人乳中含有促进双岐杆菌为优势菌群

钱林熙杨宜采薇

上海交通大学医学院附属新华医院上海儿科研究所

上海市小儿消化营养重点实验室（上海）

婴儿出生后，肠道结构和消化功能不成熟，肠粘膜屏障功能和免疫功能相对较弱，易发生肠道炎症和感染性疾病。 与配方奶喂养的婴儿相比，人乳喂养的婴儿肠道相关疾病的发生率明显较低。 研究表明，母乳不仅可以提供婴儿生长发育所需的常规营养，而且母乳中的一些生物活性分子可以调节和促进婴儿肠道免疫屏障的成熟。 例如，人乳中含有分泌型免疫球蛋白A（sIgA）、乳铁蛋白、低聚糖和一些多不饱和脂肪酸，它们都可以促进肠粘膜免疫屏障的成熟，抑制肠粘膜过度的炎症反应。 人乳低聚糖（human milk，HMOs）是低聚糖类，不能被胃肠道消化，但可被肠道内定植的微生物水解，产生小分子有机酸，滋养肠上皮细胞，维持肠粘膜屏障和抵抗病原微生物的入侵，同时降低结肠的pH值，促进钙、镁、铁等矿物质的吸收。 目前，HMO正受到广泛关注和研究。

1 HMOs的组成和结构

对 HMO 的研究已有 100 多年的历史。 早在20世纪初，研究人员就发现双歧杆菌是母乳喂养婴儿肠道菌群的优势菌群，因此有学者提出人乳中含有促进双歧杆菌增殖的生长因子。”1954等21. 研究证实，促进母乳中双歧杆菌增殖的因子是由约10种单糖组成的碳水化合物，并发现其不能替代乳糖作为能量来源。1999年，Coppa等人研究了HMOs的含量在母乳及其变化中，并提出 HMO 具有类似抗生素的作用，但尚未被证明有用。

HMOs的基本单位包括半乳糖（Gal）、葡萄糖（Glc）、岩藻糖（Fuc）、唾液酸（Sia）和N-乙酰氨基葡萄糖（），其中唾液酸是指N-乙酰神经氨酸（ ）。 在α-乳清蛋白存在的情况下，乳腺主要通过 β-半乳糖苷转移酶合成 HMO。 几乎所有 HMO 都含有乳糖核心基团 (Gal β-1,4-Glc)。 以乳糖核心基团为还原端宝宝 肠道健康，向外延伸半乳糖β-1,3-N-乙酰葡糖胺（GalB-1,3-）或N-乙酰乳糖（Gal β-1,4-）。 乳糖核心基团可进一步唾液酸化，通过 2-3 键形成 3' 唾液酸乳糖，或通过 2-6 键形成 6' 唾液酸乳糖。 乳糖核心基团也可以进一步岩藻糖基化，通过a1-2连接形成2'岩藻糖基乳糖或通过a1-3连接形成3'岩藻糖基乳糖。 这些三糖是短链牛奶低聚糖，乳糖通过聚合多达 15 个 N-乙酰基重复单元 (Galb1-3/) 形成越来越复杂的牛奶低聚糖。 低聚糖的乳糖部分和聚乳糖部分也可在相应位置被唾液酸化或岩藻糖基化”。

目前研究发现，人乳中含有约200种HMOs，人初乳中约含有23g/L HMOs，成熟乳中含有7g/L。 BMO）。 此外，HMOs的种类也比BMOs丰富，如乳-N-岩藻五糖（lacto-N-,

LNFP），它在人乳中含量丰富，但在牛乳中含量不高。 还有唾液酸乳-N-四糖（-N.，SLNT）和乳-N-四糖（lacto-N-，LNT），其在牛奶中的含量也极低。

2 HMOs保护婴儿肠粘膜的机制

2.1 HMOs阻断致病菌对肠粘膜的侵袭 HMOs可以与一些特殊的致病菌竞争婴儿肠道上的结合位点，从而阻止致病菌对肠道的侵袭。 许多病毒和细菌需要粘附在肠粘膜的糖萼上才能侵入肠上皮细胞。 人乳HMOs和肠粘膜细胞表面的多糖含有相似的表位，可以竞争性结合致病菌和毒素，减少其与肠粘膜结合的机会。 研究表明，HMOs可以与人类免疫缺陷病毒HIV、轮状病毒、霍乱弧菌、沙门氏菌和致病性大肠杆菌结合，从而阻止致病菌附着在细胞表面。 进一步的研究表明，不同结构的HMOs可以结合不同的致病菌，例如岩藻糖基化的HMOs可以结合空肠弯曲杆菌，而唾液酸化的HMOs可以结合致病性大肠杆菌侵入肠粘膜。 研究发现，2'-岩藻糖基乳糖（ , FL ）可以抑制空肠弯曲杆菌、致病性大肠杆菌、沙门氏菌和铜绿假单胞菌对Caco-2细胞的粘附； 芽孢杆菌和铜绿假单胞菌效果更好，两者对抑制铜绿假单胞菌粘附于人体呼吸道上皮细胞也有更好的效果。”

2.2 HMOs促进肠道有益菌的繁殖

双歧杆菌和乳酸杆菌等有益菌在母乳喂养婴儿的肠道中呈优势生长。 这些菌可以维持肠道内正常肠道菌群的生态平衡，抑制有害菌的繁殖，预防各种疾病和不良反应的发生，对婴幼儿肠道发育具有重要意义。 首次证明乳酸菌可以在添加HMOs的培养基中生长，并且乳酸菌可以直接利用HMOs。 HMOs也被证明在体外对某些双歧杆菌物种具有选择性培养作用，这些双歧杆菌物种可以利用培养基中的HMOs，例如B.和B. breve更倾向于使用岩藻糖基化和唾液酸化HMOs。 由于人体缺乏消化HMOs的水解酵素，HMOs可以到达大肠，被定植在那里的乳杆菌和双歧杆菌所利用，从而使乳杆菌和双歧杆菌在肠道内得以优势生长。 利用 HMO 的细菌有利地具有基因选择的代谢途径和有效利用 HMO 的相关关键酶。 例如，B.有一个43kb的基因簇，编码寡糖转运蛋白和糖基水解酶； 而B.在遗传选择中进化出了不同的HMOs催化系统，这些细菌可以将相关的代谢酶转运到细胞外，从HMOs中释放出Gal-β-1,3-，然后Gal-β-1,3-被运回细菌细胞以供利用。 意大利的一项多中心临床研究表明，添加低聚半乳糖（ES，GOS）HOMs类似物的配方奶粉可以帮助婴儿肠道内乳酸杆菌和双歧杆菌的生长，同时抑制梭菌属的生长。 生长，并能有效降低疝气的发生率”。

2.3 HMOs对肠黏膜屏障及免疫调节的影响

肠黏膜是宿主抵御病原菌入侵或炎症物质刺激的第一道防线，对维持宿主的天然免疫和获得性免疫具有重要作用。 肠粘膜可通过产生大量细胞因子和趋化因子使周围免疫细胞发挥免疫作用，也可直接接触肠道致病菌，将抗原呈递给其他免疫细胞。 但在病理状态下，肠粘膜会对一些非致病菌产生过度炎症反应，分泌IL-1、IL-8、TNF-a、MCP-1、MIP-3等炎症因子，造成不必要的炎症反应。软组织挫伤。 HMOs不仅可以影响肠道内的共生菌群，还可以抑制肠道过度的炎症反应，防止炎症反应对肠道的再次损伤。 例如，在对体外培养的胎儿肠组织和肠粘膜上皮细胞的研究中，发现双歧杆菌在乳糖催化下产生的GOS混合物对炎症有直接的缓解作用，对其免疫调节作用进行了研究。 可能的作用机制。 该菌株衍生的HMOs和GOS均含有3'-.4'-和6'-低聚半乳糖分子，研究表明HMOs和该GOS可抑制H4肠粘膜细胞中TNF-a和IL-1β诱导的IL-8、MCP-1和MIP-3a的表达也能抑制病原菌诱导的IL-8和MCP-1的表达。 HMOs和这种GOS可以阻断NF-κB人核，这可能是HMOs抑制炎症反应的机制。另一项研究表明，LNFP m作为一种含有Lewis X抗原的HMOs，可以有效促进T细胞在细胞内分化。 Th2 的方向，还可以趋化巨噬细胞，促进树突状细胞的成熟。

3 预防和治疗婴幼儿肠道疾病的HMOs

3.1 坏死性小肠结肠炎（NEC）的预防

NEC 是早产儿常见的胃肠道急症，发病率和死亡率都很高，尤其是配方奶喂养的婴儿。 HMO 可用作肠道益生元，通过选择特定种类的双歧杆菌和拟杆菌来预防早产儿的 NEC.21。 大鼠模型研究证实了 HMOs。 二唾液酸乳-N-四糖（DSLNT）可显着提高缺氧诱导的NEC大鼠的存活率，并显着降低肠道病理评分，但人工合成的GOS无类似作用。 人体研究进一步证明，人乳中DSLNT的含量与婴儿NEC的发病率呈负相关。

3.2 婴幼儿腹泻的预防

因为HMOs可以抑制致病菌或毒素对肠上皮细胞的粘附宝宝 肠道健康，从而降低婴幼儿腹泻的概率。 在猪动物模型研究中，已经证明HMOs可以增强粘膜免疫力，改变肠道菌群和肠道微环境，有效缩短轮状病毒引起的腹泻病程24。 在一项针对49对母子的研究中发现，产后2周母乳中HMOs和LNFP-I的含量与母乳喂养婴儿出生后6-12周肠道疾病的发病率呈负相关。 另一项针对 93 对母子的研究发现，母乳中 2'-FL 含量越高，母乳喂养的婴儿因空肠弯曲杆菌感染引起的腹泻发生率越低，而乳汁中的-N-二岩藻糖母乳中(LDFH)-I含量越高，母乳喂养婴儿因杯状病毒感染引起的腹泻发生率越低； 进一步研究发现，2'-FL/non-2'-FL的比值在Kiss中显着降低。 由此可见，HMOs对小儿腹泻有一定的预防作用。 由于HMOs种类复杂、来源有限，目前的研究仅限于少数含量较高的低聚糖，对母乳中其他低聚糖的重要功能特性了解甚少。

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