王祎,于景華
(天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院,天津300457)
母乳被稱為營養(yǎng)的“黃金標(biāo)準(zhǔn)”,它可以促進(jìn)嬰幼兒的生長發(fā)育并滿足健康所需。母乳中含有多種有益于人體健康的功能成分,其中人乳低聚糖(Human Milk Oligosaccharides,HMOs)的作用十分顯著[1]。各個(gè)國家的學(xué)者對(duì)HMOs的研究都有很長的歷史,對(duì)HMOs分離檢測(cè)方法的研究已有近90年[2]。人類的進(jìn)化史,除了人類細(xì)胞和器官的進(jìn)化,還有微生物菌群值得思考。每個(gè)人都可以視為由各種微生物定居的棲息地所組成的“島嶼”。這些數(shù)以億萬計(jì)的微生物主要存在于腸道中,形成了復(fù)雜的微生物群落,稱之為腸道菌群[3-4]。腸道菌群會(huì)參與影響人類健康的多種生理活動(dòng)。本文主要闡述了HMOs對(duì)嬰兒腸道菌群的影響,希望對(duì)嬰幼兒配方奶粉的設(shè)計(jì)與發(fā)展有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
HMOs的單體是D-葡萄糖(Glc),D-半乳糖(Gal),N-乙酰葡糖胺(GlcNAc),L-巖藻糖(Fuc)和唾液酸[N-乙酰神經(jīng)氨酸(NeuAc)],其他哺乳動(dòng)物的唾液酸中還包括N-羥乙酰神經(jīng)氨酸[5]。到目前為止,已有至少120種人乳低聚糖的結(jié)構(gòu)被確定,根據(jù)其核心結(jié)構(gòu),可把HMOs分為13類。此外,根據(jù)編碼巖藻糖基轉(zhuǎn)移酶的基因II型和III型,可將人乳分為四類:Se+/Le+,Se+/Le-,Se-/Le+,Se-/Le-[5]。
所有HMOs的還原末端都為乳糖,在酶的作用下,通過β-1,3或β-1,6糖苷鍵,連接N-乙酰葡糖胺殘基進(jìn)行延伸。如果是以β-1,6鍵連接的,則HMOs可能為支鏈結(jié)構(gòu)。在此三糖的基礎(chǔ)上,其非還原末端通過β-1,3或β-1,4糖苷鍵連接半乳糖,則構(gòu)成了人乳低聚糖的核心結(jié)構(gòu)。目前已經(jīng)確定了超過15種的二糖結(jié)構(gòu)。巖藻糖殘基可以通過α-1,2、α-1,3或α-1,4鍵,唾液酸殘基通過α-2,3或α-2,6鍵連接到核心結(jié)構(gòu),這構(gòu)成了HMOs的多樣性[6]。
不同時(shí)期HMOs的質(zhì)量濃度不同,人初乳低聚糖質(zhì)量濃度為22~24 g/L,成熟乳中低聚糖質(zhì)量濃度為10~15 g/L。作為比較,在母牛產(chǎn)后立即收集牛初乳,經(jīng)檢測(cè)其中低聚糖質(zhì)量濃度約1 g/L,在48 h后質(zhì)量濃度迅速降低[7]。人乳內(nèi)巖藻糖基化的低聚糖質(zhì)量濃度高,唾液酸化的低聚糖僅約為10%~15%。牛乳則相反,唾液酸化低聚糖高達(dá)70%[8]。在牛乳中,少量的唾液酸化低聚糖含有半乳糖苷乳糖,這種結(jié)構(gòu)在HMOs中是不存在的,中性低聚糖的數(shù)量要超過酸性低聚糖,目前已知的67種低聚糖中,有38種是中性的,29種是酸性的。巖藻糖基化低聚糖占HMOs的絕大部分。與此不同的是在牛乳中酸性低聚糖的含量要高于中性低聚糖,并且?guī)r藻糖基化低聚糖濃度很低。牛初乳中含有多聚N-乙酰乳糖胺(LacNAc),LacdiNAc和GalNAc(1-4)Glc,但是在人乳或人初乳中并未檢測(cè)出。人乳與牛乳低聚糖的差異性可對(duì)乳產(chǎn)品研發(fā)起指導(dǎo)作用。
嬰兒身體上的細(xì)菌主要有五大類群:放線菌門、梭桿菌門、擬桿菌門、厚壁菌門、變形菌門。根據(jù)嬰兒腸道菌群的組成和優(yōu)勢(shì)菌群的存在可將嬰兒腸道的核心菌群分為六組,第一組為鏈球菌屬、乳桿菌屬、雙歧桿菌屬、Faecalibacterium菌屬;第二組為梭菌屬、毛螺旋菌科、Blautia菌屬;第三組為巴斯德氏目;第四組為艾?!ぶ举R菌屬;第五組為韋榮球菌屬;第六組為擬桿菌屬[9]。嬰兒的腸道菌群在從分娩到產(chǎn)后的過程中會(huì)有一定變化:變形菌門和放線菌門的兩類細(xì)菌在減少,厚壁菌門和擬桿菌門的兩類細(xì)菌有所增加[10]。
微生物會(huì)在新生兒出生后迅速在腸道中定殖,人乳驅(qū)動(dòng)并調(diào)節(jié)菌群的結(jié)構(gòu)和功能[10]。之前的研究表明,新生兒在分娩過程中能夠獲得母親陰道中的微生物,如乳桿菌屬。剖腹產(chǎn)嬰兒的口腔、皮膚和腸道多為葡萄球菌,鏈球菌或丙酸桿菌[11]。然而近幾年的研究發(fā)現(xiàn),在胎兒早期,細(xì)菌可能通過兩種路徑進(jìn)行定殖:血行性路徑和上行性路徑[10,12]。研究者推測(cè)血液流動(dòng)可能將母體口腔內(nèi)細(xì)菌傳遞給胎兒。胎兒所生活的子宮環(huán)境并非無菌,接近25%的早產(chǎn)兒是由于母親宮內(nèi)感染和隱匿性微生物侵入羊膜腔造成的。在子宮內(nèi)檢測(cè)到的細(xì)菌是常見的陰道寄生菌,這表明至少在早產(chǎn)時(shí),子宮微生物群來自陰道感染。對(duì)于足月分娩的健康母親來說,胎盤[13]、臍帶[14]、羊水[15]中存在細(xì)菌。這些細(xì)菌通過體內(nèi)的遞送方式定殖于胎兒腸道,這也是影響腸道菌群早期組成的重要因素。母親生產(chǎn)后的喂養(yǎng)方式(母乳或奶粉),母親的飲食,社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位,吸煙情況,抗生素的使用以及對(duì)微生物和早期免疫調(diào)節(jié)有深遠(yuǎn)影響的其他環(huán)境因素,都會(huì)影響嬰兒的腸道菌群[16]。
HMOs是一種益生元,可作為嬰兒腸道中有益菌的代謝底物,有益菌包括雙歧桿菌等(如Bifidobacterium bifidumJCM 1254,Bifidobacterium longum subsp.infantisJCM 1222,Bifidobacterium longum subsp.longumJCM 1217)[17],可以幫助嬰兒塑造腸道菌群。HMOs可作為抑菌劑或者殺菌劑,還可抗病毒感染。HMOs不僅比現(xiàn)有的藥物安全,而且具有更廣泛的抗病毒保護(hù)機(jī)制,系統(tǒng)地發(fā)揮抗病毒活性。當(dāng)HMOs作為人類的抗病毒藥物時(shí),可以刺激上皮細(xì)胞的免疫反應(yīng)和成熟[18]。當(dāng)HMOs作為直接抗病毒藥物時(shí),可以作為病毒的可溶性受體,通過模擬病毒受體的結(jié)構(gòu),阻斷對(duì)靶細(xì)胞的粘附,防止感染[19-20]。如今,HMOs的抗粘附性已成為研究熱點(diǎn)。Gordon團(tuán)隊(duì)對(duì)兩組產(chǎn)后六個(gè)月產(chǎn)婦的HMOs進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)患有嚴(yán)重發(fā)育遲緩嬰兒的母乳中唾液酸化低聚糖缺乏。為了進(jìn)一步研究其聯(lián)系性,研究人員以當(dāng)?shù)厥澄镂桂B(yǎng)小鼠作為對(duì)照組,食物中添加牛乳低聚糖為實(shí)驗(yàn)組。在喂養(yǎng)接種了不成熟微生物菌群的小鼠后,發(fā)現(xiàn)小鼠發(fā)育明顯正常,除了肌肉量、骨質(zhì)密度指標(biāo)轉(zhuǎn)好之外,小鼠大腦發(fā)育、肝臟代謝都得到了積極改善。同時(shí)此團(tuán)隊(duì)使用豬作為測(cè)試對(duì)象,并得到同樣結(jié)果。因此推測(cè)HMOs可對(duì)腸道菌群進(jìn)行調(diào)節(jié)[21]。
很少有關(guān)于腸道菌群與HMOs體內(nèi)消耗之間聯(lián)系的研究。De Leoz團(tuán)隊(duì)以兩名健康母乳喂養(yǎng)嬰兒的糞便為樣本,通過DNA測(cè)序確定了細(xì)菌種類,并通過質(zhì)譜確定了未被腸道細(xì)菌消耗的特定HMOs的豐富度。他們發(fā)現(xiàn)在嬰兒出生的幾周內(nèi),腸道菌群從非消耗HMOs逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橄腍MOs的菌群。在這個(gè)過程中腸桿菌科和葡萄球菌科在減少,類桿菌科與雙歧桿菌科的比例在增加[22]。Mei Wang團(tuán)隊(duì)研究了HMOs與腸道菌群之間的聯(lián)系性,喂養(yǎng)母乳與喂養(yǎng)嬰幼兒配方食品的嬰兒腸道菌群組成不同,后者擬桿菌比例較高,梭菌屬XVIII、毛螺菌屬、鏈球菌、腸球菌等比例較低。兩種喂養(yǎng)方式的嬰兒腸道菌群都以雙歧桿菌為主。人乳中最豐富的HMOs為乳糖-N-四糖+乳糖-N-新四糖(22.6%)其次是2'-巖藻糖基化乳糖(14.5%)和乳糖-N-巖藻五糖I(9.5%)[23]。
3.2.1 壞死性小腸結(jié)腸炎
盡管在新生兒護(hù)理方面取得了很大的進(jìn)步,但是壞死性小腸結(jié)腸炎(NEC)仍然是最常見且死亡率很高的腸道疾病之一[24]。超過四分之一的受感染嬰兒死于NEC,幸存的嬰兒常常面臨長期的神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥[25]。與母乳喂養(yǎng)的嬰兒對(duì)比,喂養(yǎng)嬰幼兒配方食品的嬰兒患NEC的風(fēng)險(xiǎn)高達(dá)6-10倍[26]。體外研究表明,HMOs可能調(diào)節(jié)嬰兒免疫系統(tǒng)并減少腸粘膜中性粒細(xì)胞的滲透和活化。細(xì)菌的定殖和過度的中性粒細(xì)胞活性,是NEC發(fā)病機(jī)制的關(guān)鍵特征之一[27-28]。
2012年Jantscher-Krenn團(tuán)隊(duì)鑒定出一種特殊的HMOs:二唾液酸化乳-N-四糖(DSLNT),它能有效的預(yù)防新生大鼠患NEC。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)與DSLNT結(jié)構(gòu)密切相關(guān),缺少一個(gè)或兩個(gè)唾液酸殘基的唾液酸乳糖-N-四糖(LSTb)和乳糖-N-四糖(LNT),沒有相同的效果,這表明DSLNT具有高度的結(jié)構(gòu)特異性[29]。然而大鼠實(shí)驗(yàn)具有明顯的局限性,因?yàn)樗荒芡耆砼R床結(jié)果,所以在進(jìn)行臨床實(shí)驗(yàn)前,必須仔細(xì)考慮由動(dòng)物模型所得出的結(jié)果。為了彌補(bǔ)大鼠實(shí)驗(yàn)和臨床研究之間的差距,Autran團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了獨(dú)立的母嬰分組分析,他們發(fā)現(xiàn),NEC患兒的母乳中,有一種特定的HMOs:DSLNT水平低于對(duì)照組。人乳DSLNT水平可能是鑒定NEC高?;純旱挠行飿?biāo)志物,補(bǔ)充DSLNT有望成為有效的預(yù)防方法[30]。DSNLT可以作為天然模板用于開發(fā)預(yù)防NEC的新型藥劑。并且Autran團(tuán)隊(duì)也證明了Jantscher-Krenn團(tuán)隊(duì)小鼠實(shí)驗(yàn)的結(jié)論[31]。然而,驗(yàn)證DSLNT降低NEC風(fēng)險(xiǎn)還需要大量的臨床研究。
之前的研究表明,脂多糖感受器Toll樣受體(TLR 4)在NEC疾病發(fā)展中具有重要作用。Yazji團(tuán)隊(duì)推測(cè)內(nèi)皮細(xì)胞中的TLR 4信號(hào)通過血管舒張分子內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)調(diào)節(jié)腸道吸收而對(duì)NEC起作用。團(tuán)隊(duì)從小鼠內(nèi)皮細(xì)胞選擇性地刪除TLR 4,結(jié)果顯示TLR 4的活性是NEC病情發(fā)展的關(guān)鍵之一[32]。HMOs中富含2'-巖藻糖基化乳糖(2'-FL)。Good團(tuán)隊(duì)推測(cè),2'-FL可以通過增強(qiáng)腸粘膜血流量來保護(hù)嬰兒預(yù)防NEC。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),TLR 4激活可以減少eNOS的mRNA在人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVEC)內(nèi)的表達(dá),但2'FL添加可以恢復(fù)eNOS的表達(dá)。Good團(tuán)隊(duì)證明,2'-FL通過增加eNOS恢復(fù)腸道吸收,保護(hù)小腸黏膜結(jié)構(gòu)。添加2'-FL的嬰幼兒配方食品可以通過eNOS調(diào)節(jié)新生兒腸道黏膜的血流量,用以防護(hù)NEC[33]。
3.2.2 B族鏈球菌
B族鏈球菌(GBS,又名無乳鏈球菌)是一種革蘭氏陽性細(xì)菌性病原體,其感染是引發(fā)嬰兒發(fā)病與死亡的主要原因[34]。在懷孕期間,GBS是胎膜感染(絨毛膜羊膜炎)的一個(gè)重要原因,可導(dǎo)致羊膜腔感染、早產(chǎn)、死胎、新生兒敗血癥。HMOs可選擇性刺激腸道中有益菌群(雙歧桿菌和乳桿菌)的增殖,間接抑制有害菌群生長,維持腸道微生態(tài)平衡[35]。
Andreas團(tuán)隊(duì)通過咽和直腸拭子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)樣本收集。探究HMOs對(duì)出生0~90天嬰兒GBS定殖的關(guān)系。證明了在含有乳糖-N-二巖藻黃素六糖或其它有相似分支結(jié)構(gòu)HMOs的體內(nèi)條件下,可以阻止GBS的增殖[34]。并且乳糖-N-二巖藻黃素六糖還可以促進(jìn)腸道產(chǎn)生有益細(xì)菌,防止新生兒感染GBS。HMOs的組成受Lewis抗原系統(tǒng)影響,實(shí)驗(yàn)表明Lewis血型陽性母親的嬰兒被GBS定殖的幾率更低。所以乳糖-N-二巖藻黃素六糖可以用作GBS治療的輔助手段。其他研究人員表示,在體外條件下GBS不能在含有某種特定HMOs的培養(yǎng)環(huán)境下增殖。某些非唾液酸化人乳低聚糖有抑制GBS增殖的作用。進(jìn)一步的體外研究表明,GBS通過糖基轉(zhuǎn)移酶將HMOs結(jié)合到細(xì)胞膜上,阻止細(xì)菌增殖。這種機(jī)制與抗生素類似[36]。Ackerman團(tuán)隊(duì)的最新研究,在GBS細(xì)胞培養(yǎng)液中添加HMOs,以觀察它對(duì)GBS生長和生物膜形成的影響。結(jié)果顯示,GBS的生長受到HMOs不同程度的抑制。其中抑制程度較弱一組的細(xì)菌生長曲線表明,在培養(yǎng)液中加入HMOs的最初8 h內(nèi),細(xì)菌的生長明顯減緩,且在最初4-6小時(shí)內(nèi),HMOs對(duì)細(xì)菌生長的抑制百分比接近23%,并在第7小時(shí)時(shí)降至14.4%。并且HMOs可明顯降低細(xì)菌生物膜/生物質(zhì)的比率[37]。HMOs會(huì)對(duì)GBS的生物膜產(chǎn)生影響,從而起到阻止GBS的作用。HMOs中的乳糖-N-二巖藻黃素六糖可用作治療GBS的輔助手段。
Lin團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)HMOs具有新的性質(zhì),可直接抑制GBS而不依靠宿主的免疫。通過多維色譜法分離HMOs的不同組分,發(fā)現(xiàn)僅有特定的非唾液酸化人乳低聚糖具有抑菌性,并且可與多種常規(guī)抗生素協(xié)同作用。GBS轉(zhuǎn)座子插入文庫的表型篩選確定了GBS的一種編碼假定糖基轉(zhuǎn)移酶的特異性基因,這種基因賦予了對(duì)HMOs的抗性,表明HMOs可以作為替代底物,損壞鏈球菌的生長動(dòng)力學(xué),從而破壞GBS組成。此研究揭示了HMOs的一種獨(dú)特抗菌作用[38]。
3.2.3 雙歧桿菌
在研究的眾多微生物中,雙歧桿菌可以綜合利用HMOs。母乳中低聚糖可以增強(qiáng)嬰兒腸道中雙歧桿菌的優(yōu)勢(shì)作用。Garrido團(tuán)隊(duì)從嬰兒腸道中篩選了長雙歧桿菌亞種與兩歧雙歧桿菌。通過轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)比較了兩種菌代表性植株的全部轉(zhuǎn)錄組。團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)雖然雙歧桿菌都可以將HMOs用做唯一碳源,但是利用的模式不同。嬰兒雙歧桿菌對(duì)特定HMOs底物的利用能力基本相同,而兩歧雙歧桿菌更具多樣化。根據(jù)兩歧雙歧桿菌SC555和嬰兒雙歧桿菌ATCC 15697的轉(zhuǎn)錄組顯示,兩種菌株共同利用的HMOs結(jié)構(gòu)與中性HMOs相似,但后者的一些菌株不能在巖藻糖基化或唾液酸化的HMOs上生長[39]。
Asakuma團(tuán)隊(duì)研究表明,在HMOs為碳源的條件下,B.longum subsp.infantisJCM 1222增殖快,且在10小時(shí)內(nèi),細(xì)胞密度達(dá)最大值。B.bifidumJCM 1254在前期顯示出增殖,但在15小時(shí)后進(jìn)入靜止期。相反B.longum subsp.longumJCM 1217和B.breveJCM 1192并沒有明顯增殖[40]。Garrido團(tuán)隊(duì)研究證明,嬰兒腸道菌群通常定殖了兩種長雙歧桿菌的兩個(gè)亞種:B.infantis和B.longum。所有B.longum菌株均可有效利用乳糖-N-四糖,某些菌株可利用巖藻糖基化人乳低聚糖。其中B.longumSC596能夠在HMOs條件下很好地生長,因?yàn)楹幸环N新的基因簇,所以可以優(yōu)先利用巖藻糖基化人乳低聚糖[41]。
嬰兒雙歧桿菌可以降低腸黏膜道通透性。在小鼠中定殖人類排泄物中的微生物,可發(fā)現(xiàn)增加雙歧桿菌的數(shù)量可減少細(xì)菌易位的現(xiàn)象。HMOs激活嬰兒雙歧桿菌中的多種基因,使其能夠在腸道菌群中占據(jù)主導(dǎo)位置,通過加速免疫反應(yīng)的成熟,抑制炎癥,改善腸道通透性和增加乙酸鹽的產(chǎn)生,從而有利于嬰兒的健康。還有大量研究證明,許多雙歧桿菌編碼細(xì)胞表面的胞外多糖(EPS),細(xì)胞表面長有稱作菌毛的蛋白質(zhì)附屬物,或者在細(xì)胞表面會(huì)分泌一種絲氨酸蛋白酶抑制劑,所有這些都可能在腸道中產(chǎn)生作用[12]。
3.2.4 腹瀉
HMOs中富含大量2'-FL,它可以抑制空腸彎曲桿菌和杯狀病毒增殖以及阻止大腸桿菌所產(chǎn)生的熱穩(wěn)定性腸毒素與宿主細(xì)胞配體結(jié)合。之前的研究表明2'-FL可降低大腸桿菌毒素導(dǎo)致的感染。Morrow團(tuán)隊(duì)選擇93名剛出生且接受母乳喂養(yǎng)的嬰兒作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,跟蹤調(diào)查兩年。每周收集嬰兒的喂養(yǎng)情況與腹瀉數(shù)據(jù)并且分析產(chǎn)后1-5周母乳樣本中低聚糖含量。結(jié)果可知,母乳中2'-FL含量高時(shí),中度至重度腹瀉的發(fā)生率較低。2'-FL可以降低彎曲桿菌和杯狀病毒所引起的腹瀉率以及嬰兒腹瀉發(fā)病率[42]。
諾如病毒,又稱諾瓦克病毒,是急性胃腸炎的主要病原體之一。根據(jù)VP1衣殼基因的不同可將其分為六個(gè)基因組GI-GVI,其中GI和GII是導(dǎo)致人類感染的主要基因組。諾如病毒感染的關(guān)鍵是其與組織血型抗原(HBGAs)之間的相互作用[43]。HBGAs主要分布在腸道、呼吸道上皮細(xì)胞,在人類分泌物中也有發(fā)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)諾如病毒還會(huì)與HMOs相互作用,HMOs具有與構(gòu)成HBGAs結(jié)構(gòu)相似的單糖組成,可以模擬HBGs,作為一種受體誘餌,與病毒結(jié)合[22]。Koromyslova團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)HMOs不僅可以模擬HBGAs與GII.10諾如病毒結(jié)合,還可以與其他基因組的諾如病毒結(jié)合。團(tuán)隊(duì)通過X射線晶體學(xué)確定了GII.17變體的HBGA結(jié)合口袋,并且實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)GII.17諾如病毒與GII.4具有相同對(duì)的P區(qū)結(jié)構(gòu)殘基。HMOs中2'-FL可阻止GI.1和GII.17病毒粒子病毒與HBGAs結(jié)合[44]。還需要對(duì)3'-巖藻糖基化乳糖與3'-巖藻糖基化低聚糖進(jìn)一步研究,因?yàn)橥ㄟ^X射線晶體學(xué)和串聯(lián)質(zhì)譜研究發(fā)現(xiàn)它們會(huì)識(shí)別HBGA的結(jié)合位點(diǎn)并與之結(jié)合[45]。鑒于HMOs對(duì)諾如病毒的抵抗作用,可將其添加到嬰幼兒配方食品中模擬人乳。
輪狀病毒是呼腸弧病毒科的無包膜雙鏈核糖核酸病毒。病毒粒子最外層的結(jié)構(gòu)蛋白是VP4和VP7,前者是糖蛋白,主要參與病毒粒子組裝,后者形成病毒表面的突出,負(fù)責(zé)病毒的附著與侵入宿主細(xì)胞[46]。輪狀病毒感染是嬰兒腸胃炎和腹瀉的主要原因,占五歲以下嬰兒死亡總數(shù)的5%。
Hester團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)唾液酸化低聚糖能后在體外抑制輪狀病毒對(duì)宿主細(xì)胞的侵染,并且在小豬模型中發(fā)現(xiàn)中性和酸性HMOs能夠減少輪狀病毒的復(fù)制[47]。Li團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)表明,HMOs可以抑制輪狀病毒的結(jié)合或者復(fù)制,增強(qiáng)黏膜上Th1/Th2細(xì)胞因子應(yīng)答和組成調(diào)節(jié),從而提高腸道代謝潛能。相反,益生元scGOS/lcFOS混合物僅促進(jìn)機(jī)體對(duì)感染的全身性抗體應(yīng)答。因此添加HMOs的嬰幼兒配方食品可以用來防止輪狀病毒感染[48]。
嬰幼兒時(shí)期是身體和智力發(fā)育的關(guān)鍵期。母乳能滿足嬰兒的營養(yǎng)需求,作為嬰兒最安全、最天然的食物,含有嬰幼兒配方奶粉所沒有的免疫蛋白和生長因子。由于嬰幼兒配方奶粉的目的是模擬母乳,因此其中所添加各種成分的種類與含量應(yīng)以母乳為標(biāo)準(zhǔn)。
HMOs可以促進(jìn)雙歧桿菌的增殖,并且可以與B族鏈球菌細(xì)胞膜結(jié)合從而抑制其生長甚至間接破壞細(xì)菌的形成。HMOs中的2'-FL會(huì)增加eNOS表達(dá),恢復(fù)腸道吸收,保護(hù)小腸黏膜結(jié)構(gòu),預(yù)防NEC。HMOs還可以抑制病毒感染,降低腹瀉率,促進(jìn)免疫發(fā)育。添加有HMOs嬰幼兒配方奶粉的研發(fā)與普及已經(jīng)成為奶粉研究設(shè)計(jì)的大趨勢(shì)。