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    婴儿胃肠道健康与胃肠道微生物群、内分泌和免疫都密切相关，并可因喂养方式、抗生素的使用及环境因素的影响而改变。母乳喂养尤其能够维持婴儿胃肠道的健康，不仅与母乳提供的生长所必需营养素、母乳微生物有关，还和多种母乳低聚糖（HMO）有关，特别是维持胃肠道健康的2′-岩藻糖基HMO。

 

什么是母乳低聚糖？

 

    母乳低聚糖属于母乳中三大营养物质的糖类，在母乳中的含量约是8-15g/L，是仅次于乳糖的第三大碳水化合物和仅次于乳糖、脂类、蛋白质的第四大营养物质。但母乳低聚糖跟一般的碳水化合物的不同，它无法提供能量，不过，却可以为宝宝带来诸多其他的益处：促进肠道益生菌菌群定植，维持肠道健康；阻挡病原菌，对抗感染；增强宝宝免疫力等[1]。

 

母乳低聚糖的结构与组成

 

    母乳低聚糖是在乳糖分子的基础上，终端位置由5种其他的单体进行修饰，这5种单体分别是半乳糖、葡萄糖、N-乙酰氨基葡萄糖、岩藻糖和唾液酸。5种单体进行不同的排列组合，通过特异的糖基转移酶，与乳糖分子连接，不同的排列组合构成了不同的母乳低聚糖，理论上母乳中存在约1000多种低聚糖，但目前能够鉴定结构的大约200多种。

 

    根据乳糖分子上连接的单体，可将母乳低聚糖分为3大类：岩藻糖基化HMO，约占HMO的77%，唾液酸化HMO，约占所有HMO的16%，以及非岩藻糖基HMO[1]。

 

    其中，2′-岩藻糖基HMO（2′-FL）是母乳中最具有代表性的一种HMO，含量较高，占所有母乳HMO的10%-30%不等。研究发现，含2′-FL的配方奶粉成分和功能更接近于母乳，能有效维持婴儿的生长，增强抵抗力[2]。

 

图：2′-岩藻糖基乳糖（2′-FL）结构示意图

 

不是所有的妈妈都分泌HMO

 

    HMO的组成与含量具有个体差异，受泌乳期、路易斯血型（Lewis血型）、地域、遗传因素等因素的影响[3]，其中，根据2-岩藻糖基转移酶基因型（FUT2）是否表达分为分泌型和非分泌型，分泌型是指FUT2能够正常表达活性的酶，促使母乳中可合成岩藻糖基HMO，而一部分妈妈由于FUT2突变导致无法表达活性的酶，母乳中则无法合成部分岩藻糖基HMO [4]。同时，HMO在不同的母乳期含量不同，初乳中含量更多，约为成熟乳的2倍，随着时间推移，在母乳中的含量逐渐降低[5,6]。

 

母乳低聚糖促进肠道健康

 

天然的益生元

 

    HMO通过多种直接或间接的方式促进肠道健康。首先，它是母乳中所含的天然益生元，作为婴儿胃肠道有益菌的食物，支持肠道菌群的定殖，参与婴儿胃肠道菌群环境的形成[7]。有研究显示，在长双歧杆菌（BL）的婴儿亚种中鉴定出了两个岩藻糖基HMO转运蛋白，它能促进细菌利用HMO，这证实了HMO的益生元作用。婴儿配方奶中低聚半乳糖（GOS）、低聚果糖（FOS）等成分的添加，正是为了模拟母乳中的低聚糖的益生元作用[8]。

 

预防肠道感染和坏死性小肠结肠炎

 

    此外，HMO也是一种扮演着“抑菌”或“抑菌介质”角色的抗菌素。它可以阻断病毒、细菌、寄生虫等病原体与上皮细胞表面多聚糖的黏附，阻止病原体的定植和入侵，不仅可预防肠道感染，也能减少婴儿呼吸道及泌尿系统的感染[9]。除了这些直接的抑菌效应，HMO还可以影响宿主上皮细胞和免疫应答细胞，间接调控菌群[10,11]。

 

    除了预防肠道感染，HMO能预防坏死性小肠结肠炎，其作用除了上述的促进肠道有益菌生长，阻止致病菌，还和一种特定的HMO——二唾液酸化乳-N-四糖（DSLNT）有关，DSLNT有望成为坏死性小肠结肠炎的有效预防方法[9,12]。

 

提高胃肠收缩力

 

    一些HMO可影响胃肠运动收缩，研究发现，岩藻糖基HMO在应用后5-10分钟内对降低结肠平滑肌收缩力有直接作用，这些观察结果说明了岩藻糖基HMO在与肠道运动或肠道疼痛有关的疾病中作为治疗或预防性方案是极有可能的[13]。

 

    对HMO的生物学作用的探索之路尚远，小小的低聚糖是如何作用于整个身体健康的，目前的认知仍然有限。但可以确定的是，补充外源低聚糖对于人工喂养婴儿及非分泌型母乳喂养的婴儿是必要且重要的。目前，对于母乳低聚糖的模拟多限于添加低聚半乳糖（GOS）、低聚果糖（FOS）等模拟其益生元功能，但这并不代表HMO的所有功能，未来需要更多地关注对HMO其他功能的模拟。

 

参考文献：

[1]Effects of human milk oligosaccharides (HMOs) on gastrointestinal health.Front Biosci. 2020；1(12):183-198.

[2]Reverri E , Devitt A , Kajzer J , et al. Review of the Clinical Experiences of Feeding Infants Formula Containing the Human Milk Oligosaccharide 2′-Fucosyllactose. Nutrients, 2018, 10(10): pii: E1346.

[3]Kunz C , Meyer C , Collado M C , et al. Influence of Gestational Age, Secretor and Lewis Blood Group Status on the Oligosaccharide Content of Human Milk. J Pediatr Gastroenterol Nutr., 2016, 64(5): 789-798.

[4]Xu, et al. Absolute Quantitation of Human Milk Oligosaccharides Reveals Phenotypic Variations during Lactation.J Nutr. 2017 Jan;147(1):117-124.

[5]Donovan SM , Comstock SS . Human Milk Oligosaccharides Influence Neonatal Mucosal and Systemic Immunity. Annals of Nutrition & Metabolism, 2016, 69(2):42-51.

[6]Ferreira AL, Alves R, Figueiredo A, et al. Human Milk Oligosaccharide Profile Variation Throughout Postpartum in Healthy Women in a Brazilian Cohort. Nutrients. 2020;12(3):pii: E790.

[7]Akkerman R , Faas M M , Vos P D . Non-digestible carbohydrates in infant formula as substitution for human milk oligosaccharide functions: Effects on microbiota and gut maturation. Crit Rev Food, Nutr, 2018(3):1-12.

[8]Sakanaka M, Hansen ME, Gotoh A, et al.Evolutionary adaptation in fucosyllactose uptake systems supports bifidobacteria-infant symbiosis. Sci Adv. 2019;5(8):eaaw7696.

[9]Caplan, Michael S . Paediatrics: Are human milk oligosaccharides the magic bullet for necrotizing enterocolitis?. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 2017.

[10]Eiwegger T , Stahl B , Schmitt J , et al. Human Milk–Derived Oligosaccharides and Plant-Derived Oligosaccharides Stimulate Cytokine Production of Cord Blood T-Cells In Vitro[J]. Pediatric Research, 2004, 56(4):536-540.

[11]Olga Atochina, Donald Harn. LNFPIII/LeX-stimulated macrophages activate natural killer cells via CD40-CD40L interaction[J]. Clinical & Diagnostic Laboratory Immunology, 2005, 12(9):1041-1049.

[12]Jantscher-Krenn E , Zherebtsov M , Nissan C , et al. The human milk oligosaccharide disialyllacto-N-tetraose prevents necrotising enterocolitis in neonatal rats[J]. Gut, 2012, 61(10):1417-1425.

[13]Bienenstock, J., Buck, RH., Linke, H. et al. Fucosylated but not sialylated milk oligosaccharides diminish colon motor con-tractions. PLoS ONE,2013: 8:e76236

#HMO #母乳
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