖基化和O-糖基化，目前发现蛋白质的糖基化可影响体内的免疫防御、病原体结合、细胞生长等过程。Cao等[22]研究发现，不同泌乳期人乳与牛乳的N-糖蛋白组有显著差异，尤其是免疫相关的N-糖蛋白。另有研究对泌乳期母乳乳清蛋白的大规模位点进行了特异性分析，揭示了对婴儿肠道菌群起关键作用的岩藻糖糖链的变化，其中岩藻糖修饰糖型在成熟乳中丰度增加[23]。再如母乳中的HMO，其主要分为非岩藻糖基化的中性HMO、岩藻糖基化的HMO(含岩藻糖基结构)和唾液酸化的HMO(含唾液酸结构)。有研究显示，岩藻糖基化和唾液酸化HMO在婴儿期及成年期均可显著改善空间记忆和学习能力[24]。而唾液酸在婴儿体内参与神经细胞增殖、神经元分化和突触形成等过程[25]。李海英等[26]检测了150例正常母乳中的唾液酸水平，同期测评了其婴儿的神经和运动发育状况，结果显示母乳唾液酸水平和婴儿神经及运动发育指数成正比。这些研究均揭示了母乳精细成分的结构特征也对健康具有重要影响，对精细成分的结构特征研究是对母乳研究深度的进一步扩展。

4 母乳对婴幼儿健康的长期影响

根据都哈(developmental origins of health and disease，DOHaD，健康与疾病发育起源)理论，婴幼儿期是健康的重要窗口期，婴儿期的营养，通过肠道菌群的定植、代谢模式的塑造，对健康会产生长远的影响。基于长期出生队列，我们已积累了越来越多的数据，可观察早期母乳喂养以及母乳成分对婴幼儿健康的长期作用。

在体格方面，《柳叶刀》母乳喂养系列中对母乳喂养与肥胖的相关研究发现，母乳喂养使超重肥胖的风险降低13%[27]。且有研究表明婴儿期采用母乳喂养者，成年后2型糖尿病风险降低，这提示了母乳对代谢模式的塑造[28]。

在认知方面，在新加坡健康成长(growing up in Singapore toward healthy outcomes，GUSTPO)项目通过对6～54个月儿童母乳喂养方式和认知发育进行调查，结果发现母乳中的营养成分会提高儿童的一般认知能力[29]。Deoni等[30]对纯母乳喂养与配方奶喂养至少3个月的儿童大脑和神经认知发育的纵向发育轨迹进行研究显示，与完全由普通配方奶粉喂养的儿童相比，母乳喂养儿童的整体髓鞘形成显著较优，同时在全面、语言和非语言认知能力上表现更为出色。Pang等[29]研究也得到相似的结果，母乳喂养的婴儿相较于代乳品喂养婴儿，在2岁和4.5岁时表现出明显更好的认知能力，该差异即使在调整了母亲的教育程度、年龄和怀孕期间的焦虑水平后也是如此。不仅对于一般婴儿，母乳喂养对特殊婴儿的认知发育也有显著的促进作用，一项对小于30周妊娠的婴儿进行的7年纵向研究结果指出，在出生后28天内以母乳喂养为主的早产儿的深核灰质体积较大，并且在7岁时智商、工作记忆和运动功能相较代乳品喂养婴儿更佳[31]。

显而易见，母乳中的复杂成分以及成分的协同作用是母乳长远健康效果的关键。Vizzari等[32]对过去5年相关文献总结指出，母乳含有的多种生物活性因子(乳铁蛋白、溶菌酶、白细胞、免疫球蛋白、细胞因子、激素、人乳寡糖、微生物组、microRNA和干细胞)，均被证明有助于后代短期和长期的健康结果。一项在芬兰进行的出生队列研究表明：母乳中的多种HMO与儿童5岁前的身高体重存在因果关系[33]。另有研究发现HMO可通过改变与识别记忆相关的基因表达来对大脑发育产生影响[34-35]。对母乳与母乳功能成分长远健康效果的研究，不仅为生命早期营养提供保障，也终将有助于整体健康素质的提高。

5 结论与展望

母乳复杂的营养及功能成分、其时间变化和对婴儿健康的近、远期健康作用，是一个多维的复杂矩阵。目前母乳成分与婴儿健康的研究，已从单一的传统成分鉴定、作用分析，转为对更为精细的成分结构、复杂的成分关系，以及对婴儿的综合健康影响研究。然而，鉴于分析方法的局限性，现在从多维角度思考母乳与健康关系的研究还十分有限。后续基于母乳成分的研究，将为我们展现更为全面的母乳，揭示母乳对健康的深远影响。