综述:加工技术对供体母乳的影响:多组学与生物信息学范围综述

《Frontiers in Nutrition》:Impact of processing techniques on donor human milk: a multi-omics and bioinformatics scoping review

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年03月19日 来源:Frontiers in Nutrition 5.1

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  这篇范围综述系统整合了当前多组学技术对巴氏杀菌供体母乳(PDHM)的研究证据,重点关注了不同加工方法(如巴氏杀菌)对母乳营养和生物活性成分的生化影响。综述表明,在确保微生物安全与保留生物活性之间需要权衡,传统的霍尔德巴氏杀菌法(HoP)会导致关键免疫蛋白显著降解,而高温短时(HTST)和高压处理(HPP)等替代方法能更好地保存活性成分。文中也提到了传统方法可能促进美拉德反应产物和晚期糖基化终末产物(AGEs)的形成,这构成了另一重安全考量。作者强调,多组学和生物信息学分析对于量化加工引起的改变、指导开发优化的保存策略至关重要,旨在为脆弱新生儿群体制定精准的营养干预措施以优化健康结局。

  
微生物学安全与生物活性完整性:一个核心困境
母乳是婴儿,特别是早产儿和面临食物不安全风险的婴儿的最佳营养来源。当无法获得亲母母乳时,世界卫生组织(WHO)推荐将巴氏杀菌供体母乳(PDHM)作为最佳替代品。然而,为了确保微生物学安全而进行的加工处理,尤其是目前应用最广泛的霍尔德巴氏杀菌法(HoP,在62.5°C下加热30分钟),在消灭病原体的同时,也可能改变母乳的宝贵成分。这构成了人类母乳库(HMBs)面临的核心挑战:如何在安全性和生物活性之间取得平衡。
传统与新兴:不同加工技术的博弈
研究表明,加工效果因技术及目标生物分子的不同而存在显著差异。霍尔德巴氏杀菌法(HoP)会导致关键免疫蛋白(如免疫球蛋白A(IgA)和乳铁蛋白)和酶类的严重降解。相比之下,人乳寡糖(HMOs)和微量元素在多种处理方法下都表现出相对的稳定性。高温短时(HTST)巴氏杀菌、高压处理(HPP)和冷冻干燥等替代技术,在保存生物活性成分方面展现出了更好的前景。尤为值得注意的是,HoP会促进美拉德反应,导致晚期糖基化终末产物(AGEs)的形成,这些产物可能对新生儿产生有害的生物效应,构成了传统热加工方法下被忽视的安全隐忧。
多组学视角下的成分变化图谱
通过蛋白质组学、糖组学、脂质组学和代谢组学等多组学技术的精细分析,我们对加工带来的影响有了更深入的认知。
在蛋白质组学层面,HoP会显著降低IgA、乳铁蛋白和溶菌酶的水平,而HTST和HPP对这些免疫蛋白的保存效果更佳。胆汁盐刺激脂肪酶(BSSL)对热极为敏感,HoP会导致其几乎完全失活,HTST和HPP则能部分保留其活性。
在糖组学领域,总HMO浓度和组成在HoP和冷冻干燥后未受显著影响,但具体家族(如岩藻糖基化、唾液酸化)的丰度可能因加工技术而异。一项关键发现是,HoP会显著增加三种美拉德反应产物,而HPP则不会。
脂质组学的研究结果存在矛盾。一些研究发现HoP会改变脂肪酸谱,降低饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸(PUFAs)和单不饱和脂肪酸(MUFAs)的浓度,而另一些研究则报告脂肪含量和主要脂肪酸在HoP、HTST、VAT、RTR和HPP处理下得到了良好保存。不过,在BSSL活性方面,研究结论较为一致:HoP破坏力最强。
在代谢组学方面,无论是HoP还是HPP,对大多数必需微量元素(如碘、铁、钼、硒、锌、铜)的浓度影响有限。HoP会增加单磷酸核苷酸水平,这可能是RNA等聚合核苷酸热降解的结果,而HPP则不会引起显著变化。
超越成分:功能与风险的考量
蛋白质的损失不仅仅是数字的减少,更意味着功能的丧失。IgA和乳铁蛋白的降解可能削弱PDHM的抗感染保护能力,这或许解释了为何PDHM不能提供与原生母乳相同的抗感染保护。美拉德反应产物和AGEs的生成则引入了新的风险考量,这些物质与氧化应激、炎症和组织损伤相关,对于抗氧化系统不成熟的早产儿而言,其影响值得关注。
另一方面,HMOs、神经节苷脂和鞘脂等具有神经保护作用和益生元功能的成分在加工中表现出良好的稳定性,它们的保留对支持新生儿认知发育和预防坏死性小肠结肠炎(NEC)具有重要意义。
迈向精准新生儿营养的未来
PDHM的组成存在显著的个体间差异,这源于哺乳阶段、胎龄、母亲饮食等多重因素。目前,混合多个供体的乳汁是标准化组成的做法,但这可能稀释了有意义的生物学差异。多组学技术为此提供了新的机遇,使我们有可能根据特定的组成谱,为有不同临床需求的婴儿(如高感染风险或需神经发育支持的婴儿)进行定向分配,从而将PDHM从一种均质的营养替代品,转变为一个个性化的治疗资源。
结论
多组学研究揭示,加工对PDHM营养和生物活性成分的影响是异质性的,高度依赖于所采用的技术。最一致的改变发生在蛋白质组,尤其是传统的HoP法会导致关键免疫蛋白的显著减少。而HMOs和微量元素则相对稳定。多组学方法不仅量化了这些变化,更重要的是,它为我们优化加工策略、开发旨在改善脆弱新生儿健康结局的精准营养方法提供了不可或缺的指导。未来的研究需要纳入更多临床脆弱人群的数据,并开发可在母乳库中实际应用的快速、稳健的分析方法。
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