母乳是婴幼儿最理想的天然食物，被认为是新生儿在出生后的最初几个月内摄入营养的黄金标准。母乳低聚糖（Human milk oligosaccharides, HMOs）是母乳中含量仅次于乳糖和脂肪的第3丰富的营养物质，在新生儿生长发育、免疫系统的建立及肠道微生态调节过程中扮演着不可替代的营养调控角色。本文综述HMOs的结构特征、分类及其在母乳中组成的变化，并探讨HMOs通过调节肠道菌群，增强肠道屏障功能等途径，对婴幼儿脑发育的潜在影响。
HMOs的基本化学结构主要由5种糖单元通过糖苷键连接而成，包括D-葡萄糖（Glc）、D-半乳糖（Gal）、N-乙酰葡糖胺（GlcNAc）、L-岩藻糖（Fuc）和唾液酸（Neu5Ac）。这些糖单元通过不同的连接方式和分支结构，形成高度多样化的HMOs分子，目前能够被有效表征的HMOs有大约200种。大多数HMOs分子结构均以位于其还原末端的乳糖（Galβ1-4Glc, Lac）为核心，通过β-1,3糖苷键连接的乳糖-N-二糖（Galβ-1,3GlcNAc-，LNB，Ⅰ型链）或β-1,4糖苷键连接的N-乙酰氨基乳糖（Galβ1-4GlcNAc-，LacNAc，Ⅱ型链）进行延伸，末端位置则被α-2,3、α-2,6糖苷键连接的唾液酸修饰或被α-1,2、α-1,3和α-1,4键连接L-岩藻糖修饰。因此，根据HMOs基本结构单元和末端修饰的不同，可大致被分为中性岩藻糖基化、中性非岩藻糖基化和酸性唾液酸化3种类型。
HMOs的产生受到母乳分泌的影响，不同地域、不同个体、或同一个体在不同泌乳期间内所产生的HMOs均有差异。这是由于HMOs的组成及含量取决于母体腺细胞中α-1,2-岩藻糖基转移酶（α-1,2-Fucosyltransferase, FUT2）和α-1,3/4-岩藻糖基转移酶（α-1,3/4-Fucosyltransferase, FUT3）的表达。根据泌乳母亲体内FUT2基因的表达情况，可以分为分泌型（Secretors）和非分泌型（Non-secretors），分泌型的FUT2基因能够正常表达活性的α-1,2-岩藻糖基转移酶，促使母乳中合成α-1,2岩藻糖基化的HMOs。而非分泌型的FUT2基因由于突变而无法表达活性的α-1,2-岩藻糖基转移酶，导致母乳中无法合成α-1,2岩藻糖基化的HMOs。除了基因遗传因素外，母体的饮食、分娩方式、时间、产次、产妇年龄、生产季节等因素也会影响HMOs的组成及含量。
HMOs能够作为益生元，通过促进有双歧杆菌的生长，进而调节肠道菌群来维护肠道微环境稳态，肠道菌群的改变不仅会影响肠道本身，还会通过“脑-肠轴”这一机制对宿主的认知能力、学习记忆、情绪表达等大脑功能产生影响。除了直接作为益生元外，HMOs还可能通过调节血脑屏障（BBB）的通透性来影响大脑的功能，BBB是保护大脑免受有害物质侵害的重要屏障，其通透性的改变会直接影响大脑对营养物质的吸收和对有害物质的抵御能力。此外，HMOs可以作为可溶性诱饵受体，通过与病原体的结合，有效阻止病原体入侵和有害物质的吸收，保护婴幼儿免受肠道疾病的侵扰。
通过深入了解HMOs的结构特征、分类和生理功能以及其在脑-肠轴中的作用机制，可以为婴幼儿发育中营养补充的商业化应用提供参考。然而，HMOs的健康益处可能比目前所认为的要更为广泛和深远，未来的研究需全面考虑HMOs的多样性和相互作用，以准确揭示它们对婴幼儿大脑发育的影响机制。此外，还应重点关注母体饮食对HMOs组成的影响，弄清HMOs的产生和调节机制，丰富婴儿配方奶粉的营养，使其更接近母乳。
图1 母乳低聚糖（HMOs）的结构和分类
Fig.1 Structures and classification of human milk oligosaccharides (HMOs)
图2 脑-肠轴视角下母乳低聚糖对婴幼儿的影响
Fig.2 The impact of HMOs on Infants from the perspective of the gut-brain axis
(a)调解肠道菌群类型，(b)调解病原体对肠壁的黏附状态，(c)调解上皮细胞生长状态
图3 母乳低聚糖对肠道稳态的调节作用
Fig.3 Regulatory effects of HMOs on intestinal homeostasis
原文链接：https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=0xftKHkdwWR8Q7eKhd782vkdHESjBZqT-Isqecixc7AbSCzYsOiBdsrQCV3LBpluLbRWfZqFbiDe_EwRdRZBaIUh4ZCL3q2a5ejJjLnT4XmS3Xba_0O7Mc322fqi7cgaLddaMxMJ4ghdUG1Skb4IuaUWB1Vj5SbvRdPQd3uI1Coe1CN6DOMw4A==&uniplatform=NZKPT&language=CHS
