母乳寡糖(HMOs)是人类母乳中的第三大固体成分。目前已经鉴定出的HMOs大约有200多种,其中包含中性寡糖和酸性寡糖。有关母乳寡糖的含量研究多采用横断面采样法搜集母乳样本进行分析检测,而对于HMOs来说,乳母基因多态性是影响其组成和含量的重要因素,因此横断面法易造成多因素交互影响检测结果。
内蒙古蒙牛乳业(集团)股份有限公司全球研发创新中心的米丽娟、闫竞宇、逄金柱*等采用纵向队列研究方式搜集母乳样本并进行HMOs分析,真实客观反映泌乳阶段、地域对HMOs的影响,并分析中国代表性地区乳母基因多态性的呈现趋势,概述中国代表性地区母乳寡糖的构成特征。
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人口学资料统计分析
本研究共招募志愿者109 人,其中北京(东经116°20’,北纬39°56’)17 人、包头(东经109°84’,北纬40°66’)21 人、西宁(东经101°77’,北纬36°62’)20 人、昆明(东经102°,北纬24°)11 人、济南(东经117°,北纬36°40’)20 人、深圳(东经114°03’,北纬22°32’)20 人。出生时乳母和婴儿的基本情况如表1所示,6 组乳母分娩时的年龄无显著差异。剖宫产54 人,顺产55 人,各个城市2 种分娩方式比例接近1∶1。分娩前昆明的乳母体质量略低,其他各城市无显著差异,经过ANOVA检验后发现其与北京、西宁和深圳无显著差异(P>0.05),但显著低于包头和济南(P<0.05)。6 个城市婴儿出生体质量无显著差异。婴儿出生身长除昆明显著低于其他城市外(P<0.05),其他5 个城市无显著差异(P>0.05)。
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不同地区中国母乳低聚糖组成和质量浓度的差异
基于岩藻糖基寡糖的显著差异,对15 种岩藻糖基中性寡糖单体(2’-FL、3-FL、LDFT、LNnDFH-II、LNDFH-II、LNDFH-I、LNnDFH-I、LNFP-I、LNFP-III、LNFP-II、MFLNnH、MFLNH-III、MFLNH-I、DFpLNnH、DFLNHa)的城市间差异进行分析,如图2所示,7 种寡糖在不同城市母乳间存在显著差异(P<0.05),其余8 种均无显著差异(P>0.05)。深圳母乳3-FL质量浓度显著高于包头;济南和深圳母乳中LDFT质量浓度显著高于包头;济南母乳中LNDFH-I和LNnDFH-I总和质量浓度显著高于西宁;北京、包头、西宁、昆明母乳中DFLNHa质量浓度显著高于深圳;北京母乳LNnDFH-II质量浓度显著高于包头。
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泌乳时间中国母乳低聚糖组成和质量浓度的差异
同时本研究分析寡糖单体随泌乳时间的变化趋势,如图4所示,2 种非岩藻糖基中性寡糖均随泌乳时间延长呈现显著降低趋势。LNT在初乳时质量浓度中位值可达1 000 mg/L,到4 月龄时中位数值降低至100 mg/L,但初乳和1 月龄无显著差异(P>0.05);LNnT在初乳时质量浓度中位数值约为800 mg/L,随着月龄延长呈现显著降低趋势,到4 月龄也降低至100 mg/L。
对于15 种岩藻糖基寡糖,3 种寡糖(3-FL、LDFT和LNnDFH-II)呈现随泌乳时间延长升高的趋势,经差异显著分析后发现只有3-FL具有显著升高趋势(图5)。2 种单岩藻基六糖(MFLNnH和MFLNH-III)随泌乳时间延长呈现先升高再降低趋势(图6)。经分析发现1 月龄单岩藻基六糖质量浓度最高,显著高于4 月龄母乳中质量浓度(P<0.05),但与初乳无显著差异(P>0.05)。其余10 种岩藻糖基中性寡糖均呈现随泌乳时间延长而降低的趋势,经差异分析后发现LNFP-I、LNDFH-II、LNDFH-I & LNnDFH-I、MFLNH-I、DFpLNnH和DFLNHa随泌乳时间延长呈现显著降低趋势(P<0.05)。
图7显示了7 种酸性寡糖随泌乳时间的变化趋势,由于3’-SLNFP-II和6’-SLNFP-VI两种寡糖在检测中未分开,故二者以质量浓度和的形式呈现。寡糖单体随泌乳时间延长逐渐降低,但经差异显著分析后发现:3’-SL质量浓度在120~180 mg/L之间,不同泌乳时间组无显著差异(P>0.05);6’-SL在初乳时质量浓度可达620 mg/L,但随着泌乳时间延长显著降低,到4 月龄时不足100 mg/L;LSTb 和 LSTc 质量浓度随泌乳时间延长显著降低(P<0.05),尤其LSTb从初乳近400 mg/L降至4 月龄时的不足50 mg/L;DSLNT在初乳和1 月龄成熟乳中质量浓度(220~350 mg/L)无显著差异(P>0.05),但到4 月龄时显著降低至100 mg/L以下;3’-SLNFP-II和6’-SLNFP-VI两种寡糖总和在初乳时可达150 mg/L,到1 月龄时略有降低,但差异不显著(P>0.05),到4 月龄时显著降低至50 mg/L。
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乳母血型状态及母乳寡糖构成分析
乳母的血型基因型是造成母乳中寡糖含量差异的主要原因。本研究采用寡糖类型对乳母血型分泌型状态以及Lewis血型状态进行了归属分析。采用2’-FL和LNFP-I作为指标糖判断分泌型(Se+)和非分泌型(Se-);采用LNFP-II作为指标糖判断Lewis阳性(Le+)和Lewis阴性(Le-)。图8结果显示Se+Le+是中国乳母血型的主要基因类型,西宁地区该基因型的乳母占比最多,为95%;其次为昆明和包头,分别为81.82%和80.95%。Se+Le-在包头和昆明地区分别有9.52%和9.09%的乳母,其他地区为6%以下。对于Se-Le+,深圳乳母占比最高为25%,西宁和昆明地区无此基因型的乳母,包头、北京和济南在9%~20%。西宁和昆明各存在1 人次的弱分泌型Se-/Se w Le+母乳,故这两个地区Se-/Se w Le+分型的占比分别为5.00%和9.09%,其他地区为0%。
图9比较了不同血型基因型的母乳寡糖单体质量浓度的差异。结果表明,相较于其他血型基因型,Se+Le-型的乳母母乳中2’-FL、LNFP-I、MFLNH-I和DFLNHa的质量浓度最高;Se-Le+型的乳母母乳中3-FL、LNFP-II、MFLNH-III和3’-SL质量浓度最高;Se-/Se w Le+型的乳母母乳中3-FL、LNFP-II、LNT和DSLNT质量浓度较高;而分泌所有寡糖单体的Se+Le+型,其乳母乳汁中寡糖质量浓度并不一定是最高的,由图9可知,除LNDFH-II、LNDFH-I & LNnDFH-I、6’-SL和LSTc质量浓度比其他血型基因型高以外,其他寡糖的质量浓度都不是最高的。
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讨 论
5.1 地域因素对母乳寡糖组成和质量浓度的影响
我国地域辽阔,区域差异明显,对多个代表地区母乳中HMOs组成和含量进行深入剖析对于实现全民营养健康有重要意义。本研究比较了我国东西南北6 个城市母乳中HMOs的组成和质量浓度差异,结果发现北京、包头和西宁的HMOs组成和质量浓度接近,昆明、济南和深圳HMOs构成相近,且总HMOs质量浓度和总岩藻糖基中性寡糖前者低于后者;而总非岩藻糖基中性寡糖和总酸性寡糖无地区间差异。进一步比较了15 种岩藻糖基中性寡糖单体的地区间差异,发现包头地区的多种寡糖单体显著低于其他城市,3-FL质量浓度显著低于深圳;LDFT质量浓度显著低于深圳和济南;LNnDFH-II质量浓度显著低于北京;这说明包头地区母乳中寡糖质量浓度整体偏低,在婴幼儿营养摄入中需重视母乳寡糖的补充。另外,从功能上看母乳寡糖与婴幼儿肠道菌群和健康直接相关,应当重点关注该地区婴儿肠道发育与健康状况。此外,岩藻糖基寡糖和唾液酸性寡糖对婴幼儿的神经认知发育都有潜在的促进作用,对于因地域因素受到影响的岩藻糖基寡糖和唾液酸性寡糖的单糖,在特定区域可额外补充或在婴儿配方粉配方设计时重点考虑。
5.2 泌乳时间对母乳寡糖组成和质量浓度的影响
5.3 乳母血腥对母乳寡糖组成和含量的影响
本研究中分泌型和非分泌型的比例分别为85.32%和14.68%,分泌型的比例略高于国内外研究中报道的水平。本研究进一步横向对比我国东西南北不同城市中3 种主要基因类型的乳母比例,发现西宁和昆明地区存在弱分泌型Se-/Se w Le+乳母(5.00%和9.09%),济南和深圳地区非分泌型占比较高(20%和25%);西宁的Se+Le+类型比例是6 个城市中最高的,超过90%。本研究进一步分析不同基因型乳母中寡糖单体含量的差异(图9),结果发现2’-FL和LNFP-I在Se+Le-的乳母母乳中质量浓度最高,3-FL和LNFP-II在Se-Le+母乳中质量浓度最高,LNT在Se-/Se w Le+母乳中质量浓度最高,而分泌所有寡糖单体的Se+Le+类型母乳中除了LNDFH-II、LNDFH-I &LNnDFH-I、6’-SL和LSTc质量浓度比其他血型基因型高以外,其他18 种寡糖质量浓度均低于其他血型基因型。对比城市差异时发现包头地区总寡糖和多种寡糖单体的质量浓度显著低于其他城市,但该城市Se+Le+类型乳母比例达到80%以上。这也进一步说明地域-血型基因型-母乳寡糖组成和含量的人群差异性及特征性。
结 论
本研究采用纵向队列研究方式对中国6 个代表性地区母乳样本中的HMOs进行分析,结果证实地区、泌乳阶段和乳母血型基因型在一定程度上对母乳寡糖组成和含量的差异产生影响。总HMOs含量和总岩藻糖基中性寡糖含量,从地域分布上呈现东南地区高于西北地区,而总酸性寡糖在各城市间均无明显差异。对于泌乳期而言,总HMOs含量、非岩藻糖基中性寡糖、岩藻糖基中性寡糖和酸性寡糖含量均随泌乳时间延长呈现明显的下降趋势;在寡糖单体类型上仅3-FL含量随泌乳时间延长呈显著上升趋势。以分泌型和非分泌型的数据来看,其比例分别为85.32%和14.68%;以整体母乳的血型基因型分布看,我国主要为占比79.82%的Se+Le+,Se-Le+和Se+Le-分别占比为12.84%和5.50%。
本研究针对我国代表性地区的HMOs构成特征研究,首先对HMOs的产业化应用提供一定的数据参考,为未来我国婴幼儿配方食品中HMOs的精准化添加提供了重要科学支撑。如婴幼儿配方粉或原料生产企业,可考虑针对特定地域和特定月龄定制HMOs组合物。其次,依托于现有研究对不同血型基因型乳母乳汁中HMOs的轮廓和含量分析,临床上可进一步探究其与婴幼儿健康的关系,如结合喂养不同血型基因型乳母乳汁的婴儿肠道菌群,及其生长发育、肠道舒适性、疾病等情况,进行不同HMOs构成、肠道菌群及健康三者之间的关联性或机制的研究。
本文《中国母乳寡糖构成特征分析》来源于《食品科学》2023年45卷第4期197-206页,作者:米丽娟, 闫竞宇, 郭珊珊, 等。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20230428-279。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
责任编辑:张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网。
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