哺乳期第一年人乳脂组纵向动态变化与阶段特异性婴儿营养

《Food Bioscience》：Longitudinal Dynamics of the Human Milk Lipidome during the First Year of Lactation and Stage-Specific Infant Nutrition

　　

- 纵向队列追踪了母乳喂养12个月的母乳脂质变化。
- 综合分析涵盖脂肪酸、甘油三酯、甾醇和磷脂。
- 多项式拟合揭示了非线性且具有阶段特异性的脂质变化轨迹。
- 相关性分析识别出四个脂肪酸模块和三个甘油三酯模块。
- 晚期泌乳期的脂质重塑为分阶段婴幼儿配方奶粉设计提供了参考

引言

母乳被广泛认为是婴儿营养的"金标准"，是最理想的天然营养来源（Yuan 等，2024）。它不仅富含脂质、蛋白质和生物活性肽等多种营养及功能成分，还为婴儿提供充足的能量，同时有效增强免疫力、促进胃肠道发育，并支持神经系统健康发展（Kassai & de Vos，2024）。脂质约占人乳干物质的28%–32%，提供近50%的总能量，凸显了作为母乳喂养婴儿主要能量来源的重要性（Kim & Yi，2020）。除提供必需脂肪酸和脂溶性维生素外，人乳还含有生物活性激素，包括瘦素、脂联素和胃饥饿素，参与能量代谢和食欲的调节（Mazzocchi 等，2019）。甘油三酯（TAGs）是人乳中占主导地位的脂质类别，约占总乳脂的98–99%。乳TAGs的物理化学性质和生物学功能主要由其脂肪酸组成决定。一项对全球186项研究的系统综述报告，饱和脂肪酸（SFAs）、单不饱和脂肪酸（MUFAs）和多不饱和脂肪酸（PUFAs）分别约占人乳总脂肪酸的42.2%、36.6%和21.0%，尽管它们的比例随地理区域和泌乳阶段有较大变化（Zhang 等，2022）。人乳还含有多种甘油三酯（TAG）结构，其中双不饱和脂肪酸酰基-棕榈酰甘油（UPU）是一个重要亚类，其特征是在 sn-2 位为棕榈酸（PA），sn-1,3 位为不饱和脂肪酸。OPO（1,3-二油酰-2-棕榈酰甘油）和OPL（1-油酰-2-棕榈酰-3-亚油酰甘油）是代表性的UPU物种，其相对丰度据报道在不同人群和泌乳阶段有所变化（Yu 等，2022）。这种结构提高了脂肪和钙的吸收，并支持婴儿肠道微生物群发育（Pons 等，2000；Sun, Wei, Su 等，2018；Sun, Wei, Zou 等，2018）。北京人乳的定量分析显示，OPL 是最丰富的甘油三酯，其次是 OPO，油酸（32.0%）和亚油酸（23.9%）是主要脂肪酸，两者均与母体饮食相关（Wu 等，2021）。

中国母亲的母乳脂质组成在产后六个月呈现动态变化：初乳中总脂质含量相对较低，在过渡阶段急剧升高，随后趋于稳定（Liu 等，2022）。在此期间，中链脂肪酸（MCFAs）和必需脂肪酸的相对比例增加，而某些长链多不饱和脂肪酸（LC-PUFAs）则出现下降（Moltó-Puigmartí 等，2011；Wang 等，2024；Wu 等，2023；Yuan 等，2022；Zhao 等，2018）。值得注意的是，中国人群和西方人群的 TAG 谱存在差异，OPL 在中国母乳中占主导地位，而 OPO 在西方队列中更为丰富，反映了母体饮食和地理因素的影响（Qi 等，2018）。尽管近年来关于泌乳阶段依赖性母乳脂质变化的研究有所增加，但大多数研究仍局限于 TAG 组成。对整个泌乳轨迹的全面脂质组表征，包括 TAGs、磷脂和其他脂质类别，仍然有限。此外，中国现有的研究大多局限于产后六个月，严重缺乏涵盖完整12个月泌乳阶段的系统性纵向数据。

胆固醇及其相关甾醇是人乳脂质中微量但具有重要生物学意义的成分。胆固醇是细胞膜形成所必需的，并作为胆汁酸、类固醇激素和氧化固醇的前体（Pucadyil & Chattopadhyay，2006）。在婴儿期，来自人乳的饮食胆固醇可能有助于甾醇代谢，因为内源性胆固醇合成仍在发育中（Agostoni 等，2000）。然而，长时间泌乳期间胆固醇水平的纵向数据仍然有限。25-羟基胆固醇（25-HC）是由胆固醇25-羟化酶从胆固醇产生的氧化固醇。它通过调节内源性胆固醇的合成和储存，在维持胆固醇稳态中发挥重要作用（Canzoneri 等，2022）。最近的研究还强调了其免疫调节和抗病毒活性，表明 25-HC 可能作为脂质代谢与先天免疫反应之间的纽带（Wong 等，2020）。然而，其在人乳中的存在和时间变异仍然知之甚少。7-脱氢胆固醇（7-DHC）是胆固醇合成途径中的中间产物，也是皮肤中维生素 D3 的直接前体。除了其在胆固醇和维生素 D 代谢中已确立的作用外，最近的研究表明 7-DHC 可能参与氧化应激调节和脂质过氧化（Navarro Valverde & Quesada Gómez，2015）。其生物学效应可能取决于浓度和背景，因为 7-DHC 的异常积累与胆固醇合成受损和发育障碍有关。

人乳是一种水包油乳液，其中乳脂肪球（MFGs）稳定分散在水相中。每个脂肪球由富含 TAGs 的核心组成，周围被一种称为 MFGM 的具有生物活性的膜包围（Venkat 等，2024；Zhu 等，2025）。MFGM 结构复杂：其内层来源于内质网，富含磷脂酰乙醇胺（PE）和磷脂酰丝氨酸（PS），而外层来源于乳腺上皮细胞的顶面质膜，主要由磷脂酰胆碱（PC）、鞘磷脂（SM）、胆固醇及相关蛋白质组成（France 等，2025；Liu 等，2025）。最近的研究强调了 MFGM 中极性脂质对婴儿肠道成熟和免疫系统发育的重要性（Nie 等，2024；Tavazzi 等，2018）。临床试验表明，MFGM 补充剂可改善婴儿的认知结局并降低感染发生率，表明胆碱和鞘磷脂等特定生物活性成分可能在神经发育和免疫功能中发挥关键作用（Chen 等，2024；Timby 等，2014）。人乳是鞘脂类的丰富来源，其营养和发育贡献可能此前被低估（Dei Cas 等，2020）。

目前婴儿配方奶粉在人乳脂质组成的关键方面仍有差异，特别是在 TAG 结构方面，如 OPO 和 OPL 的相对丰度以及 sn-2 位棕榈酸酯化的比例，这些可能影响脂肪消化、吸收和代谢结局。婴儿配方奶粉和商用成人乳品中的鞘磷脂和神经酰胺总含量低于人乳，并且个体鞘脂种类也表现出显著不同的相对丰度（Dei Cas 等，2020）。现有数据零散且受限于小样本量，阻碍了基于证据的分阶段婴幼儿配方奶粉开发，以满足婴儿不断变化的营养需求。为弥补这些知识空白，本研究从中国中部的三个地区收集了完整12个月泌乳阶段的人乳样本，设有六个精确定义的时间点：产后第3/5天（初乳）、第14天（过渡乳）、第30/42天、6个月、8/9个月（成熟乳）和12个月（晚期乳）。通过综合脂质组学分析，我们系统表征了泌乳全过程中人乳脂质组的动态演变。本研究旨在提供稳健的、阶段特异性的科学证据，支持下一代婴幼儿配方奶粉的精准设计，使其更接近人乳的天然脂质组成。

母乳样本采集

一项纵向队列研究在中国中部的三个农村地区招募的健康母乳喂养母亲中进行：江西省兴国县（n = 10）、湖南省浏阳县（n = 12）和湖南省怀化县（n = 8）。总共从同一组参与者中在六个泌乳阶段收集了180个人乳样本：产后3–5天、14天、30–42天、6个月、8–9个月和12个月。

人乳总脂质含量和脂肪酸组成

人乳在整个12个月泌乳阶段的总脂质浓度范围为20.73至41.29 mg/g。泌乳阶段间总脂质含量存在显著差异（p < 0.05），呈现一种先增加后逐渐下降的非线性时间模式（图1A）。与初乳和晚期泌乳乳相比，过渡乳和成熟乳的脂质浓度显著更高。多项式回归分析

总脂质和脂肪酸组成的时间变化

总脂质含量在第一年泌乳过程中呈现非线性轨迹，初乳后增加，在约3个月达到预测最大值，之后下降。这种模式与先前关于乳脂从初乳到成熟乳逐渐增加的报告基本一致，尽管晚期泌乳轨迹在不同人群中有所差异。多项式建模补充了阶段特异性比较，捕捉了整体时间模式和近似转折点。

结论

本研究全面表征了第一年泌乳期间人乳脂质组的纵向变化，展示了总脂质、脂肪酸、甘油三酯、胆固醇相关脂质和主要磷脂亚类在泌乳各阶段的显著重塑。人乳脂质组成在整个长时间泌乳过程中表现出持续的非线性时间动态，反映了适应性的营养调节以适应婴儿不同发育阶段的持续需求。

CRediT 作者贡献声明

Wei Li：项目管理。Ruting Zheng：项目管理。Lina Pan：项目管理。Jiaqi Wang：项目管理。Jing Li：写作—审阅与编辑、写作—初稿撰写、资源、项目管理、资金获取、概念设计。Jiayi Li：写作—审阅与编辑、方法论、形式分析。Ziyuan Zheng：写作—审阅与编辑、形式分析、数据管理。Zeyuan Deng：资源、调查研究。Xiaoyu Peng：项目管理。

未引用的参考文献

Sun 等，2018

伦理声明

已从所有参与者或其法定代理人处获得参与本研究和发表文章的书面知情同意书。已尊重参与者的隐私权。本研究在研究所在地的相关法律法规、监管框架和指南下开展。本研究经中南大学湘雅公共卫生学院伦理委员会批准（批准号：XYGW-2020-37）。本研究遵循 CARE 原则。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

利益冲突声明

? 作者声明不存在可能影响本文所报告工作的任何已知的竞争性财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到中国国家疾病预防控制局母乳科学重点实验室合作单位（编号：004）、江西省重点研发计划（2023BBF64002）、国家重点研发计划（2023YFF1104502）、湖南省营养与健康产品工程技术研究中心、创新平台与人才计划（2019TP2066）资助。

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