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母乳喂养不仅维持婴儿的生长发育，也保护婴儿免受病原体的感染。母乳低聚糖（HMO）保护婴儿免受病原体感染的作用已得到充分研究和证明，低聚糖除了以游离形式存在，也常常以糖复合物的形式存在。目前，学术界对母乳糖复合物（HMGs）及其保护作用关注尚少。
母乳中糖复合物的类型
母乳中多数主要大分子都存在糖基化，且其中许多是高度糖基化的，统称为糖复合物（HMGs）。HMGs具体包括糖胺聚糖、粘蛋白、糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂（图1）几种类型[1]。但目前，对于母乳中这些分子的分离和鉴定较为困难，明确它们的功能和作用机制仍处于起步阶段。
图1.母乳糖复合物（HMGs）种类示意图[1]。
Fuc，岩藻糖；Gal，半乳糖；GalNAc，N-乙酰半乳糖胺；Glc，葡萄糖；GlcA，葡萄糖醛酸；GlcNAc，N-乙酰氨基葡萄糖；IdoA，艾杜糖醛酸；Man，甘露糖；Sialic acid，N-乙酰神经氨酸；Xyl，木糖。
母乳中的糖复合物可有效防止感染
HMGs是母乳喂养婴儿的主要保护来源，是由糖基转移酶合成的，这些酶也在全身上皮细胞表面形成聚糖修饰分子，是引起疾病病原体的附着位点。因此，HMGs聚糖能够模拟病原体识别位点，结合并阻止病原体粘附在细胞表面，从而防止感染（图2）[2]。此外，糖复合物通常存在多种糖型，其聚糖的组成和结构各不相同，结合位点的多样性使得对病原体粘附具有更大灵活性。
图2.聚糖表位阻止细菌粘附[2]。
(A)病原体表面具有多个识别聚糖位点（如粘附素、菌毛或鞭毛），可与消化道或呼吸道的上皮细胞结合。一旦结合，病原体就会引起感染。
(B)摄入与病原体识别的具有相同聚糖表位的HMGs（糖蛋白、糖脂或可溶性寡糖）会使病原体粘附受限并降低感染风险。
母乳糖蛋白
母乳中的糖蛋白种类较多，已知的聚糖部分具有抗病原作用的糖蛋白包括：分泌型免疫球蛋白A(sIgA)、κ-酪蛋白、乳铁蛋白、乳凝集素、粘蛋白和胆盐刺激的脂肪酶。尽管部分糖蛋白，如：sIgA和乳铁蛋白，其抗菌特性主要归因于它们的蛋白质结构，然而，作为第二道防线，这些HMGs的附着聚糖同样可以作为抗原结合表位发挥对抗病原体的作用[3]。
粘蛋白是目前研究较多的一种糖蛋白，它由密集的O-连接聚糖组成（图1）[4]。在机体内主要存在于黏膜组织，形成黏液层，保护肠道和肺免受细菌侵害。母乳中已知的粘蛋白为mucin 1和mucin 4。其中，mucin 1含有Lewis X型聚糖，是与DC-SIGN（一种位于巨噬细胞和树突状细胞表面的C型凝集素受体）结构域相结合的主要糖蛋白，可抑制病原菌与其婴儿宿主细胞表面糖受体结合[5]。
母乳糖脂
母乳中的糖脂主要是含唾液酸的鞘糖脂，也称为神经节苷脂，存在于MFGM中。目前共发现5种结构的神经节苷脂，初乳中，主要的神经节苷脂是GD3，占总神经节苷脂的65%；而在成熟人乳中，GM3是主要的神经节苷脂，约占糖脂总含量的70%，GD3约占25%（图3）[2]。
神经节苷脂由神经酰胺与聚糖构成。该分子的神经酰胺部分是疏水性的，嵌入MFGM的脂质双层中，聚糖链暴露在外部。这种排列可以使病原体附着在上面。因此，MFGM中的神经节苷脂可以防止病原体附着在婴儿的上皮细胞上，从而防止感染[6]。
图3.乳脂球膜及神经节苷脂结构示意图[2,7]
母乳糖复合物的益生元潜力
HMO的益生元作用已众所周知，HMGs同样也具有这样的潜力。微生物可产生糖苷酶，水解糖蛋白上的糖链，从而产生游离的寡糖。这些寡糖可促进益生菌的生长，调节肠道菌群。例如，双歧杆菌可以通过分泌α-N-乙酰半乳糖胺酶和1,2-α-L-岩藻糖苷酶来利用粘蛋白上的聚糖，并且可以通过β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶从乳铁蛋白和免疫球蛋白中释放N-聚糖[8]。
小结与展望
母乳糖复合物的抗感染作用值得进一步研究。为更全面地了解母乳糖合物及其保护机制，未来仍需从以下几个层面进行探索：
①对HMGs中聚糖结构进行鉴定；
②分析HMGs的糖基化在整个泌乳期的变化情况，及其如何影响母乳喂养婴儿对病原体的防御；
③分析母乳中的糖复合物和其他成分的相互作用和组合效应；
④研究母乳中修饰生物活性分子的寡糖结构与牛乳不同，从而模拟天然存在的母乳寡糖，开发抗菌剂，在全球范围内抗生素耐药发生率不断增加的背景下，为婴儿和更广泛人群提供保护[2]。
参考文献：
