母乳磷脂包被脂滴对婴儿肠道微生物群、代谢组及体重增加的调控作用

【字体: 时间:2025年05月15日 来源:Microbiome 13.8

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  为探究含大尺寸母乳磷脂包被脂滴的配方奶粉对婴儿的影响,研究人员开展随机对照试验,发现该配方可减少婴儿肠道条件致病菌(如肠杆菌、克雷伯菌),增加丁酸产生菌(如瘤胃球菌科、毛螺菌科),并调节代谢组,还能抑制体重过度增长,为优化婴儿配方提供方向。

  
母乳作为婴儿最理想的营养来源,其复杂的成分和结构一直是婴幼儿营养研究的焦点。母乳中的乳脂球(MFGs)具有独特的超分子结构,内部富含甘油三酯,外部包裹着由磷脂、鞘磷脂、糖脂等组成的乳脂球膜(MFGM),不仅为婴儿提供能量,还在肠道成熟、免疫发育中发挥关键作用,其成分更具有抗菌、抗病毒特性。然而,市售婴儿配方奶粉中的脂质滴通常较小(模式直径约 0.4 μm),且表面主要由蛋白质包被,与母乳中较大的乳脂球(模式直径约 4.2 μm)在结构和组成上存在差异。越来越多的证据表明,配方奶粉喂养的婴儿在后期发生肥胖等代谢性疾病的风险较高,这可能与肠道微生物群的定植模式及代谢互作有关。因此,开发结构和功能更接近母乳的配方奶粉,探究其对婴儿肠道微生物群、代谢组及生长发育的影响,具有重要的科学意义和临床价值。

来自美国加州大学圣地亚哥分校、英国帝国理工学院等机构的研究人员开展了一项随机双盲对照多中心临床试验(MERCURIUS 研究,NTR3683),旨在探讨含有大尺寸牛奶磷脂包被脂滴(模式直径 3–5 μm,商品名 Nuturis)的概念性婴儿配方奶粉(Test 组),与标准配方奶粉(Control 组)相比,对婴儿肠道微生物群成熟、代谢组及第一年体重增长的影响,并以母乳喂养组(Reference 组)为对照。该研究成果发表在《Microbiome》上。

研究主要采用了以下关键技术方法:

  • 16S rRNA 基因测序:对粪便样本中的肠道微生物群进行测序,分析菌群组成和多样性。
  • 1H 核磁共振(NMR)光谱液相色谱 - 质谱(LC-MS):检测粪便和血浆中的代谢物,分析代谢组变化。
  • 人体测量学:记录婴儿出生、3 个月和 12 个月时的体重、身长、头围等数据,计算 BMI、体脂厚度等指标。
    研究样本来自比利时、荷兰、法国和新加坡的 311 名婴儿,其中 223 名配方奶粉喂养婴儿随机分为 Test 组和 Control 组,88 名母乳喂养婴儿作为 Reference 组。

试验结果


1. 试验配方对粪便微生物群组成的积极影响


在 3 个月时,Test 组婴儿粪便中肠杆菌、克雷伯菌、肠球菌、链球菌等条件致病菌的丰度显著低于 Control 组,而瘤胃球菌科和毛螺菌科(均为丁酸产生菌)的丰度则更高。主成分分析(PCA)显示,Test 组的肠道微生物群成熟轨迹更接近母乳喂养组,表明试验配方可促进肠道菌群向健康方向发展。

2. 试验配方调节婴儿粪便和血浆代谢组


代谢组分析显示,3 个月时 Test 组与 Control 组在粪便和血浆代谢物上存在显著差异。Test 组粪便中丙二酸、尸胺、三甲胺等微生物代谢产物含量更高,血浆中苯乙酰甘氨酸(PAG)、马尿酸等微生物 - 宿主共代谢物水平也更高。此外,Test 组粪便中脂质排泄(如酰基肉碱、神经酰胺)与 Control 组存在差异,提示脂质代谢的改变可能与肠道微生物群的调节有关。

3. 试验配方抑制体重过度增长和肥胖


在 12 个月时,Control 组婴儿的 BMI 和皮下脂肪厚度(SUMSK)显著高于母乳喂养组,而 Test 组的体重增长和肥胖程度则明显低于 Control 组,与母乳喂养组更为接近。相关性分析表明,血浆中的某些甘油三酯(如 TG (17:2_34:3))与 SUMSK 呈负相关,提示试验配方可能通过调节脂质代谢影响体成分。

结论与讨论


本研究表明,含有大尺寸牛奶磷脂包被脂滴的配方奶粉可显著调节婴儿肠道微生物群组成,促进有益菌(如丁酸产生菌)的增殖,抑制条件致病菌的定植,并通过影响微生物 - 宿主代谢互作,调节胆汁酸、氨基酸、脂质等代谢通路,从而抑制配方奶粉喂养导致的体重过度增长和肥胖。这些结果为开发更接近母乳的功能性婴儿配方奶粉提供了新的思路,有望通过优化配方的脂质结构,改善婴儿早期肠道微生态,降低后期代谢性疾病的风险。

值得注意的是,试验配方中的脂滴结构不仅在物理尺寸上模拟母乳乳脂球,其成分(如磷脂、鞘磷脂、糖蛋白)可能通过提供微生物代谢底物、增强肠道屏障功能等机制发挥作用。例如,乳脂球膜成分已被证实具有抗菌活性,可减少病原体黏附,而丁酸产生菌的增加可能通过短链脂肪酸(SCFA)的抗炎和能量代谢调节作用,促进宿主健康。此外,试验配方对血清甘油三酯水平的影响,可能与母乳中脂质的消化吸收模式更相似,促进脂肪的氧化利用而非储存。

综上所述,该研究通过多组学整合分析,揭示了母乳模拟脂滴配方在婴儿肠道菌群 - 代谢 - 生长轴中的关键作用,为婴幼儿配方奶粉的功能化设计提供了坚实的科学依据,具有重要的临床转化价值和公共卫生意义。

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