早产儿母乳喂养(第2版)
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第二节 母乳成分

【导读】 母乳成分非常复杂,不仅是因为母乳成分丰富,含有各种宏量元素、微量元素,还含有许多活性成分,是任何奶粉加工技术难以模拟的。因为不同个体、不同的分娩孕周、不同的哺乳阶段,母乳成分和含量都会有所变化。本章就目前对母乳成分的研究成果进行分享。

一、母乳中的营养元素及研究进展

母乳是婴儿成长最自然、最安全、最完整的天然食物,它含有婴儿成长所需的所有营养和抗体,特别是母乳含有50%的脂肪,除了供给婴儿身体热量之外,还满足脑部发育所需的脂肪(脑部60%的结构来自脂肪);丰富的钙和磷可促进婴儿的生长发育;免疫球蛋白及免疫调节因子可有效预防及保护婴儿免于感染及慢性病的发生;多种生物活性分子、母乳低聚糖可抑制肠道病原微生物定植和帮助消化。

(一)宏量营养元素

早产儿母亲的乳汁相较于健康足月儿母亲其能量物质略低,活性物质更高,且母乳成分处于动态变化过程,以适应婴儿的生长需求。Boyce C等人对1959—2013年发表的英文文章进行系统性综述,研究早产母亲初乳和成熟乳中主要营养素的变化和平均值,他们从7 731篇文献中筛选出24篇符合研究需要的文献,给出哺乳期第1~8周各大营养素的平均值和范围,初乳(第1周)和成熟乳(第2~8周)的平均值(表1-2-1)。

尽管早产母乳中蛋白质、钠、氯化物及钾的平均浓度较高,但仍需补充特定的营养成分方能完全满足早产儿快速生长的需要。

表1-2-1 不同泌乳期,标准化的蛋白质、脂肪、乳糖、碳水化合物和能量值

引自:MISTRAL W,GRACE L,SARAH R,et al. Preterm human milk composition:a systematic literature review. British Journal of Nutrition,2016,1(6):1-13。

1.碳水化合物

母乳中的碳水化合物主要是乳糖,此外还有少量葡萄糖、半乳糖、糖胺及大量的母乳低聚糖。相对于母乳中蛋白质和脂肪的变化,成熟母乳(产后21天)中乳糖含量相对稳定,但在整个哺乳期间,母乳中乳糖浓度也受胎儿成熟度和出生体重、不同哺乳阶段的影响。乳糖是母乳渗透压的决定因素,稳定的乳糖浓度对维持母乳渗透压有重要作用。同时,在泌乳启动和维持阶段,乳糖合成速度是人乳腺泌乳量的主要决定因素。乳糖在乳糖酶的作用下分解成半乳糖和葡萄糖,为婴儿大脑的快速发育提供能量。此外,乳糖还有利于钙、铁、锌的吸收。

2.脂肪

母乳中的脂类以脂肪球的形式存在,是主要的供能物质,提供总能量的55%。其含量范围为22~62g/L,是乳汁中含量波动最大的宏量营养素。在一次哺乳过程中,后半部分母乳中脂肪含量是前半部分母乳脂肪含量的2倍。不同孕周母亲的乳汁比较,早产母乳中脂肪含量比足月母乳高30%。同时,脂肪含量还与母亲孕期体重增加正相关,并受到饮食的影响呈现显著变化。

对于早产儿,由于母乳在不同时间、不同的吸空程度时的脂肪含量、热量等存在显著波动,同时早产儿摄入量受限,如使用的乳汁脂肪含量低,可导致总脂肪和热量不足,从而影响早产儿的生长发育。因此,有研究者认为如果按照标准规范的吸乳、母乳储存操作,将24小时内吸出的母乳喂养混合保存,对于乳汁成分均一度更好,更方便医护人员将母乳喂给早产儿。新鲜混入的母乳中的各种抑菌杀菌成分能够进一步降低微生物计数,因此无须担心其安全性。

早产儿母乳喂养临床实践操作时,母乳收集、储存、加热、哺喂等环节都可能导致脂肪损失。胃管持续喂养会致脂肪损失40%,早产儿喂养操作导致的脂肪损失中,80%源于胃管对脂肪的黏附,20%左右源于巴氏消毒和母乳反复冻融等操作。

母乳脂肪中含量最高的成分是甘油三酯,占所有脂质的95%,甘油三酯在脂肪酶的作用下分解成游离脂肪酸和甘油。母乳中的脂肪酸超过200种,主要为中链脂肪酸和长链脂肪酸,包括长链多不饱和脂肪酸,油酸在乳汁中含量最高,占36%。母乳中还含有磷脂、胆固醇以及脂溶性维生素等其他脂类物质。

3.蛋白质

蛋白质含量不受母亲膳食的影响,但随着母亲体重、身高的增加而增加,并在产乳量较多母亲中降低,可能是由于稀释作用所致。无论分娩的时机如何,母乳的蛋白质含量在产后4~6周开始降低。

母乳中的蛋白质主要为乳清蛋白和酪蛋白。乳清蛋白在泌乳早期浓度最高,然后逐渐下降;酪蛋白在泌乳早期浓度很低,之后快速增加。母乳中乳清蛋白含量为80%~50%,这取决于泌乳的不同阶段。泌乳早期乳汁中的乳清蛋白/酪蛋白比值波动在70/30至80/20,泌乳晚期降至50/50。这个比值明显高于其他哺乳动物。乳清蛋白是主要的营养蛋白质,必需氨基酸含量高,其中牛磺酸、半胱氨酸等对保护视力、促进神经系统发育、促进免疫功能、抗氧化等均有益处。乳清蛋白在胃中酸化、变成柔软、絮状凝块,很容易被消化,为婴儿持续提供营养。相反,酪蛋白在胃中形成较硬、不易消化的乳凝块,需要更多的能量使其完全消化。牛乳中的乳清蛋白仅占18%,牛乳来源的婴儿配方奶粉含有较高的酪蛋白,使其比母乳更难吸收。

母乳中主要有5种乳清蛋白,分别是α-乳白蛋白、血清白蛋白、乳铁蛋白、免疫球蛋白和溶菌酶。后三者在免疫防御上发挥重要作用。其他蛋白包括叶酸结合蛋白、双歧因子、脂肪酶、淀粉酶、α-抗胰蛋白酶等。在消化后,这些蛋白很快被分解为自由氨基酸以吸收和利用,具有生物活性功能及非营养性功能。

早产母亲的乳汁中蛋白质含量明显高于足月产母亲,但相对于早产儿的需求,乳汁中的总蛋白和特定氨基酸含量有限,还需要额外补充。

4.母乳低聚糖

母乳低聚糖(human milk oligosaccharides,HMO),小分子多糖,不能被人体消化系统消化利用,在母乳中的含量排名第三。母乳低聚糖的生理功效研究已成为近年来的研究热点问题。

HMO主要由五种单糖构成,其结构多样化源于五种单糖不同连接方式以及大量的岩藻糖化和唾液酸化(图1-2-1)。其数量、结构的多样性决定了功能的多样性。截止到目前,母乳低聚糖的结构细节尚未完全阐明,在母乳中已经发现200种以上的HMO,其成分及含量受到泌乳阶段、母亲基因及生活方式等多种因素的影响,初乳中含量最高。

HMO具有多种生理功能,如促进益生菌增殖、阻止病原菌黏附、促进免疫系统发育、调节肠道上皮细胞响应以及促进大脑发育等。近年来的研究发现通过检测母乳中的低聚糖及早产儿肠道微生物组可预测坏死性小肠结肠炎的发生。

HMO作为益生元,能够选择性地促进有益菌群的增殖,尤其是促进婴儿双歧杆菌增殖,从而维持健康的肠道菌群环境。HMO作为抗菌剂,也能直接抑制一些致病菌生长,从而减少和避免细菌对肠道细胞的侵害。同时,HMO作为抗黏附剂,能模仿肠道表皮细胞表面的病原菌结合位点,从而阻止病原菌结合到肠道上皮细胞表面进行定殖,降低病毒、细菌及寄生虫感染,见彩图1-2-2。作为免疫调节剂,HMO能够通过多种机制支持小肠屏障功能、调节免疫,见彩图1-2-3。

图1-2-2 HMO在小肠内的功能概述

图1-2-3 母乳低聚糖(HMO)影响宿主免疫功能的潜在机制

HMO通过上皮屏障影响固有免疫:①HMO减少小肠隐窝上皮细胞增殖;②增加小肠上皮细胞成熟;③增加屏障功能;④可能影响杯状细胞功能,如低聚半乳糖所示;⑤直接影响上皮免疫基因的表达;⑥通过微生物群间接影响上皮免疫基因的表达;⑦作为益生元促进健康细菌的生长,包括双歧杆菌和类杆菌;⑧通过结合管腔中的病原体或抑制与细胞表面聚糖受体的结合来抑制细菌和病毒的感染;⑨影响免疫细胞群和细胞因子分泌。⑩HMO被吸收到血液中;HMO在血液中影响单核细胞、淋巴细胞和中性粒细胞与内皮细胞的结合;HMO在血液中影响血小板-中性粒细胞复合物的形成。

此外,HMO还能够调节肠道上皮细胞的响应、减少细胞生长、诱导细胞分化和细胞凋亡。经唾液酸化的低聚糖也是唾液酸的良好来源,促进大脑发育,这点在第二章第二节中有进一步详述。

图1-2-1 HMO基本结构示意图(A)。如果n=0,乳糖骨架与岩藻糖苷或唾液酸残基直接相连形成母乳三糖,如2′-岩藻糖基乳糖(B)。如果n>0,形成复杂的HMO,有分支,被岩藻糖苷或唾液酸残基修饰(C)。

(二)维生素及矿物质

母乳中所有维生素和矿物质浓度低于牛乳,但维生素和矿物质生物利用率高,能更好地被吸收,尤其是铁、锌、钙,其中铁的吸收率为50%~75%,远高于配方奶粉5%~10%的吸收率。此外,相对于婴幼儿配方奶粉,母乳中还有更多含量的硒(抗氧化剂)。

很多微量营养素会随着母亲饮食和体内贮存情况而变化,包括维生素A、B1、B2、B6、B12、D及碘。母乳中多数维生素都足以支持婴儿的正常生长,除了维生素D和K。正常情况下,维生素D在出生时储存,在生后8周内耗尽。经纯母乳喂养获得的维生素D约10IU/d(冬天)~20IU/d(夏天),明显低于推荐摄入量。故母乳喂养婴儿有维生素D摄入不足、骨矿化不足,继发佝偻病的风险。日光不足的地区其风险进一步增加。母亲每日补充400~2 000IU维生素D能增加母乳中维生素D水平,但只有高剂量(2 000IU)才能使婴儿的25-OH-D达到理想水平。对母乳喂养儿推荐日光暴露和补充维生素D 400IU/d,根据季节、地区、是否早产而调整用量。维生素K在母乳中含量极少,初乳约0.8~4.8μg/ml,成熟乳0.4~2.8μg/ml。因此各国推荐肌内注射或口服维生素K防止新生儿出血性疾病,但至今尚无统一标准。

二、早产儿母乳相关的活性物质

母乳中含有大量活性物质,尤其是初乳。目前已经了解母乳中含有13种以上生长因子、68种细胞因子、415种蛋白、200种以上母乳低聚糖以及大量中链脂肪酸和免疫细胞等。这些物质为婴儿提供免疫保护、促进婴儿各个器官的发育。本节重点综述非细胞类的生物活性物质,包括具有免疫活性的抗菌因子、抗炎因子、免疫调节因子,以及能够促进大脑发育的脂肪酸、生长因子。母乳中的活性物质往往具有多种功能,本节主要聚焦早产儿的免疫与神经发育两个重点进行阐述。

(一)免疫活性物质

1.抗菌因子

新生儿出生后会立即接触到大量微生物,如母亲皮肤微生物、医院环境微生物等。早产儿胎盘IgG传递缺失、免疫系统更加不成熟,更易受到感染。母乳中含有多种特异性抗菌物质,如分泌性免疫球蛋白A(secretory immunoglobulin A,sIgA)、乳铁蛋白、α-乳清蛋白、溶酶菌、防御素等,保护新生儿免受各种致病菌的感染。如sIgA能阻碍微生物病原体在上皮定植、中和细菌毒素;乳铁蛋白能杀灭肠道细菌、白念珠菌;溶菌酶能溶解特定细菌细胞壁的肽聚糖;防御素抑制HIV-1复制,破坏大肠杆菌;α-乳清蛋白不仅是乳糖合成酶的一部分,也能杀死肺炎链球菌。

不同哺乳阶段,母乳中抗菌物质含量有很大差异。初乳中各种免疫活性物质均很高,如sIgA浓度可达2 149μg/ml,成熟乳中浓度为861μg/ml。相对初乳而言,成熟乳中抗菌物质的浓度低,但正常母亲每日可泌乳470~1 350ml,也就是说婴儿能摄入的抗菌物质总量不会减少。随着婴儿辅食的添加,虽然母亲的泌乳量下降,但是抗菌物质浓度增加(图1-2-4),以满足婴儿的生长发育需要。当母亲和/或婴儿受到感染时,母乳中sIgA、IgG、IgM和乳铁蛋白浓度都会增加,且具有显著性差异。因此,母亲进入新生儿病房接触早产儿所处的环境,有利于母乳中出现针对医院环境的特定抗体。

图1-2-4 母亲在健康和感染状态下,哺乳期乳汁中各抗菌物质含量变化

sIgA是母乳中最主要的抗体。对人类婴儿来说,孕晚期孕妇会通过胎盘传递IgG,生后初乳中基本都是sIgA(88%~90%),可保护新生儿和婴儿抵抗肠道和呼吸道病原微生物感染。母乳中sIgA可对以微生物为主的20余种环境抗原起反应,包括轮状病毒、大肠埃希菌、霍乱弧菌和沙门菌等肠道病原菌。

乳铁蛋白(lactoferrin,LF)是具有抑菌活性的铁接合蛋白,是母乳中含量第二的乳清蛋白。乳铁蛋白的结构特性使其能够免于在婴儿胃肠道内被消化,且在母乳喂养的婴儿粪便中发现了完整的乳铁蛋白。研究发现,哺乳早期(产后28天内)母乳中乳铁蛋白质含量4.91±0.31g/L(范围0.34~17.94g/L),成熟乳中乳铁蛋白质含量2.10±0.87g/L(范围0.44~4.4g/L)。乳铁蛋白易受温度影响,62.5℃下巴氏消毒30分钟后,仅有39%的乳铁蛋白存留,低温-20℃保存3个月后乳铁蛋白质含量下降63%,6个月后仅有20%的乳铁蛋白存留。

乳铁蛋白具有广谱抗菌作用。乳铁蛋白与铁元素具有高度的亲和性,在免疫球蛋白A和碳酸氢盐存在的情况下,它能快速吸收肠内铁元素,使细菌(尤其是大肠杆菌和念珠菌)失去生长所需的基本元素铁而失活,达到抑菌效果。此外,乳铁蛋白能够抑制大肠埃希菌黏附到细胞上,预防腹泻。

溶菌酶(lysozyme)是一种低分子量的水解酶,能水解N-乙酰胞壁酸(N-acetylmuramic acid,Mur-NAc)和2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡萄糖残基(2-acetamido-2-deoxy-D-glucan,Glc-NAc)间的β-1,4糖苷键。对于革兰氏阳性菌,溶菌酶能直接促进细菌壁外层肽聚糖Glc-NAc和Mur-NAc之间的β-1,4糖苷键水解,使细菌溶解。对于革兰氏阴性菌,溶菌酶与乳铁蛋白协同作用,乳铁蛋白与细菌细胞壁外层的脂多糖紧密结合,释放脂多糖,使溶菌酶得以破坏细胞壁内层的肽聚糖结构,起到杀菌作用。

2.抗炎因子

母乳中含有丰富的生物活性物质,往往具有多种功能,如上所述的乳铁蛋白除具有抗菌活性外,还具有抗炎、免疫调节的功能。母乳中其他的抗炎因子如前列腺素E2、表皮生长因子、皮质醇、PAF-乙酰水解酶、白细胞介素IL-10、转化生长因子TGF-β1等。这些物质可使抗菌物质在对抗肠内感染时不会产生明显的肠道炎症临床症状,降低组织损伤程度。

3.免疫调节因子

母乳中含有多种细胞因子、趋化因子和受体,这些物质具有多种免疫调节活性,如增强细胞免疫、体液免疫、巨噬细胞活性以及增强抗炎效果。细胞因子主要包括集落刺激因子(colony stimulating factor,CSF)、白介素(interleukin,IL)、生长因子(growth factor,GF)、干扰素(interferon,INF)等。表1-2-2列举了母乳中部分免疫活性成分。

表1-2-2 母乳中部分免疫活性成分

(二)生物活性物质

1.表皮生长因子

表皮生长因子(epidermal growth factor,EGF)是一种单链多肽,能抵抗胰蛋白酶,具有耐热耐酸作用。EGF广泛存在于体液和多种腺体中,也是人类和其他哺乳动物母乳中的一种重要成分,EGF能够刺激胃肠道和其他组织细胞的增殖和分化,可促进肠道黏膜损伤的修复,还能够通过抑制胃酸分泌来保护胃黏膜以及促进肠道营养物质的转运。羊水中也含有EGF,而且随着妊娠期进展,羊水中的EGF含量逐渐升高,胎儿吞咽羊水能够摄入EGF以促进肠道发育。羊水和母乳中的EGF是母体对其分娩新生儿的一种适用性保护反应。表皮生长因子受体广泛分布在胃肠道中包括胃、十二指肠及小肠组织。

母乳中的EGF水平,以产后最初几天的初乳阶段最高,成熟乳中的水平逐渐下降至5.0~6.7nmol/L。研究证实,足月儿与早产儿母乳的EGF水平差异显著,极早产儿的母乳中EGF水平高50%~80%,早产儿母乳中的EGF含量与新生儿胎龄以及出生体重存在显著的负相关关系。虽然保护机理尚不明确,但动物实验证实,母乳中高水平的EGF与预防新生儿坏死性小肠结肠炎等肠道疾病有关。

2.胰岛素样生长因子-Ⅰ

胰岛素样生长因子-Ⅰ(insulin-like growth factors-Ⅰ,IGF-Ⅰ)由肝脏分泌产生,作为细胞增殖的强力分裂素,通过营养物质-胰岛素-IGF-Ⅰ代谢轴调节机体生长发育,对脑、肌肉、骨骼和血管等的生长起重要作用。乳腺上皮细胞通过分泌IGF、IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ,刺激乳汁分泌和乳腺血流,说明IGF对于支持泌乳建立非常重要。口服IGF-Ⅰ能够增加肠道细胞DNA合成,使小肠绒毛增长,增加肠黏膜厚度,从而促进肠道生长发育,增加肠道水解酶活性,例如增加乳糖酶活性以改善碳水化合物的吸收利用。母乳中的IGF-Ⅰ在胃肠道稳定,不易被降解,特别是早产儿肠道通透性高,更有利于母乳中IGF-Ⅰ的吸收利用。IGF-Ⅰ是早产儿的生长发育的重要调控激素之一,也被视为监测早产儿生长发育的一个指标。

3.脂联素

脂联素(adiponectin,APN)是脂肪细胞分泌的具有生物活性的一类蛋白质因子。APN可与骨骼肌、肝脏细胞膜上的G蛋白偶联受体、Ⅰ型Ⅱ型受体特异性结合,进而调节脂肪酸氧化和糖代谢,可增加胰岛素的敏感性调节脂质和糖代谢,加强胰岛素促进肝糖原合成,抑制糖异生作用,对机体的脂质代谢和血糖调控起到重要调节作用。新生儿血清脂联素水平是成年人的2~3倍,有研究认为胎儿小肠可表达脂联素受体,母乳喂养可使APN直接作用于婴儿肠道,对婴儿肥胖起预防作用,也对子代成年肥胖的预防有重要意义。同时,APN还有直接抗炎功能,可降低巨噬细胞迁移,减少趋化因子的产生。

影响母乳APN水平的因素包括哺乳阶段、分娩方式、母亲BMI指数等,初乳阶段APN浓度较高,随着哺乳期的延续,母乳中APN呈下降趋势。母乳APN水平还与母体肥胖BMI水平正相关。

(三)促进神经发育的活性物质

人类大脑比其他哺乳动物更加发达,大脑发育最快的阶段是胎儿期最后3个月和生后最初2年。2岁时大脑重量已达到成年大脑的80%。母乳中含有多种生物活性成分,满足婴儿大脑发育的需要。如二十二碳六烯酸和花生四烯酸通过促进健康的神经系统生长、修复和髓鞘化,参与婴儿早期神经系统的发育。

1.长链多不饱和脂肪酸(long-chain polyunsaturated fatty acid,LCPUFA)

母乳中长链多不饱和脂肪酸含量占总脂肪酸含量的约22%。两种必需脂肪酸(essential fatty acid,EFA)包括亚油酸(C18:2n6)、α-亚油酸(C18:3n3)含量最高,分别占总脂肪酸含量的14.88%和2.02%,分别是n-3和n-6系列必需脂肪酸的母本。亚油酸可转化为花生四烯酸(AA,C20:4n6),α-亚油酸可转化成二十碳五烯酸(EPA,C20:5n3),后者又转变为二十二碳六烯酸(DHA,22:6n3)。母乳中DHA和AA的含量分别占总脂肪酸含量的0.35%和0.49%。

LCPUFA对婴儿中枢神经系统发育和视觉发育具有重要作用,详细内容请见第二章第二节。这一作用还要部分归功于n-3LCPUFA和n-6LCPUFA含量的平衡。n-6 LCPUFA和n-3LCPUFA的平衡能够影响炎症反应、脂质过氧化作用、生物膜功能,从而促进脑、视网膜、肺以及其他器官的发育成熟。

2.唾液酸

母乳的唾液酸主要存在于不同类型的唾液酸糖缀合物中,如低聚糖、糖脂和糖蛋白。研究发现,初乳中唾液酸浓度最高,产后3个月成熟乳中唾液酸浓度下降近80%,早产母乳中唾液酸含量高于足月母乳。大部分配方奶粉中唾液酸含量小于成熟乳中的1/4,且多与糖蛋白结合,而母乳中唾液酸多与低聚糖结合,占总唾液酸的73%(图1-2-5)。

(四)其他物质

1.激素

(1)生长激素:

母乳生长因子(human milk growth factor,HMGF)包括HMGF-Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ,HMGF-Ⅲ能够刺激DNA合成和细胞增殖,体外实验显示HMGF可能有效刺激小肠黏膜质量的快速增加,有效激发靶器官的生长,并可能产生营养程序化作用。

(2)瘦素:

瘦素(leptin)是一种食欲控制因子,在身体脂肪组织比例、食物摄入和体重调控方面具有重要作用,也可调节能量消耗并可作为胰岛素的调节激素。

图1-2-5 母乳及配方奶粉中与低聚糖、蛋白质、脂质结合的唾液酸及游离唾液酸占比

瘦素不仅由成熟的脂肪细胞产生,瘦素mRNA也存在于母乳、胎盘和胎儿体内,乳汁中的瘦素与母亲血液循环的瘦素水平相关,也可由乳腺组织表达合成。母乳中的瘦素可被婴儿摄入并发挥作用,研究者认为,新生儿期摄入的母乳量与13~16岁时的血清瘦素呈负相关,因此认为婴儿在生命早期获取母乳量越多,体内瘦素越能对婴儿的能量代谢平衡产生积极影响,预防肥胖。有学者认为母乳瘦素可能通过以下途径调节新生儿生长发育:①与乳脂中脂肪球结合,调节脂肪酸的消化吸收;②与肠道瘦素受体结合,调节肠道发育;③经肠道吸收,通过血液循环作用于瘦素受体。

母乳中瘦素水平受到哺乳阶段、婴儿情况的影响,初乳中的瘦素浓度高于过渡乳,早产母乳的瘦素水平低于足月母乳。研究证明,瘦素和胰岛素在调节早产儿生长代谢方面发挥重要作用,两者相互调节促进体质量增长,又不至于过快增长,以保持与其他器官的发育同步,但其作用机制有待进一步探讨。

2.骨桥蛋白

骨桥蛋白(osteopontin,OPN)是一种高度磷酸化的糖蛋白,最早发现于骨基质和牙齿中,由于最初发生这种唾液酸糖蛋白是细胞骨基质中的产物,并能与细胞基质中的矿物质形成桥连,因此被称为“bone sialoprotein”,Oldbelg等在1986年将其命名为骨桥蛋白(OPN)。现在发现OPN在骨、软骨、血、尿、乳汁、子宫、肾、胎盘等广泛分布,可表现多种生物学活性,除刺激钙转运和磷脂酰肌醇激酶活性、调节成骨细胞、破骨细胞与骨组织黏附以外,还参与神经发育、免疫调节、细胞凋亡、血管重塑等,也在胚胎着床以及发育分化过程中起着重要作用。母乳中骨桥蛋白的意义和价值目前尚未充分阐明。

母乳中OPN水平(138mg/L)约占总母乳蛋白质含量的2.1%,远高于牛奶(18mg/L)和配方奶粉(9mg/L)中的水平。在一项配方奶粉中添加OPN的研究中证实,添加OPM的实验组婴儿血清中促炎因子(TNF-α)水平较低,并改善免疫水平,总患病天数减少。另一项早产小猪的研究中发现使用添加OPN的配方奶粉喂养时,NEC发生率更低,提示OPN对于早产儿来说有重要意义。

3.微小核糖核酸

微小核糖核酸(microRNA,miRNA)发现于1993年,是一种小的内源性非编码RNA分子。miRNA能通过抑制mRNA蛋白质翻译或降解mRNA而调节基因的表达。在哺乳动物细胞中miRNA能够调节高达50%蛋白质合成(基因表达),调节一系列的生物进程。除了调控正常的生理进程之外,miRNA可能与多种疾病有关,如癌症、自身免疫疾病、肠胃疾病以及生殖系统疾病,此外miRNA也调节哺乳动物免疫系统,如调节T细胞和B细胞发育、释放炎症调节因子、中性粒细胞和单核细胞的增殖以及树突细胞和巨噬细胞的分化等。

miRNA存在于人体体液中,2010年N Kosaka等人在母乳中发现miRNA的存在。到目前已发现母乳中含有1 195种已知miRNA,经预测母乳中可能含有超过5 000种新型miRNA。miRNA在乳腺细胞、脂肪球及脱脂乳中均可存在。研究发现,后半部分母乳比前半部分母乳的miRNA含量更高。哺乳期前6个月乳腺细胞和脂肪中总miRNA的浓度没有变化,但是miRNA组成发生了变化。母乳miRNA主要是在乳腺上皮细胞中内源合成。了解在孕期和哺乳期控制乳腺miRNA合成的因素十分必要,因为其可能影响母亲乳腺及婴儿的健康发育。

母乳中miRNA能在极低酸性条件(pH值1.0)保持稳定,这说明母乳miRNA能耐受婴儿的酸性胃肠环境并可被吸收到肠道从而发挥免疫系统调控作用。母乳冻融并不会降解miRNA;此外,miRNA被包裹在复合物内,具有核糖核酸酶(RNase)抗性。因此母乳miRNA具有通过母乳传递给婴儿并被婴儿肠道吸收的可能。

母乳中大部分miRNA具有免疫活性(表1-2-3)。它们能够参与免疫系统的多种免疫调节机制,如调节B细胞和T细胞的分化和发育、调节固有免疫和适应性免疫响应。另外,miRNA在自身免疫疾病中也起到重要作用,如预防和改善炎症性肠病的发展。miRNA还用作母乳标记物来诊断免疫紊乱。

表1-2-3 参与免疫调节的部分miRNA

母乳miRNA参与乳汁的脂肪代谢,在哺乳期乳房脂肪的代谢与合成中起到重要作用。例如,miR-33能够调节细胞内胆固醇的稳定。miR-125a-5p能够调节ORP9(一种蛋白质),ORP9参与各种脂肪代谢进程。另外,母乳miR-103能够调节脂肪合成,促进脂肪球合成,促进甘油三酯和不饱和脂肪酸的积累。

母乳miR-375作用于胰岛,被应用于在胰岛素增加时正常的葡萄糖动态平衡。母乳miR-148a-3p调节DNA甲基转移酶(DNMT1),参与肝脏发育,并且也作为一种肿瘤抑制剂。母乳中含量丰富的let-7家庭的一些成员在各种生物功能发挥重要作用,如控制细胞的分化并影响生长发育。

婴儿喂养、生产方式、泌乳阶段、婴儿性别、母婴健康状态等因素可影响母乳miRNA的组成和含量。免疫调节的miRNA可能受母婴的健康状态影响,动物研究证据支持乳汁中miRNA能够作为评价泌乳期乳腺健康状态的工具,并对治疗做出反应。miRNA作为标记物使用还刚起步,最近一些研究提出miRNA可作为乳腺癌等异常情况的标记物,也可作为泌乳性能和乳腺炎的标记物。

miRNA作为必须的调节因子,参与很多器官发育及生理功能进程,如心脏功能或心血管发育、免疫保护等。但是目前对miRNA的研究还处于初始阶段,对于影响miRNA的因素、miRNA对泌乳期乳腺及婴儿的影响及miRNA诊断标记物的研究还需要进一步深入研究。

4.消化相关酶

母乳含有一系列消化酶类,其中多数含量高于牛乳。这些酶主要来源于血液、分泌上皮细胞或由乳腺本身合成,并在婴儿体内激活,具有催化活性和特异性,对婴儿消化功能有益。目前对母乳中不同酶类的具体功能仍未阐明。

母乳中的脂酶主要包含2类,一类胆汁盐能刺激其活性;另一种胆汁盐能抑制其活性,血清可促进其活性。第一类脂酶在母乳中没有活性,对底物的特异性要求也不高,具有足够的稳定性,高浓度的胃蛋白酶只能缓慢地使其失活,当在母乳中加入胆汁盐或母乳到达十二指肠与胆汁盐混合后才被激活,到达十二指肠后有助于婴儿对脂肪的消化吸收;后一种脂酶的生理底物是低密度脂蛋白上的三酰甘油,因此这种脂酶也称作脂蛋白脂酶。由于母乳中脂肪并不是这种酶的良好底物,并且它在婴儿胃肠道中很容易失活,在母乳或母乳喂养婴儿肠道中的作用仍需进一步探索。

母乳中的淀粉酶含量较多,一般介于1 500~1 200U/L之间,在胃肠道中能稳定存在。淀粉酶可通过水解淀粉、糖原和其他多糖、寡糖,促进婴儿对碳水化合物等物质的消化吸收。

随着基因和蛋白组学的飞速发展,近年来母乳中新发现数百种蛋白及多肽物质,在婴儿胃肠中表现出明显的蛋白质选择性和特异性,对婴儿消化吸收、免疫调节具有一系列重要调节作用。研究还发现母乳中含有多种蛋白酶、酶原(蛋白酶前体)、蛋白酶激活剂和蛋白酶抑制剂的混合物,以及各种蛋白水解系统成分,包括纤溶蛋白、组织蛋白酶、弹性酶、磷脂蛋白和羧肽酶系统。这些研究证实了母乳中的这些酶有助于调节婴儿胃肠道消化排空时间,对底物的选择性和蛋白质消化起到协调作用。未来仍需要进一步探索母乳中消化酶的多样性和生物活性,了解更多酶类在婴儿体内的独特功能。

一般泌乳阶段会对酶浓度或活性产生影响,分娩不久的母乳中酶含量较高,以后逐渐下降。母亲营养状况、出生胎龄也会对其活性产生影响,早产儿胰脂酶和胆汁盐分泌较少,酶活性较低。

(五)早产儿与足月儿母乳成分的比较

母乳成分与含量具有高度动态性,可因分娩孕周和哺乳期等不同而异。早产儿亲母母乳作为早产儿肠内喂养的最优选择,其成分与足月儿的母乳成分具有较大差异(表1-2-4)。除这些宏量和微量营养素水平的不同外,也与其免疫调节、神经发育、胃肠道成熟等方面息息相关。

表1-2-4 哺乳期8周内早产儿与足月儿母乳成分的差异

注:早产儿母乳与足月儿母乳相比,*p < 0.05。

相比于足月儿母乳,早产儿母乳中蛋白质、脂肪、游离氨基酸都更高,以满足早产儿更高的营养及代谢需求。早产初乳蛋白质含量显著高于足月初乳蛋白质含量,且随泌乳时间延长,两者差异逐渐缩小。早产母乳中乳糖含量更低,随着胎龄增加,乳糖浓度增加。HMO含量在早产儿母乳中含量更高,且在不同人群和不同哺乳期之间存在较大差异。早产儿母乳的矿物质含量与足月母乳相似,但其钙含量明显低于足月母乳,而铜和锌含量均高于足月母乳。

尽管早产儿亲母母乳成分中蛋白质、脂肪等含量已有所提高,仍不能完全满足早产儿追赶生长的高营养需求,且随着哺乳期延展,母乳中这些营养素的含量进一步下降。据欧洲儿科胃肠病学、肝病学和营养学会(The European Society for Paediatric Gastroenterology Hepatology and Nutrition,ESPGHAN)研究报道,未强化的早产儿母乳不足以满足大多数早产儿对蛋白质、钙、磷、铁、锌等宏量及微量营养素的需求(图1-2-6),因此需要结合生长速率及追赶生长情况适时实施母乳强化策略。

图1-2-6 早产儿各营养成分所需与母乳对应成分含量比较

另外,早产儿母乳中sIgA、表皮生长因子和乳铁蛋白等活性物质中的含量高于足月儿母乳中相应成分,尤其在初乳和早期乳中最为显著。胎龄越小,其母亲初乳中保护性因子的含量越高。

三、母乳中的细胞

微生物学家Anthony van Leewenhoek(1632—1723年)首次发现了人类乳汁中的细胞。科学家对初乳进行显微镜观察注意到了初乳中出现的细胞,并命名为“颗粒状小体”或者“初乳小体”。在1868年,Beigel明确将这些小体描述为细胞。母乳中的细胞包括上皮细胞、免疫细胞、干细胞等,其细胞数量可达数千万,各细胞成分和数量的波动范围较大,与哺乳阶段、母婴的健康状态相关。

(一)免疫细胞

1.白细胞

母乳中的白细胞来自母体淋巴系统。白细胞通过淋巴管及体循环迁移到乳腺中,然后通过细胞旁路途径转移到乳腺腺泡内腔,成为母乳的组成成分。但并非所有白细胞都能够通过这一途径进入母乳中。对母乳及血液中白细胞功能的研究发现,母乳中T细胞和巨噬细胞更加能动,提示白细胞从母亲循环系统到乳汁的迁移是具有选择性倾向。近期研究发现,相较于外周血,初乳含有特殊的淋巴细胞分布。初乳淋巴细胞富含具有效应功能的亚型细胞(如CD57+T淋巴细胞),提示从母亲到婴儿固有免疫的迁移具备快速、专一的抗原响应。

母乳中的白细胞包括粒细胞和单核白细胞,后者包括淋巴细胞,单核细胞和巨噬细胞。巨噬细胞是初乳中的主要白细胞类型(占总白细胞的40%~50%),其次是多核中性粒细胞(占总白细胞的40%~50%)和淋巴细胞(占总白细胞的5%~10%)。淋巴细胞由占大部分的T淋巴细胞(约83%)和少部分的B淋巴细胞(4%~6%)构成。成熟乳中关于白细胞亚型所占比例的研究较少。

虽然白细胞存在于所有哺乳动物的乳汁中,但种属间的白细胞含量和组成都有很大差异。在不同的哺乳动物中,乳汁中白细胞含量受基因、泌乳生理进化以及环境因素的影响。Boutinaud和Jammes概述了不同哺乳动物乳汁中白细胞和上皮细胞的含量,牛、绵羊、山羊及猪乳汁中都有大量的白细胞,且含量高于人乳细胞。只有猪乳汁中白细胞与人乳白细胞最为接近。同一物种由于不同因素影响,乳汁中白细胞含量和组成也存在差异。

2.影响母乳中白细胞含量的因素

母乳中白细胞含量除了受物种、个体差异影响外,同一个体母乳中白细胞含量也受到泌乳阶段和母乳喂养母婴健康状态影响,膳食对母乳白细胞的影响还未研究。流式细胞仪成为测定乳汁中白细胞含量及组成的新方法,在一定程度上避免了依据细胞形态学分析产生的误差。

通过对100位印度母亲在婴儿出生后7天内的母乳细胞研究发现,白细胞数量会在第五天时候达高峰。初乳中白细胞占总细胞含量的13.2%~70.4%。母婴健康状态下,过渡乳和成熟乳中白细胞含量很低。产后1周白细胞浓度迅速下降到基线水平(过渡乳0~1.7%,成熟乳0~1.5%),并在整个哺乳期保持稳定(感染情况除外)。成熟乳中最低白细胞浓度在个体间和个体内都会有波动,整体在0~2%的状态。虽然成熟乳白细胞浓度较低,但是从婴儿摄取白细胞的角度看,在生后2周后泌乳量达470~1 350ml,含有白细胞在200~26 000个/ml。因此,正常情况下,母乳喂养的婴儿每日可摄入9.4万~351万个白细胞,其中90%以上具有活性,能够发挥抵御感染的免疫功能。

当母婴出现感染时,白细胞浓度持续快速增加,疾病恢复后降到基线水平。病毒、细菌或真菌感染能够刺激母乳中细胞免疫响应。这些感染可以是母亲全身性感染(如流感)、乳房感染(如乳腺炎、乳头疼痛、或乳导管堵塞)或者其他器官感染(肠胃道、眼、耳),也可以是婴儿感染如流感、麻疹或肠胃道感染。尤其当母亲发生乳腺炎时,母乳中白细胞由总细胞含量的1.09%急剧增加到93.6%。白细胞种类多为效应细胞,如单核细胞、巨噬细胞、树突细胞、协助性T细胞、细胞毒性T细胞、自然杀伤性细胞以及少量B淋巴细胞。当婴儿发生呼吸道感染或麻疹时,母乳中白细胞含量上升,具有显著性差异。研究者推测,母乳喂养时通过婴儿吸吮过程中的奶汁回流过程,婴儿口腔中的乳汁倒流到母亲的乳腺,引发感染与免疫应答反应。

3.白细胞的功能及潜在应用

目前的研究发现,母乳白细胞能帮助婴儿自身免疫系统的发育以及直接杀死病原菌。这些白细胞通过吞噬作用、分泌杀菌因子(如sIgA)或者抗原呈递来发挥免疫功能。这种免疫保护不仅在婴儿肠道内起作用,也在白细胞迁徙至其他组织中起作用。

母乳白细胞不仅为婴儿提供免疫保护,也给哺乳期母亲的乳腺提供保护。哺乳期由于乳房排空不足、乳导管堵塞、微生物入侵、乳头损伤等都易导致急性乳腺炎、乳腺脓肿和败血症,会促使白细胞向被感染位点转移,母乳中白细胞含量剧增,从而发挥抵御感染作用。因此,母乳白细胞能作为哺乳期乳腺健康状态的快速评价工具,便于及时调整治疗方案,控制乳腺感染。

(二)母乳干细胞

1.母乳干细胞的发现及分化潜能

干细胞是具有分化能力的细胞,尚未分化成某种专一细胞(如神经细胞),具有自我更新和分化的功能。干细胞根据分化能力可分为全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞(仅能分化成1种组织或器官,即祖细胞)。多能干细胞最典型的代表为胚胎干细胞。除胚胎外,成人组织(如大脑、骨髓、血液、骨骼肌、子宫内膜、肠胃道、膀胱、乳腺等)中也存在一定数量的干细胞,并且具有不同的分化潜能。如利用先进的体内/体外实验,已经证实乳腺中存在具有两种分化能力的乳腺干细胞。

研究发现,母乳中存在多种细胞,包括免疫细胞、上皮细胞及具有不同形态的上皮细胞亚型。研究者推测,每种上皮细胞亚型代表乳腺发育的不同阶段,这些细胞都具有长成母乳细胞并进一步形成上皮细胞簇的能力。2007年Cregan等第一次提出,母乳中含有干细胞和祖细胞。他发现从母乳中分离的细胞在体外培养后可形成细胞簇,其中含有表达CK5(乳腺干细胞标志物)的细胞和干细胞标志物巢蛋白阳性的细胞。进一步研究发现母乳来源的细胞中表达乳腺干细胞标志物CD49f及上皮祖细胞标志物p63。这些细胞在体内具有多潜能特点,不仅能自我更新,还能分化为两种主要的乳腺上皮细胞系,合成乳汁蛋白的CK18+腔细胞和CK14+肌上皮细胞。

Hassiotou等人发现母乳细胞中含有能够表达OCT4、SOX2、NANOG的基因,这些基因是控制胚胎干细胞(human embryonic stem cell,hESC)自我更新和分化的基因,将这些细胞称之为人乳干细胞(human breastmilk stem cell,hBSC)。研究发现,hBSC和hESC不仅在基因表达方面具有相似性,体外培养的形态上也具有相似性。体外分化实验证明,hBSC与hECS相似,具有多向分化功能,不仅能分化为合成和分泌乳汁蛋白的乳腺细胞系,还能以自发或直接的方式分化为其他细胞系,包括神经元、心肌细胞、成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、肝细胞、胰腺β细胞。

2.母乳干细胞的功能及应用前景

研究显示,在母乳喂养期间,每日有数千到数百万母乳干细胞进入子代胃肠道中,并通过血液循环,进入机体不同组织,分布到脑、胰、肝脾肾、胸腺等,分化为有功能的对应细胞。这些携带全部遗传物质和相关成分的母体细胞被转移到婴儿的全身组织器官中,对促进婴儿生命早期的发育至关重要。这一现象称作微嵌合体(microchimerism),这个过程有助于组织稳态、修复及自我更新。这种母体微嵌合现象,最初发生在宫内母胎之间通过胎盘进行干细胞交换,在子代出生后,再通过母乳喂养方式继续进行,以促进母婴之间形成良好的免疫耐受性,使建立在胚胎时期的免疫耐受性得到进一步强化和完善。细胞信息研究发现,信使RNA(mRNA)和miRNA同时存在嵌入在微囊中通过母乳转运到婴儿机体细胞,并在新环境中翻译发挥作用。配方奶粉中缺乏人乳活性细胞成分,不可能完全像母乳一样有效促进婴儿发育。

母乳干细胞具有广阔的应用前景。在再生医学领域,把干细胞移植到损伤的组织,通过干细胞自身分化和再生,恢复其功能。如儿童脑发育和损伤、成人神经系统疾病(阿尔茨海默病、帕金森综合征)等,可通过把干细胞移植到受损部位,通过协调、修复和再生取代受损神经细胞。相较于hESC,hBSC不涉及伦理问题、不形成肿瘤、来源丰富、吸乳即可采集,hBSC在再生医学研究领域具有广阔的前景。

母乳干细胞或有助于疾病的预防、治疗和研究。研究显示,母乳干细胞分化为细胞的能力类似于合成胰岛素功能的胰腺β细胞以及合成白蛋白的功能性肝细胞,为糖尿病与肝病的治疗带来应用前景。母乳干细胞中的细胞基因表达的研究可用于了解乳腺的生理和病理、评估乳腺组织分化和功能潜力的指标,研究泌乳问题如乳汁过少或过多等,早产儿母亲泌乳延迟问题。乳腺癌诊治和研究:相对于正常的母乳干细胞的表达,乳腺癌组织的干细胞表达更紊乱,这种异常表达可能也是导致乳腺癌的原因。对母乳中细胞群的鉴定为研究这些自我更新细胞的调节机制提供了新思路。各项干细胞的潜在应用尚待进一步研究。成立母乳干细胞库可为母乳干细胞的应用研究提供足够样本材料。

四、母乳中的微生物

(一)母乳微生物的特征

已有大量研究表明,母乳并不是无菌的。过去认为,母乳中细菌的存在可能提示母乳受到感染。现在研究证明,无论采用细菌培养还是分子生物学方法检测,健康母亲乳汁中都含有微生物。现在发现母乳中微生物种类已经超过200种,采用细菌培养检测的健康母乳中细菌数量在1 000CFU/ml左右。

经细菌培养检测到的母乳中细菌多为兼性厌氧菌,葡萄球菌属(Staphylococcus spp.)和链球菌属(Streptococcus spp.),主要是表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)和唾液链球菌(Streptococcus salivarius),还包括丙酸菌属(Propionibacterium spp.)和肠杆菌属(Enterococcus spp.)。使用选择性培养基,可在母乳中分离出乳酸杆菌属(Lactobacillus spp.)和双歧杆菌属(Bifidobacterium spp.)。母乳中的微生物随个体差异变化很大,不同个体母乳中微生物存在明显差异,即便同一个体,不同哺乳阶段不同健康状态母乳中微生物也存在差异。近年来,通过分子生物学检测方法进行母乳中微生物的检测,能够检测出利用培养基很难检测出的微生物如魏斯氏菌属(Weissella spp.)、假单胞菌属(Pseudomonas spp.)、韦荣球菌属(Veillonella spp.)等。采用DNA二代测序技术的研究结果显示,母乳中含量最丰富的菌属是葡萄球菌属(Staphylococcu spp.)、链球菌属(Streptococcus spp.)、沙雷氏菌属(Serratia spp.)、假单胞菌属(Pseudomonas spp.)、棒杆菌属(Corynebacterium spp.)、青枯菌属(Ralstonia spp.)、丙酸菌属(Propionibacterium spp.)、鞘脂单胞菌属(Sphingomonas spp.)以及慢生根瘤菌属(Bradyrhizobiaceae spp.)。

母乳中的微生物组,与人类微生物组中任何一种生态环境一样,并不是一个独立生态环境,而是一个相互关联的网络体系。通过对母乳中微生物生态群落研究发现,母乳微生物群落分布具有异质性和非随机性的特征。母乳微生物之间非随机的相互作用维持着群落稳定,稳定的环境对母婴健康有重要作用。一旦稳定的微生态环境被破坏,可能导致母婴不良反应。

(二)母乳微生物的来源

传统认为母乳中的细菌仅仅来源于母亲皮肤和婴儿口腔。据推测,婴儿在出生时通过母亲肠道和阴道微生物区域获得细菌,并在哺乳时经口将这些细菌转移到乳房皮肤,再到乳腺,这被称为肠乳腺途径(entero-mammary pathway)。Martin等人认为某些母体肠道细菌可通过内源途径到达乳腺。然而,细菌是如何逃避免疫系统穿过肠道上皮细胞到达乳腺的机制尚不清楚。肠道固有免疫细胞(如树突细胞或巨噬细胞)对这一迁移过程可能起到重要作用,它们扮演携带者角色,将细菌从肠道运送至乳腺。科学家已证实树突细胞能够打开肠道上皮致密连接,穿进肠上皮细胞,直接从肠腔中携带共生细菌,而不破坏上皮细胞屏障的完整性。巨噬细胞对于非侵害性细菌的肠外转移起到关键作用。此外,派尔集合淋巴结(Peyer’s patch)的M细胞层及淋巴滤泡对共生细菌也具有提取作用,此过程发生在树突细胞将提取出细菌运送至肠系膜淋巴结之后。Macpherson等人通过灌胃试验发现,共生细菌会在肠系膜淋巴结存活10~60小时。因此,一旦肠内生细菌进入树突细胞,就能借助肠系膜淋巴系统内的免疫细胞的传播到达其他位置。抗原刺激细胞能够从肠黏膜迁移至较远的黏膜表面,如呼吸系统、泌尿系统、唾液腺、泪腺及泌乳乳腺。

(三)母乳微生物的作用

益生菌(probiotics)一般定义为一定数量、能够对宿主健康起有益作用的活微生物。目前用于益生菌药物的大多数菌株主要来源于人体肠道原籍菌群,如双歧杆菌、乳杆菌、酪酸梭菌等。研究证实,益生菌具有以下作用:①刺激和调节宿主肠道的免疫功能:激活肠道单核细胞吞噬功能及抗原提呈功能,刺激sIgA的合成和释放,调节多种细胞因子合成和释放;②对肠道的非免疫作用:通过与致病菌竞争,形成不利于致病菌生长繁殖的微环境,生成细菌素抑制致病菌等。

母乳是婴儿益生菌的良好来源。无论是采用细菌培养的方法还是采用分子生物学的方法都能从母乳中检测到益生菌,如乳酸乳杆菌(L.lactis)、双歧杆菌属(Bifidobacterium spp.)、肠球菌属(Enterococcus spp.)、乳杆菌属(Lactobacillus spp.)、乳球菌属(Lactococcus spp.)、明串珠菌属(Leuconostoc spp.)、葡萄球菌属(Staphylococcus spp.)和链球菌属(Streptococcus spp.)能够抑制体内肠道病原微生物的生长,如阪崎肠杆菌属(Cronobacter spp.)、大肠埃希菌属(Escherichia spp.)、李斯特菌属(Listeria spp.)等。

研究发现,通过口服母乳中筛选出的益生菌L. fermentum CECT5716和/或L. salivarius CECT5713约21天能够有效治疗乳腺炎,治疗效果优于抗生素治疗。

(四)早产儿亲母母乳的微生物及其临床意义

早产儿亲母母乳的微生物组成具有高度个性化,并随时间推移而动态变化。分娩方式、泌乳阶段以及抗生素使用情况等因素对其组成影响较大,从而对早产儿早期的免疫功能、肠道健康及疾病易感性等产生潜在作用。深入了解早产儿亲母母乳的微生物特征,对母婴健康及疾病防治具有重要的临床意义。

与足月儿母乳相比,早产儿母乳中也含有葡萄球菌属(Staphylococcus spp.)、链球菌属(Streptococcus spp.)、双歧杆菌属(Bifidobacterium spp.)、乳杆菌属(Lactobacillus spp.)等,但其中双歧杆菌属、肠球菌属(Enterococcus spp.)含量较低,且胎龄越小,双歧杆菌属含量越少。随着泌乳阶段的变化,母乳中的不动杆菌属(Acinetobacter spp.)、单胞菌属(Stenotrophomonas spp.)及乳杆菌属含量增加,而葡萄球菌属和棒状杆菌(Corynebacterium spp.)含量减少,链球菌属含量在前8周呈抛物线样变化。

研究已证明,母乳微生物在肠道的定植可促进早产儿肠道微生物群的建立及免疫系统的发育,有益于其近远期健康,并预防早产儿坏死性小肠结肠炎等疾病的发生。而分娩方式(剖宫产)、母亲体重及抗生素的使用等多种因素都会对母乳中微生物的多样性和含量产生一定影响(表1-2-5)。

表1-2-5 影响母乳或婴儿肠道微生物的部分因素

剖宫产可延迟微生物群的正常定植,干扰免疫反应的建立及平衡,进而增加免疫和炎症疾病的发生风险。Asbury等发现,对早产儿使用抗生素会改变胃肠道中微生物群落的多样性和组成,并影响其患病风险。同时,母亲使用抗生素的种类和持续时间也会对母乳中的微生物产生影响。在产前或产后期间,母亲每日使用抗生素会使母乳中假单胞菌属(Pseudomonas spp.)等含量增加。尤其对于极低体重儿而言,其胃肠道变形杆菌含量(假单胞菌之一)的增加会使坏死性小肠结肠炎的发病风险大大提高。另有研究提示,使用抗生素后的母乳微生物群中存在不同的抗生素耐药基因。这些发现都提示我们,在临床工作中,不仅需要综合考虑分娩及治疗策略,也需强调对母亲及早产儿抗生素管理的重要性,尽可能减少不必要的抗生素使用、降低疾病发生风险并减少抗生素耐药性基因的传播。

五、母乳成分的影响因素

前文已介绍,母乳成分高度复杂且处在动态变化中,而母亲、婴儿及喂养中的众多相关因素都可影响母乳含量和成分的变化,对母婴健康产生深远影响。

(一)母亲因素

已有大量研究证明,母亲年龄、饮食、体重、分娩方式等多种因素影响着母乳中宏量及微量营养素的组成。

1.社会地域因素

母亲的种族、地理区域、经济状况以及教育水平的不同都会不同程度的影响母乳成分的组成。国外研究显示,不同国家母乳脂肪酸尤其是二十二碳六烯酸(DHA)含量存在明显差异,不同种族的母乳脂肪酸含量也有较大差别。另外,母亲经济及教育水平影响母乳中多不饱和脂肪酸、蛋白质及sIgA等含量,中国女性受过高等教育者与母乳中类胡萝卜素和生育酚的浓度呈正相关。

2.身体特征

母亲的BMI指数、年龄、孕前体重增量均与母乳各营养成分有相关性。母亲年龄可影响母乳中乳糖、脂质、蛋白质、钠、钙、初乳中免疫球蛋白的含量。母亲BMI越高,饱和脂肪酸浓度、n-6/n-3脂肪酸比率及瘦素含量越高,适当控制BMI增幅有助于乳汁营养成分含量更加均衡。

3.饮食及营养补充

母亲的膳食摄入是影响母乳成分的主要可干预因素,摄入量的变化会改变母乳中氨基酸、脂肪酸、碘、硒、烟酸、维生素B6、维生素B12、胆碱、维生素C、维生素A、维生素D、维生素K等含量。研究显示,母乳DHA含量与母亲食鱼数量呈正相关剂量效应关系,高脂膳食影响母乳中亚油酸和长链脂肪酸的变化。然而,目前研究尚未阐明不同膳食与母乳成分的关系,后续调查并调整母乳膳食的干预研究仍有较大空间。

另外,母亲在孕期及哺乳期补充叶酸、钙、碘及DHA等体内缺乏的营养素可引起母乳对应成分含量的增加,促进婴儿体内营养的平衡和正常的生长发育,这与相关膳食指南推荐一致。Kuitunen等发现,母亲孕期补充益生菌会引起母乳中IL-10含量升高以及IgA含量降低,其具体益处有待进一步研究。

4.分娩方式及胎次

不同分娩方式可影响初乳中蛋白质、碘、sIgA以及微生物等成分的含量。与阴道分娩相比,剖宫产母亲初乳中的蛋白质含量更低,碘、sIgA含量更高,但这种差异对母婴健康的影响仍需进一步研究。出生胎次也与母乳中成分变化有关,胎次增加会使母乳中蛋白质、脂质的含量升高,铁和免疫球蛋白含量也有所增加。因此,母乳喂养的高胎次婴儿将会接触到更多的活性物质,母乳中细胞因子含量也会相应改变。

除以上影响因素,母亲激素水平、疾病情况、抗生素使用、精神压力、饮酒吸烟史及体力活动情况也会影响母乳成分的含量。

(二)婴儿因素

婴儿出生体重、出生胎龄、性别、日龄是预测母乳成分的重要因素。其中早产与足月母乳的比较已在上一节详细阐述,现对其他因素对母乳的影响作一简单总结(表1-2-6)。

表1-2-6 影响母乳成分的婴儿因素

(三)喂养方法因素

母乳喂养的方法不同,母乳成分也有相应差别。与使用吸奶泵的母亲相比,直接母乳喂养的母亲母乳中含有更高的蛋白质、脂质、钠和钾。母乳的储存温度过高会降低母乳中脂质的含量,储存时间过长也会降低母乳中维生素C、sIgA,IL-8以及TGF-β1的含量。另外有研究发现,母亲右侧乳房的乳量通常大于左侧乳房,而在使用吸奶泵的早产儿母亲中,其左侧乳房显示出更大的产奶量,脂肪含量也更高。

每日母乳喂养时间也是喂养影响因素之一,母乳中的脂质、脂酶具有独特的昼夜节律,中午的母乳喂养可给予婴儿更高的能量和脂质。最新研究发现,母乳在08:00—12:00和16:00—20:00之间的乳量和脂质含量显著升高,而夜间母乳中褪黑素含量明显高于白天,可能对改善夜间睡眠有一定益处。

六、组学时代的研究进展

随着科学技术的飞速进展,人们对母乳成分的研究已不仅限于某单一成分的含量及功能,而是更多从整体的角度出发去研究母乳中基因、蛋白及其分子间相互的作用。近年来,对母乳的蛋白组学、代谢组学及微生物组学等研究已赋予传统研究新的活力,帮助我们更深入了解母乳中的功能成分及其动态变化。

在过去的几年里,越来越多的母乳代谢组研究描述了母乳不同时期的代谢特征以及个体差异。研究表明,母乳的代谢组随出生胎龄和哺乳期的不同而变化,以更好地满足新生儿的需要,特别是满足早产儿等特殊群体的要求。母乳代谢组学的分析还揭示了HMO等特殊成分的独特结构和功能,并在对母乳喂养新生儿或其母亲的尿液和血液样本检测中发现不同的代谢物,为我们全方位研究母乳成分及其功能提供新的方向和可能。通过代谢组及微生物组学研究等对母乳进行营养素、微生物及代谢物的综合分析,更多母乳中的微生物对新生儿微生物群的调节作用被认识,这些发现将有助于研究甚至预测母乳对新生儿近远期生长结局的影响。

关于母乳成分及功能的发现让我们认识到代谢组学的巨大潜力及应用前景,我们应充分发挥优势,推动母乳成分研究走向新的高度,通过更有效的母乳调节策略为母婴近、远期健康保驾护航。

【关键知识点】

1.早产儿母乳喂养临床实践操作中应避免脂肪的损失。

2.早产母亲乳汁中蛋白质含量高于足月儿母亲,但为了满足早产儿需求可能仍需强化。

3.早产母亲乳汁中含有丰富的免疫活性成分,且受环境及母婴健康状态的影响。

4.早产母亲母乳中的干细胞有可能有助于早产儿各器官的修复及发育。

5.早产母亲母乳成分受多种因素的影响。

6.母乳代谢组学的研究进一步推动母乳成分的研究。

(刘 俐)

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