母乳低聚糖对人体保护作用的研究进展

梁 宸，齐 悦，陈 龙，卢宇喆，吴高峰

（上海纽贝滋营养乳品有限公司，上海 200000）

母乳被认为是婴儿出生6 个月内最佳的营养来源，相关研究表明，母乳喂养有助于婴儿获取营养、增强免疫力，还有利于降低成年后患糖尿病、高血压、肥胖的风险[1-2]。由于乳母个体乳汁有差异或受工作的影响，母乳哺育得不到充分保证。因此，需设计与母乳接近的配方奶粉来满足婴幼儿的营养需要。

母乳低聚糖（Human Milk Oligosaccharides，HMOs）是母乳中特有的物质，其含量仅次于乳糖和脂肪。HMOs 含量受到多种因素的影响，如基因、哺乳阶段、地域及人种等，其中最主要的影响因素是乳母基因型及哺乳阶段[3]。乳母生产后3 d 内，母乳中的HMOs 含量可超过20 g·L-1，而半个月后成熟乳中的含量约为10 ～15 g·L-1[4]。

研究发现HMOs 在调节婴儿肠道菌群[5]、预防小肠结肠炎[6]、增强免疫[7]及认知学习[8]等方面发挥着重要作用。HMOs 主要是由葡萄糖、唾液酸、岩藻糖、N-乙酰葡糖胺及半乳糖5 种核心单体结构组成。不同HMOs 结构上会出现不同岩藻糖化和唾液酸化，因此可将母乳中的HMOs 分为中性岩藻糖基化HMOs、酸性唾液酸化HMOs、中性非岩藻糖基化HMOs[9]。其中，中性岩藻糖基化HMOs 被认为是成熟母乳中含量最高的HMOs，包括2'-岩藻基乳糖（2'-Fucosyllactose，2'-FL）、3'-岩藻基乳糖（3'-Fucosyllactose，3'-FL）等[10]。

相关研究预测人类母乳中的HMOs 种类超过千种，这主要是因为组成单体的分子结构和空间构型不同[11]。目前已被报道的HMOs 超过200 种[12]，研究较多的有2'-岩藻糖基乳糖、3'-岩藻糖基乳糖、乳糖-N- 新四糖（Lacto-N-neotetraose，LNnT）、乳糖-N-四糖（Lacto-N-tetraose，LNT）、6'-唾液酸乳糖（6'-Sialyllactose，6'-SL）和3'-唾液酸乳糖（3'-Sialyllactose，3'-SL）等[13]。目前美国食品药品管理局和欧洲食品安全局已经批准了2'-FL、LNnT、LNT、3'-唾液酸乳糖钠盐和6'-唾液酸乳糖钠盐等作为新型食品原料，这些成分均可应用于婴幼儿奶粉和食品补充剂[14]。2016 年以来，我国卫健委发布8次将2'-FL、LNnT作为营养强化剂使用的受理信息；国家食品安全风险评估中心共发布5 次关于2'-FL、LNnT 的征求意见。2023 年，中国食品科学技术学会发布了母乳低聚糖的科学共识，意在进一步推进HMOs 产业的升级、发展以及HMOs 在我国食品行业中的合法使用[15]。

目前，配方奶粉中使用的低聚半乳糖和低聚果糖实质上是模拟HMOs，但二者均为直链结构且组成单体也较为单一，无法全部实现众多种类的HMOs功能[16]。对于无法得到母乳喂养的婴儿，食用含有HMOs 的配方奶粉具有多重营养保护意义，因此本文对HMOs 在人体保护作用方面的研究进行综述，为HMOs 在婴幼儿配方奶粉的应用提供一定的参考。

1 HMOs 对人体的保护作用

1.1 预防肠道疾病

坏死性小肠结肠炎（Necrotizing Enterocolitis，NEC）是对早产儿健康具有严重威胁的一种肠道疾病，死亡率高达30%，症状为肠缺血、坏死[17]。NEC 的致病机制尚不清晰，肠道微生物失调、细菌大量繁殖和肠道炎症都被认为与其有关[18]。研究发现HMOs 对NEC 具有一定的预防和干预作用。WEJRYD 等[19]通过高效液相色谱法研究了NEC 患儿和健康婴儿的乳母乳汁中HMOs 种类和含量的不同，发现同期内NEC 患儿乳母乳汁中的HMOs 种类和含量较低。AUTRAN 等[20]研究了HMOs 中的二唾液酸乳糖-N-四糖（Disialy-Lacto-N-tetraose，DSLNT）与NEC 发病率的关系，逻辑回归和方程分析发现NEC 患儿乳母和健康婴儿乳母的乳汁中DSLNT 的含量存在差异，前者含量明显偏低，因此推测单纯母乳喂养的婴儿，母乳中DSLNT 含量低可能会增大婴儿患NEC 的风险。GOOD 等[21]通过16S 核糖体RNA 扩增子序列分析发现2'-FL 能够增强内皮型一氧化氮合酶（endothelial Nitric Oxide Synthase，eNOS）表达来增强肠灌注从而预防NEC，实验也观察了NEC 小鼠及eNOS 缺陷NEC 小鼠喂养2'-FL 的情况，发现NEC 小鼠肠道内的促炎标志物减少、小肠黏膜结构得到保护，而eNOS 缺陷NEC小鼠出现小肠缺血、炎症、肠黏膜结构损坏的现象。NIEKERK 等[22]的研究也发现与食用婴儿配方奶粉的婴儿相比，食用母乳的婴儿NEC 发病率降低，母乳喂养有利于早产儿的肠道健康。

1.2 抗病毒、抑菌

HMOs 具有抗病毒的作用，在一些由病毒、细菌引起的感染中，病原体会黏附在上皮细胞表面聚糖上，一些唾液酸化和岩藻糖基化的HMOs 与上皮细胞的聚糖具有类似结构，能与病原体结合，防止病原体在宿主体内定植[23]。LIN 等[24]发现特定的非唾液酸化HMOs 对无乳链球菌具有抑菌活性，无乳链球菌以非唾液酸化的HMOs 为碳源，HMOs 进入体内后能修饰无乳链球菌的结构，进而抑制其增殖。2'-FL 能抑制空肠弯曲菌和肠道的结合，YU 等[25]利用人体外上皮细胞（HEp-2、HT-29）和小鼠感染模型研究HMOs 对空肠弯曲菌的抑制现象，细胞实验发现，2'-FL 可抑制80%的空肠弯曲菌侵袭（p＜0.05），抑制60%～70%黏膜促炎信号白介素（Interleukin，IL）-8 的释放，抑制80%～90% IL-1β 的释放，抑制50%巨噬细胞炎症蛋白2 的释放（p＜0.05）；而小鼠感染模型发现，小鼠摄入2'-FL 后，空肠弯曲菌定植减少80%，体重减轻5%，肠道炎症组织学特征减少50%～70%，急性期黏膜免疫应答炎症信号分子诱导减少50%～60%（p＜0.05）。

1.3 调节肠道菌群

HMOs 能发挥益生元的作用被肠道微生物吸收利用，使肠道菌群发生改变[26]。由于人的胃肠道中没有酶解HMOs 的特定酶，绝大部分的HMOs 可以到达结肠，成为肠道微生物的碳源，被其选择性利用[27]。例如，一些两歧双歧杆菌，因具有岩藻糖糖苷酶基因，能在胞内形成糖苷酶通过ABS 转运蛋白将岩藻糖运输到胞内进行水解[28]。HMOs 被微生物代谢的同时也为机体提供了营养物质，研究表明，2'-FL、3'-FL、LNnT 能被肠道中的双歧杆菌和拟杆菌利用，这些益生菌能代谢产生维生素C、B 族维生素、氨基酸等物质，有益于婴幼儿的生长发育[29]。当人体内双歧杆菌占优势时，能抑制有害菌的代谢活动，减少胺类、酚类、吲哚等有害物质的产生。此外，HMOs 被微生物利用后，能产生短链脂肪酸（Short-Chain Fatty Acid，SCFA），SCFA 可使肠内环境的pH 值变低，抑制病原菌的繁殖，保护了婴儿的肠道健康。相关研究表明SCFA 除了有助于肠上皮细胞成熟之外，SCFA 的正常分泌可能还有助于预防婴儿出现过敏、哮喘现象[30-31]。

1.4 调节免疫

HMOs 参与人体的免疫调节，纯母乳喂养的婴儿患哮喘、过敏、肠炎等疾病的概率远低于配方奶粉喂养的婴儿，其原因可能与母乳中的HMOs 成分有关[32]。HMOs 参与免疫调节的作用机制呈多样化的特点。AZAGRA 等[33]通过小鼠模型研究了饲喂2'-FL 对肠道免疫系统的影响，发现饲喂2'-FL 的小鼠在第16 天时血浆中的免疫球蛋白IgG 和IgA 升高，肠系膜淋巴结T 细胞亚群增多。HE 等[34]研究发现，HMOs 具有干预微生物受体的作用，2'-FL 能通过干预Toll 样受体4 受体信号通过，从而发挥抗炎作用。EIWEGGER[35]将脐带血单核细胞与酸性唾液酸化HMOs 共培养，发现与对照组相比，HMOs 的加入提高了CD3+、CD4+和CD3+、CD8+细胞产生干扰素γ的比例（p＜0.05），提高了CD3+、CD8+细胞产生白细胞介素IL-13 的比例（p＜0.05），表明HMOs 能促进T 细胞的细胞因子的产生和活化。此外，HMOs作为一种益生元能被肠道中长双歧杆菌、短双歧杆菌等有益菌利用，其增殖代谢产生的乙酸等物质可以增强肠上皮细胞的屏障和免疫防御，使人体免受大肠杆菌的侵袭[36]。

2 母乳低聚糖的应用

许多研究已经证实HMOs的安全性和生理功能，2014 年欧洲食品安全局最早批准HMOs 的使用，截至目前，欧盟、澳大利亚、美国等地均批准了HMOs在婴配粉产品中的使用[37]。雀巢、惠氏等品牌已在1 ～4 段配方奶粉产品中加入了HMOs 成分，目前我国法规规定，产品中不允许添加HMOs，但可通过跨境电商购买国外的HMOs 产品。与低聚木糖和低聚果糖相比，配方奶粉中使用HMOs 进一步还原了母乳的营养，对婴幼儿营养具有重要意义。我国对HMOs 也进行了很多深入研究，国家卫健委对HMOs的多次受理，也表明这一功能性原料获批使用指日可待。

3 结语

母乳被誉为婴幼儿营养的金标准，许多婴配粉企业也一直在做本土母乳研究，不断优化奶粉配方，使其营养水平接近母乳。HMOs 作为母乳中的重要营养成分，具有抗菌、抗病毒、免疫调节及调节肠道菌群等生理功能。欧美等国家已允许在奶粉中添加HMOs，我国对于HMOs 研究虽然起步晚，但截至目前关于HMOs 的功效研究和工业发展已初具水平，目前学界已达成了关于HMOs 的科学共识，HMOs若顺利获批必将引起我国婴配粉产品配方的重大更新。今后仍需加强地域母乳HMOs 成分、含量的研究，为精细配方设计提供科学指导。