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中国六地区成熟母乳中低聚糖含量研究

更新时间:2020-11-26 08:56点击:

  摘    要:
  
  目的 探究中国六地区成熟母乳中主要母乳低聚糖(2'-岩藻糖基乳糖、3-岩藻糖基乳糖、乳酰-N-新四糖、乳酰-N-四糖、6'-唾液酸乳糖和3'-唾液酸乳糖)的含量及不同含量组母乳的比例及分布。方法 在全国六个地区招募单胎足月分娩的健康产妇,收集40-45 d的成熟乳,使用高效阴离子交换色谱偶联脉冲安培检测器(HPAEC-PAD)测定了629例母乳样品中6种母乳低聚糖的含量。结果 所有母乳样品中均检出6种母乳低聚糖,含量最高为2'-岩藻糖基乳糖,中值为1915.88mg/L,依次是乳酰-N-四糖、3-岩藻糖基乳糖、6'-唾液酸乳糖、乳酰-N-新四糖和3'-唾液酸乳糖,中值分别为701.13、443.95、301.72、112.78和105.52 mg/L。本研究显示,根据检测方法中2'-岩藻糖基乳糖的含量可划分母乳为极低含量组、低含量组和高含量组,其中极低/低含量组在乳母中的比例为22%,而高含量组约占乳母的78%,与人群中母乳非分泌和分泌型比例基本一致,且2'-岩藻糖基乳糖的含量在高、低含量组中相差约80倍。6种母乳低聚糖在六地区成熟乳中均存在显著差异(P<0.05)。结论 成熟母乳中均可检测出6种母乳低聚糖,其中2'-岩藻糖基乳糖的含量高于其他五种低聚糖。[营养学报,2020,42(3):219-223]
  
  关键词:
  
  母乳低聚糖 成熟乳 2'-岩藻糖基乳糖
  
  母乳低聚糖(human milk oligosaccharides,HMOs)是母乳中含量仅次于乳糖和脂肪的第三大成分[1]。HMOs是由3~14个单糖聚合成的糖苷,目前已发现200多种不同结构的HMOs,根据HMOs上连接的单糖修饰,HMOs的结构可分为4类:岩藻糖基修饰、唾液酸修饰、岩藻糖基-唾液酸修饰和未修饰结构[2]。HMOs的含量在哺乳期不同阶段的变化范围为5~25 g/L,在成熟乳中约为6.38 g/L,以岩藻糖基修饰、唾液酸修饰和未修饰结构的HMOs为主,分别约占HMOs总含量的35%~50%、12%~24%和42%~55%[3-4]。研究表明HMOs对于婴幼儿有多种健康益处,如促进双歧杆菌等肠道有益菌生长、阻止致病菌在肠道中的粘附、促进免疫系统的成熟和神经发育等[5-7]。
  
  近年虽然有关于中国母乳HMOs水平及分布的相关报道,但都存在母乳样本数量较少且取样地点单一、复杂成分导致的检测准确性等问题。本研究在天津、上海、广州、成都、兰州和长春六地区同步进行多中心母乳研究,检测母乳中岩藻糖基修饰、唾液酸修饰和未修饰三种主要结构的六种代表性HMOs[8],包括2’-岩藻糖基乳糖(2’-fucosyllactose,2’-FL)、3-岩藻糖基乳糖(3-fucosyllactose,3-FL)、6’-唾液酸乳糖(6’-sialyllactose,6’-SL)、3’-唾液酸乳糖(3’-sialyllactose,3’-SL)、乳酰-N-新四糖(lacto-N-neotetraose,LNn T)和乳酰-N-四糖(lacto-N-tetraose,LNT)。通过明确中国成熟乳中六种HMOs的含量水平以及在乳母中的分布特点来分析在成熟乳阶段影响其含量水平的潜在因素,从而为提倡母乳喂养、制定符合中国婴幼儿需求的母乳低聚糖适宜摄入量提供参考并可为相关婴幼儿配方食品研制提供科学依据。
  
  1 对象与方法
  
  1.1 对象
  
  在天津、上海、广州、成都、兰州和长春六地区同步招募单胎足月分娩的健康产妇,年龄20~35岁,无代谢性、传染性和遗传性疾病;新生儿Apgar评分>8分,无哺乳禁忌症及先天性疾病。研究统一在中国临床试验中心注册(Chi CTR1800015387),所有参与课题的乳母均签署知情同意书。
  
  1.2 母乳采集
  
  采集产后40~45 d成熟母乳,产妇于早餐后午餐前手挤或使用吸奶器吸取单侧乳房的全部乳汁,充分混匀后取出50~100 ml放入无菌遮光试管中,采集到的母乳由课题组成员低温运至实验室,储存于-80℃冰箱直至分析
  
  1.3 检测方法
  
  母乳低聚糖的检测按照文献的方法[9],母乳样品经稀释过滤后,使用高效阴离子交换色谱偶联脉安培检测器(HPAEC-PAD)对6种HMOs进行分离、鉴别和定量。
  
  1.3 统计分析
  
  统计分析在SPSS 25.0进行,P<0.05认为有统计学意义。入组产妇的基本信息中数值型变量采用平均值±标准偏差表示,分类变量采用使频数(百分比)表示。6种HMOs在成熟乳中的含量呈非正态分布,含量用中值表示。用非参数Kruskal-Wallis检验分析根据2’-FL的含量划分的三组母乳中HMOs的含量在组间是否存在显著差异,如组间存在显著差异,进一步的两两比较用过通过all pairwise检验。卡方检验用来分析不同母乳组在六地区中的比例是否存在差异。Spearman相关分析产妇一般情况与HMOs含量间的相关性。
  
  2 结果
  
  2.1 产妇基本情况(表1)
  
  本研究共招募629位健康产妇,天津112例,上海113例,广州104例,成都103例,兰州96例,长春101例。
  
  2.2 成熟乳中HMOs的含量(表2)
  
  629例成熟乳中均检出六种HMOs,含量均高于检出限。低于定量限的样本有2’-FL样品9例、3-FL样品1例和LNn T样品11例。母乳中2’-FL的水平最高并约占所测6种HMOs的54%。其次LNT和3-FL,约占所测6种HMOs的20%和12%。
  
  2.3 极低、低含量组和高含量组(图1,表3)
  
  Fig.1 The concentration of 2’-FL in 629 mature milk samples
  
  2’-FL含量在100 mg/L处有明显分界,本研究结合2’-FL的定量限(9.8 mg/L)以及含量(100 mg/L)为分界线将母乳划分为极低含量组、低含量组和高含量组,比例约为1:21:78,其中极低和低含量组约占22%,高含量组约占78%,2’-FL的水平在极低含量组母乳中最低,与高含量组相差约440倍。在极低含量、低及高含量组三组母乳中3-FL、LNn T和LNT的含量有显著差异(P<0.01)。其中高含量组母乳中LNT的含量均高于极低含量组及低含量组,3-FL的水平在极低含量组母乳中最高,其3-FL的含量约为高含量组的5倍。LNn T和LNT的含量及6种HMOs总含量在极低含量组及低含量组母乳中无统计学差异(P>0.05)。高含量组母乳中6种HMOs的总含量比低含量组高约1.3倍。
  
  2.4 不同地区母乳中HMOs的含量和比例(表4)
  
  不同地区母乳中6种HMOs的含量均存在显著差异(P<0.05)。但高含量组和低含量组的比例在六地区间无显著差异。6种HMOs在高含量组及低含量组中的比例见图2a和2b。2’-FL、6’-SL及LNn T和LNT在兰州成熟乳中含量均高于其他地区,3-FL的含量在长春成熟乳中最高,上海成熟乳中3’-SL的含量略高于其他地区。
  
  Fig.2 Proportion of HMOs in milk samples of high and low HMOs groups from six cities
  
  1:Tianjin;2:Shanghai;3:Chengdu;4:Changchun;5:Guangzhou;6:Lanzhou
  
  3 讨论
  
  尽管已有部分关于中国母乳中低聚糖水平的相关报道,但本研究是六校联合开展的中国母乳项目中针对母乳低聚糖含量及分布的多中心、大样本研究,对全面评价中国成熟乳的营养成分组成有重要意义。
  
  本研究显示2’-FL的含量在成熟乳中占绝对优势,并在所有成熟乳中检出。2’-FL含量为6种HMOs中最高,约占六种HMOs总量的54%,占已报道文献中成熟乳中低聚糖总含量(6.38±0.29 g/L)的30%[10]。本研究中2’-FL含量高于国内2016年三地90例成熟乳中2’-FL含量1800 mg/kg[11],低于Nijman等[4]报道美国20例成熟乳中2’-FL含量(2.48±0.13)g/L。除泌乳时间和人群差异等因素,本研究采用优化了离子色谱法以及预处理方式尽可能降低样本处理过程中的损失,检测方法中2’-FL的定量线降低至9.8 mg/L,低于现有文献报道方法,从而使得可对入组人群中20%非分泌型样本进行精确定量[10]。因此,本研究结果纳入了99%人群样本数据,使得2’-FL含量数据更贴近人群真实数据。
  
  母乳中高含量的2’-FL,提示了其可能在婴幼儿生长发育有健康益处。研究表明2’-FL可以提高婴幼儿免疫力和缓解过敏:母乳中高含量的2’-FL可促进双歧杆菌属和乳杆菌属在婴幼儿肠道中的定植及生长从而防止致病菌在肠道中增殖[12-13],另有研究指出2’-FL与2岁内婴幼儿免疫球蛋白E介导的湿疹发生率降低有关[15]。临床实验表明,婴幼儿配方粉强化0.2 g/L的2’-FL可以调节6周时婴儿血浆中细胞因子水平,有助于调节婴幼儿先天及适应性免疫反应,使配方喂养组与纯母乳喂养组效果更接近[16]。
  
  本研究发现不同含量组母乳中HMOs含量存在显著性差异(P<0.05)。根据母亲Secretor基因的表达程度。母乳可分为分泌型和非分泌型,分泌型母乳中含有大量的2’-FL而非分泌型母乳却缺乏或含有很低量的2’-FL[8]。以往文献多根据能否定量母乳样品中的2’-FL快速区分母乳分泌型,但因检测方法定量线(53 mg/L)较高,无法完整地定量母乳中2’-FL的含量[11]。本研究在分泌型基础上提出结合2’-FL的定量线和人群分布特点(图1)将符合非分泌型母乳特征组细化为极低含量组(<9.8 mg/L)、低含量组(9.8~100 mg/L),而与分泌型母乳特征一致的为高含量组(>100 mg/L)。本研究中高含量组母乳中2’-FL是低含量组母乳中2’-FL的81倍;极低含量组和低含量组母乳中3-FL占绝对优势,含量为高含量组母乳中的3.3~4.6倍。在极低含量组和低含量组母乳中LNn T和LNT水平无显著差异,但均与高含量组有显著差异且趋势一致。
  
  不同分泌型母乳发挥的健康益处不同,研究表明HMOs的功能与含量及结构特异性相关[17-18]。观察性实验表明,分泌型(高2’-FL含量)母乳喂养的婴儿6月时肠道中乳杆菌属相对丰度上升,从而促进婴幼儿免疫系统的发育;非分泌型(极低、低2’-FL含量)组母乳喂养的婴儿肠道中拟杆菌属的相对丰度则更高[19],对肠道细菌定植和体内炎症反应有调节作用[15]。同时,研究报道不同类型母乳其抑菌机制也有所差异,分泌型母乳通过减少了无乳链球菌被膜的产生来抑制其生长,而非分泌型即极低、低2’-FL含量的母乳则是通过改变生物被膜的形态抑制无乳链球菌的生长[20]。本研究显示,在高、低含量组间六种HMOs总量上也存在显著差异,但其产生的原因和相应的生物学效应尚有待进一步研究,同时不同含量组间不同HMOs的组成对于婴幼儿生长发育的影响需要更多的研究以进一步明晰。
  
  不同地区六种HMOs的含量差异可能受多种因素影响。在地区间,不同含量分组在人群中比例不存在统计学差异且其孕期年龄、孕期增重、胎龄和分娩方式等与HMOs含量无显著相关,从而表明母乳中高低含量组人群分布比例、年龄、孕期增重、胎龄和分娩方式不参与影响成熟乳中HMOs含量。有文献报道了母乳中HMOs的含量受哺乳期能量摄入的影响[11],但现阶段还没有能量和特定营养的摄入如何影响特定HMOs在母乳中含量的相关研究,本研究在乳样采集的同时也收集了入组产妇的孕晚期及哺乳期膳食情况,后续会进一步对膳食数据进行分析。
  
  本研究通过分析中国六地区成熟母乳中低聚糖的含量,指出2’-FL是成熟乳中占优势的母乳低聚糖。根据2’-FL的含量可将中国妈妈的母乳划分为极低含量组、低含量组和高含量组,并报道了这三种分组在人群中的所占比例及六种HMOs的含量。婴儿配方粉添加成分虽日益贴近母乳,但仍然存在如营养素含量、比例、协同作用、吸收利用等差异。因此,在确定婴幼儿配方粉中2’-FL及其它HMOs类型强化量时,应综合考虑母乳研究含量数据及临床喂养实验证据,从而科学确定强化量,达到婴儿喂养效果更贴近母乳的目的。母乳是婴幼儿配方食品的金标准,在国外和我国香港地区已有添加母乳低聚糖的商业化产品,但由于法规原因,国内尚未有相关产品。因此,在未来婴幼儿配方粉中如何根据中国母乳数据和国内外临床试验证据确定母乳低聚糖的强化量,应是未来法规制定和配方研发的重点。后续需要进一步研究不同阶段HMOs组成和含量的阶段性变化,为将来在不同阶段婴幼儿相关食品中科学添加和应用HMOs提供科学依据。
  
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