母乳活性成分对婴儿免疫健康的影响研究进展

揭 良，贾宏信，陈文亮，苏米亚

（乳业生物技术国家重点实验室，上海乳业生物工程技术研究中心，光明乳业股份有限公司乳业研究院，上海 200436）

婴幼儿时期是免疫系统形成的重要时期，免疫系统是抵御暴露在体内过敏原、细菌和病毒等的主要防线[1]。刚出生的婴儿免疫系统不成熟[2]，母乳是一种特殊的生命营养液体，给婴儿提供营养，同时含有的多种生物活性成分为婴儿生命早期免疫防疫系统的建立提供了物质基础[3]。母乳喂养可提供健康的胃肠道黏膜刺激，影响肠道微生物组成，并可能通过母乳生物活性促进婴儿免疫系统的发育[4]。因此，母乳被广泛认为是婴儿生长发育所必需的最佳食物。世界卫生组织建议，在婴儿生命前6 个月对婴儿进行纯母乳喂养。国内相关法规标准强调“母乳是婴儿最理想的天然食物”，提倡婴幼儿出生后至少进行6 个月的纯母乳喂养。而对一些不能实现母乳喂养的情况，婴儿配方乳粉则是婴儿最佳的母乳喂养替代品。

婴幼儿配方乳粉的发展经过从最早的宏观营养素（如蛋白质、脂肪、碳水化合物）简单调整阶段到现在的活性成分（如肌醇、左旋肉碱、牛磺酸、低聚糖、叶黄素、花生四烯酸、二十二碳六烯酸、二十碳四烯酸、1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯（1,3-dioleic acid-2-palmitic triglyceride，OPO）、核苷酸、乳铁蛋白、酪蛋白磷酸肽、益生菌等）微观母乳化阶段[5]。国内婴幼儿乳粉配方组成设计主要参照GB 10765—2021《食品安全国家标准 婴儿配方食品》、GB 10766—2021《食品安全国家标准 较大婴儿配方食品》、GB 10767—2021《食品安全国家标准 幼儿配方食品》等相关法规标准，宏量营养素、矿物质、维生素组成不会有很大差异性。各婴幼儿配方乳粉生产企业配方设计的差异性主要是针对可选择性成分的选择。本文重点综述母乳中乳铁蛋白、核苷酸、低聚糖、OPO、益生菌成分营养及其在婴幼儿肠道菌群定植、肠道健康和免疫系统调节中的作用，为生产企业婴幼儿配方乳粉配方设计时对活性成分的选择提供依据。

1 母乳活性成分的营养特性

1.1 乳铁蛋白

乳铁蛋白是一种来自转铁蛋白家族的蛋白质，是母乳中主要的蛋白质之一。游离铁是细菌生长所必需的营养物质，乳铁蛋白能结合游离铁，从而产生抑菌作用[6]。母乳初乳中乳铁蛋白含量较高（3～8 g/L），可以帮助建立新生儿的免疫系统，防止病原菌的致病作用[7]。母乳中乳铁蛋白含量随泌乳期变化，足月儿和早产儿母乳都是初乳中含量最高[8]。

乳铁蛋白是一种铁结合糖蛋白，具有免疫调节、抗炎、抗菌、抗真菌和抗病毒功能。研究[9-10]显示，婴儿配方乳粉中添加乳铁蛋白相比于不强化乳铁蛋白的配方更有利于婴幼儿肠道菌群的建立，特别有利于婴儿肠道内双歧杆菌的建立。如魏秀秀等[9]关于乳铁蛋白对小鼠肠道微生物区系影响的研究显示，喂食乳铁蛋白（10 mg/（kg·d））后小鼠肠道中乳酸菌、双歧杆菌数量显著升高（P＜0.05），而肠道中的肠杆菌和肠球菌数量显著降低（P＜0.05）。说明一定剂量的乳铁蛋白对肠道中的益生菌和共生菌的生长具有显著促进作用，而对肠杆菌、肠球菌等细菌均有一定的抑制作用。Liu等[11]采用猪模型评价乳铁蛋白对免疫系统的影响，结果显示，饲喂添加乳铁蛋白配方的猪仔肠系膜淋巴结、外周血单核细胞和脾脏中自然杀伤细胞水平高于饲喂母猪乳和标准配方（对照组）的猪仔。自然杀伤细胞是先天免疫系统的一部分，为新生儿提供保护，防止感染，并释放细胞因子激活其他免疫细胞。添加牛乳铁蛋白的配方较单独饲喂标准配方有提高血清免疫球蛋白G水平的作用，此外白细胞介素-10（interleukin 10，IL-10）和肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor α，TNF-α）含量也更高，总的来说，乳铁蛋白在新生儿的免疫反应中发挥关键作用[11]。Johnston等[12]在婴幼儿配方乳粉中添加0.6、1.0 g/L（在成熟母乳中乳铁蛋白含量范围内）的乳铁蛋白，并与标准的婴幼儿配方乳粉进行比较，以评估12 d至12 个月健康足月婴儿的生长和耐受性，结果显示，食用不同配方婴幼儿配方乳粉的婴儿生长速度没有差异，但食用添加乳铁蛋白配方的婴儿粪便稠度较食用标准配方喂养的婴儿粪便更软。目前GB 14880—2010《食品安全国家标准 食品营养强化剂使用标准》规定乳铁蛋白可用于婴幼儿配方乳粉，添加量不超过1.0 g/kg。

1.2 母乳低聚糖

母乳低聚糖是除乳糖外在母乳中发现的另一种碳水化合物，母乳中已发现有超过200 种低聚糖，成熟乳和初乳中低聚糖含量分别为7～14、20～24 g/L，使得母乳低聚糖成为继乳糖和脂类之后含量第三丰富的固体成分[13]。母乳低聚糖已经被证明具有益生元效应，因为它们在肠道中没有被消化，而是完好无损地到达大肠，被肠道菌群利用[14]。母乳低聚糖已被证明能刺激肠道菌群生长，且不仅促进健康的肠道菌群生长，而且具有抗菌特性。研究发现，母乳低聚糖对双歧杆菌属具有较大的促生长作用，而对致病菌有抑制作用[15]。母乳低聚糖在增强婴幼儿免疫系统方面发挥着重要作用。母乳低聚糖能增强人类树突状细胞的功能，在0.8、2.0、5.0 mg/mL质量浓度能上调树突状细胞中白细胞介素（IL-10、IL-27和IL-6）的产生[16]。

母乳寡糖和牛乳中的寡糖提高婴幼儿免疫反应能力是研究的热点。牛乳中的寡糖与母乳寡糖类似，是婴幼儿配方乳粉喂养的婴幼儿简单和复杂寡糖的来源，但与母乳相比，牛乳中的总寡糖含量较低[17]。目前可以选择应用于婴幼儿配方乳粉的低聚糖，如低聚半乳糖和多聚果糖等已被大量实验数据证明能促进婴幼儿肠道的健康发育，利于婴幼儿的排便以及肠道内双歧杆菌和乳杆菌的生长和增殖[18-19]。GB 14880—2010规定，低聚半乳糖和多聚果糖可用于婴幼儿配方乳粉，添加量不超过64.5 g/kg。在婴幼儿配方乳粉中添加合成的母乳低聚糖是不断发展的领域。一些临床研究已经评估在婴幼儿配方乳粉中添加合成的2-岩藻糖基乳糖。一项针对母乳喂养婴儿、添加合成的2-岩藻糖基乳糖乳粉喂养婴儿和标准乳配方乳粉喂养婴儿的研究结果显示，添加2-岩藻糖基乳糖乳粉喂养的婴儿与母乳喂养的婴儿均适当生长发育，没有明显差异，而标准配方喂养婴儿的血浆中IL-1α、IL-1β、IL-6、TNF-α和IL-1Rα等促炎因子含量较高[20]。补充2-岩藻糖基乳糖婴幼儿配方乳粉在欧洲和美国已获批准并上市。

1.3 核苷酸

核苷酸是母乳中一种非蛋白氮基团生物小分子，约占母乳中非蛋白氮的2%～5%，母乳中核苷酸能满足婴儿早期快速生长的需要，并在婴幼儿免疫功能的改善、免疫细胞的增殖和细胞因子的分泌方面具有重要作用[21]。乳母在泌乳期的5～8 周，乳中DNA含量为10～120 mg/L，RNA含量为100～600 mg/L，母乳中5’-腺苷酸、5’-鸟苷酸、5’-胞苷酸、5’-尿苷酸和5’-肌苷酸的含量在泌乳前期相对稳定[22]。

研究表明，婴儿配方乳粉中添加核苷酸有助于降低婴儿的腹泻发生率，减少婴儿腹泻的持续时间，提高婴儿的免疫力[23]。Martinez-Augustin等[24]研究发现，在早产儿配方乳粉中加入与母乳水平一致的核苷酸，可以促进早产儿血清免疫球蛋白G抗体的分泌，从而提出添加核苷酸的配方乳粉可能促进早产儿体液免疫的成熟。Yau等[25]比较强化核苷酸的婴儿配方乳粉（核苷酸添加量72 mg/L）和对照标准婴儿配方乳粉对于足月婴儿腹泻、呼吸道感染和免疫应答发生率的影响。结果发现：与对照组婴儿相比，强化核苷酸组的婴儿从第8周起，直至第48周表现为有降低腹泻风险的趋势，且在48 周的研究中，强化核苷酸组的婴儿血清免疫球蛋白A含量显著高于对照组（P＜0.05）。Hawkes等[26]发现，添加核苷酸组配方乳粉喂养的婴儿与母乳喂养组的婴儿注射疫苗后产生的抗体水平较普通乳粉组高。大量临床观察及随机对照实验证实，核苷酸的摄入可以促进婴幼儿免疫细胞的发育及免疫球蛋白的分泌，进而提高免疫力并促进免疫功能的完善。GB 14880—2010规定，核苷酸可用于婴幼儿配方乳粉，添加量为0.12～0.58 g/kg。

1.4 OPO

母乳脂肪含量为2%～6%，主要是以甘油三酯形式存在[27]。母乳中的脂肪在甘油三酯结构上具有高度特异性的位置分布，母乳中高达70%的棕榈酸（C16:0）结合在甘油基的sn-2位上，而母乳中的油酸（C18:1）结合在甘油基的sn-1或sn-2位上，形成OPO结构脂肪，约占总甘油三酯的11.8%[28-29]。婴幼儿配方乳粉中添加OPO结构脂肪的主要功能是减少游离棕榈酸，起到促进矿物质吸收、软化粪便的作用。相关研究报道，OPO帮助改善婴幼儿肠道内的益生菌群，从而帮助婴幼儿维持肠道健康、促进新陈代谢，还能够增强免疫力，减少胃肠道紊乱，降低某些疾病的发生率[30-32]。

一项有关高OPO含量膳食对于小鼠肠道黏膜的研究发现，高OPO含量膳食有利于改善肠道黏膜损伤和控制炎症反应[30]。Yaron等[31]对足月出生的新生儿进行双盲实验，实验组分组喂食含OPO结构脂肪占总脂肪比例分别为44%和14%的婴儿配方乳粉，用普通的婴儿配方乳粉作为对照组，结果表明，当婴儿配方乳粉中sn-2棕榈酸酯含量高于44%时，该配方喂养的婴儿肠道益生菌相对于普通婴儿配方乳粉喂养有更显著的增殖。Yao Manjiang等[32]也对7～14 d的新生儿进行了双盲实验，对照组使用普通婴儿配方乳粉喂养，同样发现婴儿食用的OPO结构脂肪越多，粪便中双歧杆菌数量越多。目前GB 14880—2010规定OPO可用于婴儿配方乳粉，添加量为32～96 g/kg。

1.5 益生菌

婴儿肠道菌群的早期建立依赖于母体微生物群[33]。母乳中发现的微生物具有抑制病原体和提高免疫功能的特性[34]。母乳包含一个复杂的细菌群落，包括但不限于双歧杆菌、乳杆菌、链球菌、葡萄球菌、拟杆菌、肠杆菌和肠球菌[35]。大量的科研成果表明，母乳中的微生物具有促进有益菌定植、抑制有害菌生长、改善肠道健康、调节免疫系统等多种有益作用[36]。母乳中的乳酸菌可增强Th1细胞因子和TNF-α的释放，激活NK细胞来提高婴幼儿抗感染活性[37]。在最近的一项研究中，Damaceno等[38]报道，双歧杆菌、格氏乳杆菌和唾液链球菌可限制体内病原体对肠道上皮细胞的黏附。我国卫生部公告批准的可用于婴幼儿食品的菌种名单中的益生菌如表1所示。GB 10765—2021《食品安全国家标准 婴儿配方食品》规定，产品中活性益生菌的活菌数应≥106CFU/g。

表 1 可用于婴幼儿食品的益生菌菌种名单Table 1 List of probiotics strains that can be used in infant food

一项双盲、安慰剂对照研究发现，食用乳双歧杆菌Bi-07和嗜酸乳杆菌NCFM能够减轻3～5 岁儿童的呼吸道感染症状，减少普通感冒、流感、发热、咳嗽的发病率和抗生素的使用率[39]。Haschke等[40]研究表明，配方乳粉强化双歧杆菌Bb-12（107～108CFU/g）能够减少婴儿轮状病毒感染、便秘和尿布疹发生率，食用含有双歧杆菌Bb-12的较大婴儿和幼儿配方乳粉是安全的，并且能够预防疾病的发生。Holscher等[41]的临床研究表明，婴幼儿服用含乳双歧杆菌Bb-12的配方乳粉中后粪便中检测到乳双歧杆菌Bb-12，而且分泌型免疫球蛋白A的含量升高。这些结果表明，非母乳喂养会对机体的免疫系统产生负面影响，通过给这些婴儿补充双歧杆菌Bb-12能增强免疫功能，而且非常安全。

2 母乳活性成分在婴儿免疫健康方面的应用

鉴于婴儿配方乳粉以模拟母乳为基本出发点，同时对于维生素和矿物质的选择符合相关标准法规。婴儿配方乳粉配方的设计需符合并遵照GB 10765—2021《食品安全国家标准 婴儿配方食品》等有关法律法规和食品安全国家标准的要求。不同婴儿配方乳粉产品在设计和必需营养素强化方面的差异逐渐减少。从企业产品侧重宣传活性成分强化添加方向可知，现阶段及未来产品设计对于活性功能成分的选择研究在加大。通过对所选的11 个国内比较有代表性的婴幼儿配方乳粉品牌产品中可选择性成分进行统计分析可知（表2），核苷酸、低聚糖和OPO成为标配营养素，使用率较高，在促进肠道有益菌群、完善免疫系统建立中起关键作用[14,23,30]。考虑到婴儿的全面发展，牛磺酸、二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DHA）、二十碳四烯酸（arachidonic acid，ARA）等在配方设计时会作为生命早期脑部和视力发育营养素群的一部分添加到产品中，因此使用率也较高[42-43]。而目前益生菌和乳铁蛋白是研究较多的具有机体免疫调节作用的成分，其使用率不高可能是受原料成本、来源及工艺添加稳定性的限制。乳铁蛋白来源、益生菌稳定性、工艺添加的稳定性以及原料间的相互影响等方面是未来研究的方向。

表 2 婴幼儿配方乳粉的活性成分添加情况Table 2 Added bioactives in infant formula

3 结 语

母乳被公认为婴儿营养的“黄金”标准和婴儿的最佳食物，由于母乳中多种生物活性成分的存在，使其为婴幼儿提供除营养外的其他好处，如免疫保护。本文综述母乳中几种生物活性成分及其对婴儿肠道/免疫功能的影响。母乳寡糖已被证明具有益生元效应，能降低病原体的感染性，并增强免疫系统。母乳菌群有助于婴儿肠道菌群和免疫系统的改善，并保护他们免受病原体的侵害。乳铁蛋白帮助建立新生儿的免疫系统，防止病原菌的致病作用。核苷酸在婴幼儿免疫功能的改善、免疫细胞的增殖和细胞因子的分泌方面具有重要作用。但是对于不同的母乳生物活性成分组合将如何影响婴儿的免疫健康需要进一步研究。虽然近年来随着分析和评估技术发展的深入，很多母乳生物活性成分得到研究和应用，但有些问题仍需要更深入的研究。如母乳寡糖组合或其衍生物添加到婴儿配方乳粉中的科学性研究、婴儿配方乳粉中添加不同的母乳成分会如何影响婴儿肠道菌群分布。总之，需要确定不同的母乳生物活性成分及其组合如何促进婴儿的健康。