撰稿人：张丽娜

      目前已有充分证据表明母乳低聚糖对婴儿肠道菌群具有调控作用。妈妈的健康状况会显著影响母乳成分及其对婴儿肠道菌群的作用，但不同健康状态妈妈母乳低聚糖的差异性及与婴儿肠道菌群的关联性研究尚不充分。伊利联合江南大学周鹏教授团队，研究了健康妈妈与GDM妈妈在初乳和成熟乳阶段母乳低聚糖含量及婴儿肠道菌群组成的差异，并探讨了二者之间的相关性。

      本研究成果在2024年10月发表于影响因子4.8的农林1区国际学术期刊《Food Bioscience》。

研究主要发现

      1. 健康妈妈的母乳中特定HMOs含量显著高于GDM妈妈，这种差异可能影响母乳对婴儿肠道菌群的调控能力。

      2. 健康妈妈婴儿的肠道中益生菌（如乳酸菌和布劳氏菌）丰度较高，而GDM妈妈婴儿中条件致病菌或促炎性菌（如大肠杆菌-志贺氏菌和副拟杆菌）丰度更高。这种菌群差异可能导致婴儿早期免疫系统的建立及代谢的差异。

      3. 母乳HMOs（如LNT、2′-FL）含量与双歧杆菌等益生菌数量呈显著正相关性，表明母乳低聚糖具有促进特定菌群增值的作用。

      4. 本研究为母乳HMOs在婴儿肠道菌群建立中的作用提供了重要见解，同时为妊娠糖尿病人群制定个性化营养干预策略提供了科学依据。

研究背景

      母乳低聚糖是母乳中的重要成分之一，不仅为婴儿提供能量，还具有促进肠道屏障完整性、促进益生菌增殖、调节炎症等多种生物功能。研究表明，母乳低聚糖对婴儿肠道菌群的组成和功能有显著的影响。

      母乳中低聚糖不仅随着哺乳期发生变化，也会随生产方式、产龄、健康状况以及胎儿的性别发生改变。初乳中含量最高，过渡乳和成熟乳中逐渐降低；与健康妈妈相比，妊娠期糖尿病（GDM）妈妈母乳中乳寡糖含量显著降低，包括岩藻糖基化和唾液酸化低聚糖的种类和水平。

      母乳中低聚糖的含量会显著影响婴幼儿肠道菌群的变化，如2′-FL的水平直接影响长双歧杆菌和两歧双歧杆菌的定殖。此外，妈妈的分娩方式、出生后喂养方式、婴儿性别也会对婴幼儿肠道菌群的定植有一定的影响，如婴配粉喂养婴儿肠道中双歧杆菌丰度明显低于母乳喂养婴儿，且梭状芽孢杆菌和拟杆菌丰度显著高于母乳喂养婴儿。

      因此，研究母乳低聚糖的动态变化及其对婴幼儿肠道菌群定植的影响，以及优化喂养策略和改善婴儿早期健康具有重要意义。

研究方法

      本研究采用前瞻性设计，分别评估健康妈妈和妊娠期糖尿病（GDM）妈妈在产后3-5天（初乳期）和27-31天（成熟乳期）母乳低聚糖水平与婴儿肠道菌群的相关性。研究共纳入18名母婴对（健康组9对，GDM组9对），收集母乳样本和婴儿粪便样本，并在实验室进行分析，研究不同哺乳期内母乳低聚糖的动态变化及其对婴儿肠道菌群的影响（图1）。

图1：入组流程图

研究结果

01. 健康妈妈与GDM妈妈母乳低聚糖种类与含量

      健康妈妈乳汁中检测出49种HMOs，GDM妈妈乳汁检测出39种，初乳HMOs数量高于成熟乳（图2）。Fuc-Neu5Ac-HMOs和multi-Fuc-HMOs是主要类别，健康妈妈乳汁中Fuc-Neu5Ac-HMOs、non-Fuc-HMOs和mono-Neu5Ac-HMOs均高于GDM妈妈。随哺乳期推进，Fuc-Neu5Ac-HMOs和multi-Fuc-HMOs减少，non-Fuc-HMOs增加（图2）。

图2：人乳中识别出的HMOs的维恩图分析（a）和类别分布（b）（H-C：健康妈妈初乳；H-M：健康妈妈成熟乳；GDM-C：妊娠糖尿病妈妈初乳；GDM-M:妊娠糖尿病妈妈成熟乳）

      2′-FL为含量最高的HMOs，其在健康妈妈乳中含量显著高于GDM妈妈乳。随着哺乳期的延长，DSL、3′-SL、6′-SL等神经氨酸寡糖和3′-GL、LNnT、LNT等非岩藻糖中性寡糖含量以及岩藻糖基3-FL含量增加，而2′-FL含量减少。健康妈妈的总体HMOs含量在多数情况下显著高于GDM妈妈（图3）。

图3：健康妈妈（H）与患有妊娠糖尿病（GDM）妈妈8种HMOs水平的差异

      研究显示，健康妈妈和GDM妈妈的总岩藻糖低聚糖水平在哺乳期无变化，但总唾液酸低聚糖及总非岩藻糖中性低聚糖均从初乳到成熟乳增加。健康妈妈初乳和成熟乳中的低聚糖水平显著高于GDM妈妈，尤其是DSL、3′-GL、LNT和3-FL，而3′-SL、6′-SL、LNnT和2′-FL的含量在两组间无显著差异（表1）。

表1 健康妈妈与GDM妈妈乳汁中8种寡糖的浓度（μg/mL）

02. 健康妈妈与GDM妈妈HMOs与婴儿肠道菌群的相关性

      健康妈妈的年龄与乳中LNT的含量呈正相关性，而与乳中3-FL及LNnT含量呈负相关性；健康妈妈分娩孕周与乳中LNT的含量呈负相关性。GDM妈妈的年龄与乳中6′-SL及LNT含量呈正相关性，GDM妈妈的分娩方式与乳中3′-GL的含量呈正相关性。婴儿性别与HMOs的含量无显著相关性（图4）。

图4：两组基本母婴参数与各个HMOs水平之间的Spearman等级相关性。（a）健康组，（b）GDM组。*p＜0.05，**p＜0.01。红色表示正相关，蓝色表示负相关，颜色越深表示相关性越强，如图例所示

      健康妈妈婴儿OUT数量在出生1周内少于GDM 母乳婴幼儿，而1个月后其含量却高于GDM妈妈婴儿。Chao和Shannon指数也表明健康妈妈婴儿1个月时菌群丰度显著高于第1周，然而，第1周的婴儿与健康妈妈和患有GDM的妈妈没有发现显著差异。PCoA分析显示，GDM妈妈婴儿初乳与成熟乳间菌群组成显著不同，健康妈妈婴儿的菌群组成在初乳与成熟乳间有一定变化，但相较于GDM妈妈婴儿，其变化幅度较小，更趋于稳定（图5）。

图5：健康妈妈与妊娠糖尿病（GDM）妈妈哺乳期婴儿肠道菌群分析（H–C：健康妈妈的1周龄婴儿，H–M：健康妈妈的1个月龄婴儿，GDM-C：GDM妈妈的1周龄婴儿，GDM-M：GDM妈妈的1个月龄婴儿，n=18婴儿）。（a）18个婴儿的OUT维恩图分析。（b）肠道菌群的Chao指数分析。（c）肠道菌群的Shannon指数。（d）H–C与H–M肠道菌群的PCoA分析。（e）GDM-C与GDM-M肠道菌群的PCoA分析。（f）H–C与GDM-C肠道菌群的PCoA分析。（g）H–M与GDM-M肠道菌群的PCoA分析。ns，无显著差异；*p＜0.05；**p＜0.01

      对四组婴儿肠道菌群第1周在门水平的分析得出GDM妈妈婴儿厚壁菌门较多；在属水平上，健康妈妈婴儿益生菌（如粪杆菌、乳酸菌）更丰富而GDM妈妈婴儿促炎菌更多。1个月时，健康妈妈婴儿益生菌增加，GDM妈妈婴儿致病菌（如副拟杆菌、大肠杆菌-志贺氏菌）较多（图6）。

图6：H–C、H–M、GDM-C和GDM-M组后代肠道菌群在门和属水平的分析。(a) 18个婴儿在门水平的肠道菌群热图。蓝色越深，丰度越高。(b) 4组样本在门水平的热图。红色越深，丰度越高，蓝色越深，丰度越低。(c) 18个婴儿在属水平的肠道菌群热图。红色越深，丰度越高，蓝色越深，丰度越低。(d) 4组样本在属水平的相对丰度

      此外，研究还分析了母乳中HMOs与婴儿肠道菌群的相关性。健康妈妈初乳中大多数HMOs与长双歧杆菌呈正相关，而GDM妈妈仅2′-FL呈正相关。成熟乳中，3-FL、3′-SL、LNT和LNnT在健康和GDM组中均与长双歧杆菌呈正相关，LNnT还与双歧杆菌呈正相关。健康妈妈成熟乳中多数寡糖与短双歧杆菌呈正相关，而GDM妈妈成熟乳中仅3′-GL与短双歧杆菌呈正相关（图8）。

03. 妈妈分娩方式、喂养方式和婴儿性别对婴儿肠道菌群的影响

      1周内，自然分娩与剖宫产婴儿肠道菌群β多样性无显著差异，但健康妈妈自然分娩婴儿粪杆菌丰度较高，剖宫产婴儿肠球菌丰度较高，此差异未在GDM妈妈婴儿中观察到。仅1个月时，自然分娩婴儿肠道中双歧杆菌和粪杆菌丰度均高于剖宫产婴儿（图9）。

图10：不同性别婴儿肠道菌群的PCoA分析与热图分析。(a) 不同性别婴儿在早期阶段（分娩后3-5天）肠道菌群的分布。(b) 不同性别婴儿在晚期阶段（分娩后27-31天）肠道菌群的分布

图11：不同喂养方式婴儿在晚期阶段（分娩后27-31天）肠道菌群的PCoA分析与热图分析

研究结论

参考文献

Zhang L, Zhang J, Yan Y, et al. The changes in HMOs of GDM mothers over lactation: Regulation on the gut microbiota development in offspring[J]. Food Bioscience, 2024, 61: 104957.