1、专利开发背景及目的

核苷酸相关知识简介

一、什么是核苷酸

    首先来认识一下核酸，核酸是遗传信息载体，蛋白质的合成取决于核酸。

核酸有两类，即核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）。

    DNA作用是贮存遗传信息，是物种保持进化和世代繁衍的物质基础。RNA作用广泛，20世纪末，发现许多具有特殊功能的RNA，几乎涉及细胞功能的各个方面。

    核酸是一种多聚核苷酸，核酸经过水解后得到核苷酸。核苷酸是核酸的基本结构单位，参与机体所有细胞的生命活动过程，在细胞结构、代谢、能量和调节功能等方面起着重要作用。一个核苷酸分子是由一分子含氮碱基，一分子五碳糖，和一分子磷酸组成^[1-4]。

二、母乳中的核苷酸总量

    母乳是婴儿核苷酸的重要来源。人乳中的总游离核苷酸浓度为114-464μmol/L。Randall L 等（2003）研究的亚洲母乳，包括菲律宾、香港、新加坡等，平均为203μmol/L^[5]。Leach JL等（1995）人报道，美国人乳中核苷酸浓度为161μmol/L，欧洲人乳为189μmol/L^[6]。

三、母乳中的几种核苷酸

    人乳中单核苷酸的主要形式是胞苷酸（CMP）、尿苷酸（UMP）、鸟苷酸（GMP）、腺苷酸（AMP）、肌苷酸（IMP）。科学家们对人乳中不同单核苷酸的含量进行了分析，研究发现不同单核苷酸的含量之间有着较大的差别，其中胞苷酸（CMP）含量最高，而肌苷酸（IMP）含量较少或没有检出。。

四、核苷酸对婴幼儿生长发育的作用

    越来越多的研究证据表明，人乳中的核苷酸及其代谢产物参与了许多重要的生理功能和生物化学反应过程，对母乳喂养儿的生长发育发挥重要作用^[1-10]。

1）、饮食核苷酸促进生长发育的作用

    马奕等（2010）的动物实验结果显示，外源核苷酸能够促进亲代与子代大鼠生长发育，提高抗断乳应激性^[11]。

    Singhal A（2010）等研究表明，食用补充核苷酸配方粉的婴儿在出生后8周、16周、20周的头围比对照组增加，甚至在调整了潜在影响因素后，食用补充核苷酸的婴儿在8周头围仍比对照组增加，且体重从出生到8周都比对照组均有明显的增加。核苷酸在婴儿早期能够提高其生长发育性能^[12]。

2）、饮食核苷酸促进肠道健康

• 改善肠道菌群的作用

    Singhal A等（2008）研究发现，食用添加核苷酸配方粉婴儿组，其粪便中的类杆菌属卟啉单胞菌属普氏菌属群（BPP）与双歧杆菌的比例低于食用普通配方粉婴儿组，且添加核苷酸配方粉组与母乳喂养组，其粪便中的微生物组成没有差异，这说明了外源核苷酸可以改善肠道菌群^[13]。

    Pickering LK等（1998）通过一项由311名健康新生儿组成的研究发现，强化核苷酸的配方粉可降低婴儿腹泻的发病率^[14]。

• 核苷酸影响肠道粘膜发育、功能改善和修复

    Leleiko  NS等发现，饮食核苷酸在婴儿营养和肠道成熟上起重要作用，影响肠粘膜的发育、功能的改善和修复。研究表明，嘌呤核苷酸能够增强正常机体的抵抗力，影响新生儿的脂类代谢和铁离子活性，维持肠道的整体功能。饮食中限制核苷酸会导致肠粘膜高度和肠壁厚度降低，使肝脂质堆积^[15]。

• 核苷酸有助降低婴儿腹泻发生率

    实验对出生1-7天的入组婴儿进行随机双盲的为期48周的观察，分为核苷酸补充组（72 mg/L）及对照组（未补充核苷酸），每四周观察一次喂养结果，核苷酸补充组婴儿的非腹泻人数比例高，提示核苷酸补充组婴儿腹泻发生率低于对照组^[16]。

3）、饮食核苷酸提高免疫能力的作用

    Pickering LK等（1998）通过一项由311名健康新生儿组成的研究发现，强化核苷酸的配方粉可增强婴儿对流感嗜血杆菌和白喉杆菌的免疫反应^[14]。

    Yau KT等（2003）研究发现，用含核苷酸的配方粉喂养的婴儿与对照配方组的婴儿相比，腹泻率显著降低，而免疫球蛋白IgA含量显著升高^[16]。

    Buck RH等（2004）研究表明，添加核苷酸喂养的婴儿组，其NK（自然杀伤细胞natural killer cell）的活力与母乳喂养的婴儿相似，比食用不添加核苷酸组婴儿的NK细胞的活力高很多^[17]。因此，说明饮食添加核苷酸可以促进T细胞的成熟，影响起免疫调节作用的NK细胞的活性。

    综合大量临床观察以及随机对照实验可以证实，外源核苷酸的摄入可以促进婴幼儿免疫细胞的发育以及Ig的分泌，进而提高免疫力并促进免疫功能的完善，同时还可以改善接种疫苗的应答效应，增强对传染病的抵抗力^[1-17]。

4）、饮食核苷酸有利于改善由于蛋白质缺乏而引起的大脑功能衰退等症状

    研究人员给有记忆缺陷的老年和成年老鼠补充核苷-核苷酸混合物（NNM）后发现，NNM有显著的改善记忆的作用。提示记忆功能的降低及缺陷可能与食物核苷酸不足有关。研究发现，核苷酸补充组小鼠的大脑皮层中，PC（卵磷脂）的浓度及PC/PE（磷脂酰乙醇胺）的比率要明显高于对照组，而且对小鼠进行水迷宫实验和避暗实验发现，核苷酸补充小鼠的学习能力更强。表明饮食核苷酸影响小鼠大脑皮层的脂类代谢，增加总的血浆脂肪酸含量，并有利于提高小鼠学习能力。

    同时研究发现，血红蛋白（Hb）与氧的亲和能力有所提升，血红蛋白与氧亲和力增强，有利于供给大脑组织、细胞氧量的增加，从而消除大脑因供氧不足及缺乏营养所导致的疲劳，提高学习记忆能力^[18]。

伊利核苷酸相关研究、发明专利研发背景及目的

    目前，母乳化仍然是婴儿（infant，指0~12月龄的人）配方奶粉的研发趋势。婴儿配方奶粉母乳化设计的精髓在于使得配方奶粉在喂养效果上与母乳接近。然而，目前国内外的市售婴儿奶粉的研究和开发重点还聚焦在营养素的宏观量的尺度上，对于不同微观结构营养素含量的研究目前还较少，能够应用到产品中的就更少。深入研究营养素微观结构及其含量，是开发更接近母乳的婴儿配方奶粉的基础，对婴儿的健康成长有着深远的意义。

有许多实验已经证明了核苷酸在生物体中的重要作用。核苷酸，是母乳中非蛋白氮的一种，对出生婴儿的生长发育极其重要，它能够促进生长，提高免疫功能，改善代谢等^[1-15]。

    核苷酸是婴儿早期营养成分中非常重要的免疫功能成分。母乳中存在丰富的、配比恰当的核苷酸，对婴儿发育起着非常重要的作用，在国外婴儿配方奶粉中核苷酸早已被应用，而我国目前对这方面的研究却很少，2008年，我国卫生部已允许将核苷酸作为营养强化剂添加到婴儿配方粉中，添加量为0.12-0.58g/kg（以核苷酸总量计），但没有规定五种核苷酸分量的添加量，因此只有研究出母乳中五种核苷酸分量的比例，才能真正达到模拟母乳核苷酸的目的^[20-22]。

2、专利科研基础：伊利母乳基础研究

    目前市售配方奶粉中的核苷酸主要是五种，分别为CMP、UMP、GMP、AMP、IMP，从五种核苷酸的分量来看，市售婴配粉中CMP所占比例最大，约占总核苷酸的33%-40%，是核苷酸的主要成分，其次为UMP，约占总核苷酸的22-28%，GMP、IMP和AMP所占比例均低于21%^[20-22]。

    伊利检测了中国母乳核酸类物质，获得了中国母乳中潜在可被利用的核苷酸总量值及各种核苷酸比例分布的数据，进一步完善了中国母乳研究数据库；

    同时，我们也对比了中国母乳与市售婴儿配方奶粉中核苷酸比例分布情况，发现了差异；

    伊利中国母乳研究结果显示：与婴配粉相比，母乳中核苷酸主要是四种，初乳中CMP占总核苷酸的60.56%，UMP占16.20%，GMP占14.79%，AMP占8.45%；成熟乳中CMP占64.54%，UMP占13.81%，GMP占11.96%，AMP占9.69%。母乳中基本无IMP或占比小于2.5%；母乳中CMP所占比例要显著高于婴配粉的比例，UMP所占比例低于婴配粉的比例^[20-22]。

    在这一研究中，我们通过对母乳初乳、成熟中核酸类物质进行检测，对母乳初乳和母乳成熟乳中核酸类物质的总量及每种核苷酸含量进行了研究，并分析了不同泌乳期母乳核酸类物质含量的变化，为中国母乳研究积累数据，并为开发接近中国母乳的婴儿配方粉提供依据。

    通过动物试验对比了不同配比核苷酸在免疫力方面的作用，选用不同核苷酸配比的配方粉，用5-6周龄小鼠作为研究对象，随机分组，进行了多项免疫相关指标的测定（如碳廓清试验、半数溶血值的测定、抗体生成数测定、脾淋巴细胞转化试验、NK细胞活性测定、迟发型变态反应及腹腔巨噬细胞吞噬试验）。该研究的结果判定伊利专利核苷酸配比具有增强免疫力的功效。验证了基于伊利中国母乳研究确定的核苷酸比例制备的样品在增强免疫力方面表现优于其他受试配比。

    添加了伊利专利配方核苷酸的伊利金领冠呵护配方奶粉人体临床试验结果也显示在婴儿生长发育（体重、身长、头围）及舒适度（啼哭行为、愉悦情况）方面与母乳喂养效果接近。

    伊利将母乳中核酸类物质的含量及比例与国外母乳及市售婴儿粉进行对比后发现了一些明显的差异后，持续进行研究，以期实现在婴儿配方奶粉中添加中国母乳比例的核苷酸，并因此发挥提高免疫，维护肠道健康等作用。

    伊利母乳核苷酸研究为实现婴儿配方奶粉按照母乳的标准进行优化奠定了理论基础。

3、核苷酸研究成果

    伊利基于对中国母乳中核苷酸含量及其功效的深入研究，开发了专有比例含量的核苷酸的婴儿配方奶粉。此研究成果于2019年成功获得了3项专利授权：“含有核苷酸和OPO结构脂的母乳化0-12月婴儿配方奶粉及其制备方法”（专利号：ZL201510290842.X）、“含有核苷酸和膳食纤维的1-3岁幼儿配方奶粉及其制备方法”（专利号：ZL201510291739.7）、及“含有核苷酸的母乳化0-12月婴儿配方奶粉及其制备方法”（专利号：ZL201510300587.2）。

    这三项发明专利在配方粉中使用复配核苷酸，核苷酸比例为：

表：伊利核苷酸专利保护的核苷酸含量范围

    这一专利的发明，可使配方粉中核苷酸组成和比例上更接近中国人母乳，并由实验验证，起到了提升免疫力的作用。

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