首页 > 资讯中心 > 研究动态

母乳中生物活性成分与2岁内婴幼儿生长发育的关联性研究

母乳(Human milk,HM)除了为婴儿提供宏量营养素和特定微量营养素外,还含有许多生物活性因子,它们共同创造了一个活跃的生物系统,以满足婴幼儿健康和营养需求。世卫组织建议在前6个月纯母乳喂养,并持续将母乳作为饮食的组成部分,直至2岁及以上。

母乳作为复杂的生物系统,科学上已经不断认识到了其中的生物活性成分可对婴儿微生物群、生长发育以及免疫功能产生长期影响,是婴幼儿成长的重要影响因素。配方奶粉作为不能享受母乳喂养的婴儿的营养、安全替代品,与母乳的显著差异是缺乏替代母乳生物活性物质的能力。研究HM成分对健康足月婴儿出生后生长发育的正向作用,有助于母婴领域科研工作者和临床医生对HM喂养在儿童生长中的作用有更深入的理解,从而为临床实践和健康促进提供改进的建议和证据,以支持母乳喂养和最佳婴儿生长,并有助于在没有HM时更好地设计HM替代方案。

研究与发现

HM的生物活性成分是“影响生物过程或底物,从而影响身体功能或状况,最终影响健康”的成分,包括乳铁蛋白、生长因子、激素、核苷酸、母乳低聚糖(HMOs)、免疫球蛋白和细胞因子[1]等。加拿大曼尼托巴跨学科哺乳中心Azad教授联合加拿大及美国的12位同行,检索自1980年以来的英文文献,按照研究的纳入排除标准进行筛选,最终纳入符合标准的75篇文章,形成HM中生物活性成分与0-2岁间婴幼儿人体测量学结果关联性的的系统综述证据[2]。这75篇文章包含69项独立研究(9980对母婴),包括57项纵向研究,12项横断面研究;其中有66篇报道的生物活性属于3个主要类别:激素、HMOs和免疫调节成分,激素是研究最广泛的生物活性物质。

一)激素[2]

激素由母体乳腺上皮细胞中内源性产生,并从母体血液进入乳汁。与食欲调节功能相关的胰岛素、胃饥饿素、脂联素和瘦素是HM中与婴儿生长关系研究最广泛的生物活性成分。有46篇文章(n=6773对母婴)探讨了激素浓度与婴儿生长之间的关系,但激素和婴儿生长之间关系的研究结果并不一致,有的甚至相互矛盾。遗憾的是46篇文章中,只有15篇有母亲孕前BMI。这是一个重要的考虑因素,因为母亲的BMI会影响几种食欲调节乳激素浓度,包括瘦素和脂联素[3]。

291f09cc9980e23731bf6872f8ee7222.png

图1 母乳不同激素和2岁以内婴幼儿生长发育关系[2]

(方框红色表示正相关,蓝色表示负相关,白色表示没有相关,黑色表示未评估关联,数字表示研究数量)

20篇比较研究中,有超过一半(11/20)显示HM瘦素浓度与婴儿体重、体重增加、长度、年龄别BMI的Z评分(BMIZ)和脂肪百分比呈负相关。4项研究分析了瘦素的计算摄入量,没有一项发现与婴儿生长结果有意义的关联;瘦素和三头肌皮褶厚度之间也没有关联。

与瘦素相似,HM脂联素浓度总体上与婴儿生长呈负相关,其中体重和长度的报告最为常见。多项研究发现,HM脂联素浓度与婴儿体重、长度及年龄别体重z评分(WAZ)之间呈负相关。21项研究中,只有3项发现HM脂联素与婴儿生长结果之间存在正相关。

其他激素:HM饥饿素与婴儿生长结果的相关性很小;没有发现胰岛素样生长因子1(IGF-1)与婴儿生长的一致关联;排除患有糖尿病的母亲,没有发现HM胰岛素和婴儿体重及长度之间的关系;有2项研究检测了母乳中胰岛素酪酪肽(PYY)和胰高血糖素样肽-1(GLP-1),均发现GLP-1浓度与婴儿生长(体重、体重增加和WAZ)呈负相关,但没有发现PYY与婴儿生长结果之间的关联。

总结:系统综述表明,HM瘦素和脂联素是唯一确定的与婴儿生长密切相关的激素,瘦素和脂联素激素浓度与婴儿生长呈负相关,较高浓度的瘦素通常与脂肪沉积和瘦体重有关,而脂联素浓度与生长结果降低有关。

(二)HMOs

99481ead1c5f637e284b92ab672ad6b7.png

图2 母乳HMOs和2岁以内婴幼儿生长发育关系[2]

(方框红色表示正相关,蓝色表示负相关,白色表示没有相关,黑色表示未评估关联,数字表示研究数量)

HMOs作为当前母乳研究中的热门关注点,总共有13项研究(n=2640对母婴)检测了HMOs组分和婴儿生长之间的关系。结合HMOs每日摄入量评估数据,发现2’-FL(2’-岩藻糖基乳糖)、3’-FL(3’-岩藻糖基乳糖)、DFL(二岩藻糖基乳糖)、LSTb(唾液酸-n-四糖b)和DFLNT(二岩藻糖基乳糖-N-四糖)与婴儿生长呈正相关,但只测定分析HMOs浓度时没有观察到上述关联。

按照母乳HMOs中是否含有2’-FL将HM分为分泌型和非分泌型。全球人群中,分泌型和非分泌型的比例大约为4:1[4]。尽管Sprenger等人[5]没有发现任何婴儿生长参数与分泌乳和非分泌乳之间的关联,Menzel等人[6]发现,非分泌型母乳喂养的婴儿在3个月和6个月时的BMI显著更高;3、6和12个月时婴儿头围也更高,而且这种差异一直持续到7岁。在分泌型母亲中,LNnT(乳糖-N-新四糖)始终与儿童生长结果呈相反的趋势,而2’-FL则表现出正相关。

HMOs按照分子末端连接的单体,分为酸性HMOs和中性HMOs。现有文献不能得到上述两类HMOs及其单体与婴幼儿生长发育结局的一致性结论。有意思的是,使用主成分分析(PCA)结合蛋白质组、脂质组和HMOs数据探索与婴儿生长模式的关系,发现LNnH(乳糖-N-新六糖)和LNDFH II(乳糖-N-二岩藻六糖 II)高、3’-FL低的组与婴儿年龄长度评分呈负相关;高的LNnH、LSTa、LSTb、LSTc、3’-FL、2’-FL和低的DSLNT(二唾液基乳糖-N-四糖)浓度与婴儿BMIZ呈负相关。

总结:虽然在分泌型母亲中,LNnT始终与儿童生长结果一致呈相反的趋势,而2’-FL则表现出正相关。但因为HMOs分析技术、研究设定(母乳采集时所处的泌乳期等)以及是否纯母乳喂养等都会影响HMOs及其单体的含量,由于对HMOs成分的复杂变化的掌握和解释还不完全,很难对HMOs与婴儿生长作用关联得出明确的结论。

(三)免疫调节成分

HM含有多种影响婴儿免疫系统的成分,包括细胞因子、生长因子、乳铁蛋白、溶菌酶和免疫球蛋白。这些因子通过支持婴儿的最佳免疫健康或免疫独立机制(如通过预防婴儿患病所节省的能量)影响其生长,为母乳喂养的婴儿在自身免疫系统发育的关键时期提供免疫力。母乳中免疫成分与婴幼儿生长关联性研究是一个较新的科研领域,IL-6和TNF-α是其中研究最多的。IL-6浓度与婴儿生长关联性显示出比较好的一致性,两者呈反比关系(身高、体重、头围和体脂百分比);但TNF-α的分析结果显示,其与婴儿年龄别体重(WFA)、头围呈负相关,与体重和体脂质量百分比却呈正相关。总体而言,HM中的免疫调节成分与婴儿生长之间的关系探索仍是初步的,需要通过靶向和非靶向技术进一步研究。

此外,有些生物活性物质不属于上述类别,但同样在免疫调节、炎症和免疫稳态中起着重要作用,诸如脂类活性物质——N-酰基乙醇胺结构的油酰乙醇胺、硬脂酰乙醇胺和棕榈酰乙醇胺中,硬脂酰乙醇胺浓度与婴儿三头肌皮褶厚度和出生后每天体重增加数呈负相关、1-缩醛棕榈酰乙醇胺浓度与婴儿体重呈负相关。

总结与展望

作为评估HM成分(微量营养素、宏量营养素以及生物活性成分)与0-2岁婴幼儿生长发育关联的系列综述文章之一,本文综合了HM成分和儿童前2年人体测量的可用证据,由于调查的不完整、抽样时间和结局变量的多变性,还无法进行荟萃分析。

本文所纳入的75篇文献都发表于2000年以后,说明了相比宏量营养素和微量营养素,母乳中生物活性的研究起步更晚。本文中的生物活性成分主要包括细胞因子、激素和非消化性碳水化合物,不包括母体细胞、核糖核酸和微生物菌群。由于不同研究中,母乳采集方法、采集时间、以及不同研究中人体测量措施和调查方法使用不一,不同研究的发现在很大程度上不一致,75篇研究中只有5篇文章具有较高的得分。总的来说,这项系统性审查“揭示了母乳生物活性成分与婴儿出生后2年内体成分关联的并不一致的结果”。

虽然经过几十年的研究,HM成分及与婴儿生长发育研究的广度和范围不断扩大,但科学上对母乳成分如何影响婴儿生长和发育的了解仍然有限。展望未来,HM研究人员需要认识到将研究策略与有临床意义的生长结果对齐,提高研究质量,开发反映成分时间波动的HM采样策略,理想的获得每日HM摄入量,采用系统生物学方法和分析策略,以更好地了解母乳成分如何独立和协同地影响婴儿生长。


作者简介

王瑛瑶 研究员

中国营养学会副秘书长、中营惠营养健康研究院执行副院长。长期从事食品科学与食物营养研究及转化工作,主要研究领域为功能性食品与脂质营养。主持国际合作项目、科技部国家重点研发计划、国家863计划等课题30余项。牵头和参与制定食品和营养领域的10余项国家强制、推荐标准和行业标准。以第一作者或通讯作者发表学术论文90余篇;作为编委参与《中国营养科学全书》《中国居民营养素参考摄入量(2023版)》等学术专著编著。


参考文献

[1] Hamosh M.  Bioactive factors in human milk[J]. Pediatr Clin North Am, 2001,48(1):69-86. 

doi: 10.1016/s0031-3955(05)70286-8.

[2] Brockway M M, Daniel A I, Reyes S M, et al. Human Milk Bioactive Components and Child Growth and Body Composition in the First 2 Years: A Systematic Review[J]. Advances in Nutrition, 2024,15(1):100127. 

doi: 10.1016/j.advnut.2023.09.015. 

[3] Andreas N J, Hyde M J, Gale C, et al. Effect of maternal body mass index on hormones in breast milk: a systematic review[J]. PloS one, 2014, 9(12): e115043. 

doi:10.1371/journal.pone.0115043.

[4] Soyyılmaz B, Mikš M H, Röhrig C H, et al. The mean of milk: a review of human milk oligosaccharide concentrations throughout lactation[J]. Nutrients, 2021, 13(8): 2737.

doi: 10.3390/nu13082737.

[5] Sprenger N, Lee L Y, De Castro C A, et al. Longitudinal change of selected human milk oligosaccharides and association to infants’ growth, an observatory, single center, longitudinal cohort study[J]. PloS one, 2017, 12(2): e0171814. 

doi: 10.1371/journal.pone.0171814.

[6] Menzel P, Vogel M, Austin S, et al. Concentrations of oligosaccharides in human milk and child growth[J]. BMC pediatrics, 2021, 21: 1-11. 

doi: 10.1186/s12887-021-02953-0.