哺乳期母体营养干预对人乳组成的影响：三项低资源环境随机试验的多组学证据

《SCIENCE》：Nutritional interventions’ impacts on human milk: Three trials in low-resource settings

　　

人乳（HM）组成具有可变性，可满足婴儿动态需求，并受母体膳食与健康影响。研究人员在International Milk Composition（IMiC）联盟内，对布基纳法索（MISAME-III）、巴基斯坦（Mumta-LW）和坦桑尼亚（ELICIT）三项随机试验的人乳数据进行统一化（harmonized）分析，以检验母体营养如何影响人乳组成。哺乳期母亲补充平衡能量蛋白（BEP）或烟酰胺可提高乳汁B族维生素，而宏量营养素、低聚糖、生物活性蛋白及微生物组组成呈生理缓冲。代谢组学与蛋白质组学分析显示维生素相关代谢物、甘油三酯谱和细胞内蛋白代表性发生偏移。在MISAME-III子集中，母体和婴儿血液出现一致性变化。产后BEP仅在营养更不良队列中改善婴儿生长。多环境下乳汁微量营养素质量提升，支持将母体补充从孕期延伸至哺乳期。

研究背景方面，人乳（HM）是复杂生物系统，其组成在单次喂养、整个泌乳期、不同母亲及人群间均存在变异，既反映潜在生物学也反映母体环境。产后阶段营养需求高，充足母体营养对维持泌乳量和人乳组成至关重要。在人乳作为前几个月唯一营养来源的情境下，其组成影响婴儿生长、免疫与发育。部分乳汁成分如某些维生素和脂肪酸对母体摄入敏感，而一些矿物质和宏量营养素则受稳态调控。现有证据多来自高收入人群，低资源环境下宏量营养素、生物活性蛋白和多组学特征数据不足。世界卫生组织（WHO）推荐孕期在营养不良高发人群中使用平衡能量蛋白（BEP，balanced energy-protein）以降低死产和小孕龄（SGA）风险，但现行指南未将BEP推荐延伸至哺乳期，且此前缺乏母体哺乳期BEP是否改变人乳组成的系统研究。

研究人员在IMiC联盟框架下，对三项随机试验进行跨试验统一化分析：布基纳法索MISAME-III采用2×2因子设计检验产前与产后BEP；巴基斯坦Mumta-LW纳入营养不良哺乳期女性，随机至产后BEP、BEP加婴儿阿奇霉素或单纯哺乳咨询；坦桑尼亚ELICIT采用2×2因子设计检验产后母体烟酰胺（nicotinamide，维生素B₃形式）及独立婴儿抗微生物干预。共分析640对母婴、1545份人乳样本，覆盖宏量营养素、微量营养素、人乳低聚糖（HMO）、生物活性蛋白、靶向与非靶向代谢组、蛋白质组和微生物组。

主要技术方法上，研究人员整合三国随机试验个体数据，由Manitoba Interdisciplinary Lactation Centre集中处理样本；采用质谱平台定量营养素、HMO、靶向代谢物（MxP Quant 500）、非靶向代谢组、数据非依赖采集蛋白质组（DIA-NN）及16S rRNA V4区微生物组；用SuperLearner集成机器学习预测干预分组，用靶向最大似然估计（TMLE）估计平均处理效应（ATE），按研究、访视和结局类别做Benjamini–Hochberg错误发现率（FDR，Q值）校正；并以MILQ年龄别参考分布定义缺乏；跨区室分析仅限MISAME-III子集，比较母体血浆、干血微样（VAMS）与婴儿VAMS。

研究结果部分，婴儿生长获益主要来自产前而非产后营养补充。ELICIT产后母体补充未改变3或6月龄体重身长Z评分（WLZ）和身长年龄Z评分（LAZ）；MISAME-III产前BEP改善3月龄WLZ；Mumta-LW仅入组营养不良母亲时，产后BEP提高6月龄WLZ。

母体产后（非产前）营养补充持续提高人乳B族维生素并可变影响宏量营养素与代谢物。集成模型显示B族维生素可区分产后BEP与烟酰胺组，产前BEP及抗微生物阴性对照无信号。合并产后BEP或烟酰胺臂后，B族维生素第一主成分跨试验和时间点上升，其他微量营养素主成分不变，宏量营养素仅在Mumta-LW 1.5月龄上升。

人乳营养素（主要结局）的母体干预效应中，Mumta-LW 1.5月龄BEP提高总能量、脂肪和蛋白质，但2月龄无效应；MISAME-III产后BEP在1至2月龄脂肪略降，因点样采样需谨慎解释。三项试验均见多种B族维生素升高：ELICIT烟酰胺大幅提高总维生素B₃，MISAME-III各访视广泛升高B族维生素，Mumta-LW早期效应较强。KEGG分析显示烟酸与烟酰胺代谢在所有试验各访视均显著。除B族外，Mumta-LW BEP升维生素A和α-生育酚，MISAME-III升硒并降γ-生育酚；以MILQ第10百分位判定缺乏，烟酰胺降低B₃缺乏，BEP降低泛酸、B₂、B₃及硒缺乏。

靶向非营养素人乳成分（次要与三级结局）中，HMO和靶向生物活性化合物无显著改变；产后BEP显著影响靶向代谢物，尤其甘油三酯，占显著发现的73.4%。代谢物集富集分析（MSEA）显示早期哺乳期BEP下调氨基酸与氮代谢、脂肪酸和胆汁酸合成、肉碱合成，3至4月龄线粒体氧化通路上调而甘氨酸/丝氨酸代谢仍下调。将甘油三酯拆为脂肪酸后，MISAME-III BEP关联富含α-亚麻酸和γ-亚麻酸的甘油三酯。

探索性结局中，人乳微生物组基本不变，仅Mumta-LW首次访视观测丰富度上升。非靶向代谢组富集集中于中心碳与氮代谢，如Warburg效应、胆汁酸合成、葡萄糖丙氨酸循环、嘌呤代谢和尿素循环。非靶向蛋白质组显示BEP后细胞内蛋白项目普遍下调：MISAME-III 1至2月龄富集端粒维护、分子伴侣和蛋白质折叠相关GO项，由两个selenoprotein（SELENOP、GPX3）上升伴随；Mumta-LW 2月龄富集糖酵解、丙酮酸、呼吸链、ATP和烟酰胺核苷酸代谢。MISAME-III跨区室分析中，母体血、人乳和婴儿血存在方向一致的上调特征，如中链酰基肉碱、SELENOP、GPX3及推测性柠檬酸、4-羟基-2-氧戊二酸，但跨区室强度不可比，仅为方向一致。

讨论部分总结称，哺乳期母体补充稳定提高人乳B族维生素，宏量营养素在低营养巴基斯坦队列仅有早期升高，其余环境呈生理缓冲。该模式与B族维生素和部分脂溶性维生素随母体状态转移、矿物和宏量营养素受乳腺稳态调控一致。产后补充改善乳汁微量营养素质量，但未在三试验中均转为早期生长获益，因婴儿依赖产前铁和B₁₂储备，且MISAME-III未见产前加产后明显优于单独产前。人乳多组学还显示脂质组、代谢组和蛋白质组系统偏移：甘油三酯脂肪酸构成改变但总脂肪稳定，花生基BEP较鹰嘴豆/扁豆基BEP产生更强甘油三酯偏移；花生四烯酸和白三烯等类二十烷通路在MISAME-III协调下调，可能改变婴儿炎症信号。蛋氨酸、甘氨酸、丝氨酸等一碳代谢底物通路下调，为哺乳窗表观遗传编程假说提供依据但需验证。蛋白质组下调反映乳腺上皮细胞和胞内机器代表性降低，可能意味着乳腺环境炎症减轻而非合成受抑。

研究结论部分翻译为：在布基纳法索、巴基斯坦和坦桑尼亚的随机试验中，哺乳期母体营养补充持续富集人乳B族维生素，而宏量营养素效应仅限于营养不良巴基斯坦队列的早期升高。高剂量烟酰胺大幅提高乳汁维生素B₃，BEP提高核黄素和维生素B₆，在Mumta-LW还提高维生素A和α-生育酚，尤其在以中上臂围（MUAC）衡量的基线营养状态较低时。与之相反，总蛋白、乳糖、能量及多数环境下脂肪保持稳定，符合宏量营养素严密生理缓冲。母体产后补充选择性富集乳汁微量营养素而宏量营养素保持缓冲，与既往试验一致：多种水溶性微量营养素尤其B族维生素反映母体摄入与状态。产后补充改善乳汁微量营养素质量并不一律转化为早期生长增益；仅在最营养不良人群可能改变生长轨迹。哺乳期仍是解决母婴微量营养素缺乏的关键且未充分利用窗口。除营养素外，补充关联乳汁脂质组、代谢组和蛋白质组的系统级偏移，其功能后果未被本研究的检测覆盖。综上，哺乳期母体营养补充以超出所供营养素的方式重塑人乳组成，在三个不同人群中产生一致多组学偏移，强化了将补充项目延伸至产后期的依据。该研究发表于《SCIENCE》。