中华医学会
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【世界母乳喂养周】不含A1型β-酪蛋白的牛乳对母婴的影响:随机双盲对照试验
摘要 目的探讨足月分娩后哺乳期母亲摄入不含A1型β-酪蛋白(A1-type β-casein protein free,A1PF)牛乳对母乳及母乳喂养母婴的影响。 方法本研究为双臂、双盲、随机对照探索性研究,于2023年6月13日至8月17日在金华文荣医院、金华市婺城区秋滨街道社区卫生服务中心开展。受试者随机纳入A1PF组(A1PF牛乳,25对足月母婴)与对照组(普通牛乳,25对足月母婴),母亲每日饮用2次A1PF牛乳或普通牛乳(各200 ml),连续饮用14 d。于当日(即基线)、第1天和第14天分析哺乳期母亲母乳成分和胃肠道健康及其对母乳喂养婴儿胃肠道健康与哭闹/睡眠状况的影响。采用独立样本t检验、配对t检验、Mann-Whitney U检验、Wilcoxon符号秩检验及Fisher精确概率法等进行数据统计分析。 结果A1PF组和对照组母乳中钙[A1PF组:(1.68±0.26)、(1.78±0.24)及(2.17±0.21) mmol/L,F=8.62;对照组:(1.75±0.26)、(1.79±0.31)及(2.05±0.31) mmol/L,F=4.69]和铁[A1PF组:(1.19±0.31)、(1.26±0.28)及(1.79±0.27) μg/ml,F=7.85;对照组:(1.09±0.41)、(1.16±0.31)及(1.38±0.31) μg/ml,F=3.87]的浓度均随时间推移显著升高(P值均<0.001)。第14天,A1PF组母乳铁和锌含量[(24.72±5.15)与(21.56±3.82) μmol/L]均显著高于对照组(t值分别为4.23和2.31,P值均<0.05)。第14天,与对照组相比,A1PF组母亲唾液中白细胞介素-4、白细胞介素-6、免疫球蛋白A、免疫球蛋白E等水平下降[分别为480.89 (457.20~509.50)与526.34 (475.03~561.97) ng/L、19.27(18.83~21.47)与21.75(20.15~23.29) ng/L、15.18(14.62~16.59)与16.72 (15.02~17.64) μg/ml、3.95(3.81~4.33)与4.43(4.16~4.57) μg/ml,Z值分别为-2.25、-3.50、-2.27及 -2.91],谷胱甘肽水平上升[(97.07±5.84)与(93.30±6.94) ng/L,t=2.02],以及粪便中总短链脂肪酸[568.50(452.74~795.26)与371.22(288.32~556.07) μg/ml,Z=2.18]等水平升高(P值均<0.05);A1PF组母乳喂养婴儿的唾液和粪便标志物亦呈相应改善。2组间及组内各时间点婴儿睡眠/哭闹状况差异均无统计学意义(P值均>0.05)。 结论相较于饮用普通牛乳的母亲,饮用A1PF牛乳的足月分娩母亲胃肠道及全身炎症标志物水平降低,胃肠道症状改善,且该效应也可能传递至母乳喂养的足月婴儿。此结论有待进一步研究确证。 关键词 A1型β-酪蛋白;牛乳;母乳喂养;胃肠道症状;生活质量 世界卫生组织建议,婴儿在出生后6个月内应采用母乳喂养,以确保婴儿达到最佳营养状态[1-2]。相较于配方奶喂养的婴儿,母乳喂养的婴儿远期罹患肥胖症、糖尿病和哮喘等慢性疾病的风险较低[3-7]。 母乳成分是可变的[8-10],母亲的膳食结构可影响母乳营养成分[10-12]。牛乳在全球诸多人群中都是膳食的重要组成部分,其含有钙、镁、硒、锌等多种对健康至关重要的营养素[13-16]。此外,牛乳富含蛋白质(约35 g/L)[9,17],研究证实饮用牛乳的母亲其母乳中含有牛乳蛋白片段[18-19]。 牛乳蛋白中绝大部分(约80%)为酪蛋白,其主要包括α-、β-、γ-及κ-酪蛋白[17]。目前研究发现12种β-酪蛋白变体,根据第67位氨基酸的差异可分为A1型与A2型。A2型β-酪蛋白为β-酪蛋白的原始形态,在第67位保留脯氨酸残基,而A1型β-酪蛋白在该位点则含有组氨酸残基[20]。第67位氨基酸的差异导致不同β-酪蛋白分解为β-酪蛋白-7(β-casomorphin-7,BCM-7)的能力与速率存在差异,即A1型β-酪蛋白易分解产生BCM-7,而A2型β-酪蛋白消化后几乎不生成BCM-7[21]。 普通牛乳均含有A1型和A2型β-酪蛋白,摄入后可致BCM-7水平上升,一旦与μ-阿片受体结合,将引发胃肠道损害和炎症[22-25]。BCM-7主要经二肽基肽酶-4(dipeptidyl peptidase-4,DPP-4)降解,而BCM-7暴露可影响DPP-4表达[26]。DPP-4可水解胰高血糖素样肽-1并使其失活,从而降低胰岛素的葡萄糖依赖性分泌,影响饱腹感[27-28]。DPP-4多态性可改变其酶活性[29-30],如特应性皮炎患儿DPP-4活性降低[31-32]。BCM-7与婴儿呼吸暂停和猝死综合征等不良结局相关[33-34]。此外,在2次喂养之间BCM-7水平较高的配方奶喂养婴儿,其精神运动发育迟缓风险较BCM-7水平较低者增加[35]。越来越多的证据表明,摄入仅含A2型β-酪蛋白、不含A1型β-酪蛋白(A1-type β-casein protein free,A1PF)牛乳有助于避免BCM-7相关的潜在危害[23-24,36-41]。 尽管牛乳为重要营养来源,但目前尚无文献比较A1PF牛乳与普通牛乳对哺乳期母亲、母乳和母乳喂养婴儿的影响。本研究旨在比较A1PF牛乳与普通牛乳对哺乳期母亲的影响,包括粪便与唾液健康标志物、胃肠道结局以及对母乳喂养婴儿的后续效应。 资料与方法 一 研究对象 表1 A1PF牛乳与普通牛乳营养成分对比(每100 ml) 注:A1PF:不含A1型β-酪蛋白(A1-type β-casein protein free) 采用SAS软件9.4版本和R统计软件进行数据统计分析,数据分析前使用Shapiro-Wilk法进行正态性检验。近似服从正态分布的计量数据以 结 果 一 基本资料 研究期间,最终共纳入50对足月母婴,研究对象纳入分析流程见图1。母婴均为汉族,A1PF组与对照组基线特征差异均无统计学意义(P值均>0.05)。见表2。 图1 本研究中研究对象的纳入流程图 注:合格性评估是指确保每个受试者符合所有纳入标准,不符合任何排除标准。所有分析均采用意向性原则完成,未替代或填补缺失数据包括未排除主要结局缺失数据。“迁离”指母亲搬离研究中心所在的区域,不再能进行随访。A1PF:不含A1型β-酪蛋白(A1-type β-casein protein free);A1PF组于第7天退出1对母婴,第14天退出1对母婴;对照组于第7天退出2对母婴,第14天退出1对母婴 表2 婴儿特征、母亲病史和家庭社会经济状况等基线资料在A1PF组和对照组中比较 注:A1PF:不含A1型β-酪蛋白(A1-type β-casein protein free);aFisher精确概率法 二 母乳营养成分 A1PF组和对照组母乳中钙和铁的浓度均随时间推移显著升高(P值均<0.05)。第14天,A1PF组母乳中钙、镁、铁、硒和锌的浓度均高于基线,对照组仅钙和铁的浓度高于基线(P值均<0.05)。第14天,A1PF组母乳铁和锌含量均高于对照组(P值均<0.05)。见表3。 表3 母乳的营养成分在A1PF组和对照组中比较 注: aA1PF组与对照组第14天分别为23例和22例;组内与基线值比较,bP<0.05;A1PF:不含A1型β-酪蛋白(A1-type β-casein protein free) 表4 粪便分析结果在A1PF组和对照组中比较 注: aA1PF组与对照组第14天分别为23例和22例; 组内与基线比较,b P<0.05; A1PF:不含A1型β-酪蛋白(A1-type β-casein protein free) 表5 母亲唾液分析结果在A1PF组和对照组中比较 注:aA1PF组与对照组第14天分别为23例和22例;组内与基线值比较,b P<0.05;A1PF:不含A1型β-酪蛋白(A1-type β-casein protein free) 表6 婴儿唾液分析结果在A1PF组和对照组中比较 注:aA1PF组与对照组第14天分别为23例和22例;组内与基线比较, bP<0.05; A1PF:不含A1型β-酪蛋白(A1-type β-casein protein free) 表7 母亲胃肠道症状评定量表及婴儿胃肠道症状问卷评分[M(P25~P75),分] 注:aA1PF组与对照组第7天分别为24例和23例; bA1PF组与对照组第14天分别为23例和22例;组内与基线值比较, cP<0.05; A1PF:不含A1型β-酪蛋白(A1-type β-casein protein free) 共5例母亲报告不良事件,其中对照组4例,A1PF组1例,包括感冒(3例)、单纯咳嗽(1例)和斜颈(1例)。在婴儿中,仅对照组报告1例感冒。母亲和婴儿的总体不良事件发生率组间差异无统计学意义(P值均>0.05)。 讨 论 本研究比较了A1PF牛乳与普通牛乳对哺乳期母亲的影响及其对母乳喂养婴儿的潜在后续效应。A1PF组母乳中铁、锌浓度高于对照组,这与A1PF牛乳中二价阳离子水平较普通牛乳高是一致的。与对照组相比,A1PF组母亲粪便中CRP和乳酸水平较低,乙酸、丙酸和总SCFA较高;唾液中IL-4、IL-6、IgA、IgE和溶菌酶水平较低,而GSH较高,整体疲劳状况改善。A1PF组婴儿粪便乳酸水平降低,乙酸及总SCFA升高。此外,A1PF组婴儿的唾液TNF-α、IL-1、IL-4、过氧化物酶、IgA、IgG、IgG1和黏蛋白浓度降低,而IFN-γ和GSH浓度升高。总体而言,本研究提示母亲摄入A1PF牛乳可能对母婴双方均有潜在益处。 一 摄入A1PF牛乳可改善母婴胃肠道症状 本研究显示,相较普通牛乳,饮用A1PF牛乳的母亲胃肠道整体呈现改善趋势。既往研究也指出,摄入A1PF牛乳可规避普通牛乳中BCM-7导致的不良影响[36-37]。与此一致,Yu等[43]研究提示,与普通配方奶相比,儿童摄入A1PF配方奶可显著降低急性呼吸道感染的持续时间,胃肠道耐受性更佳。值得关注的是,本研究中A1PF组母乳喂养婴儿胃肠道症状亦改善,提示A1PF牛乳的有益作用可自母亲传递至婴儿。研究已明确母亲膳食可影响母乳成分[10-12]。本研究中2组母亲母乳中钙、铁浓度均升高,而A1PF组铁、锌含量增幅最为显著。鉴于母乳中铁含量天然较低,建议摄入富含铁的食物以提升铁含量[44-45]。锌为关键微量营养素之一,但关于膳食对母乳锌含量影响的研究尚存在争议[46-48]。本研究证实,饮用A1PF牛乳的母亲摄入锌、铁含量高于普通牛乳,母乳中锌、铁含量亦较高,并且未出现与BCM-7相关的胃肠道不良反应。未来还需进一步探讨母乳中二价阳离子升高的具体机制(如膳食吸收效率或转运蛋白表达变化等)。 二 摄入A1PF牛乳可减轻母亲的炎症和氧化应激 本研究结果显示,与对照组相比,A1PF组母亲的粪便CRP和乳酸水平降低,乙酸、丙酸和总SCFA水平升高。这与既往在乳糖不耐受的成人或学龄前儿童中的研究结果[23,40]相符,即摄入A1PF牛乳后,SCFA水平升高。SCFA水平升高可能有助于提升机体对氧化应激的耐受性与修复能力,亦或反映肠道健康状况得到改善[49]。此外,SCFA具有抗炎作用,可降低TNF-α水平[50]。本研究中A1PF组母亲唾液中IgA、IgE、IL-4和IL-6水平总体呈下降趋势,而GSH水平上升,提示炎症和氧化应激减轻。既往研究显示,相较于普通牛乳,摄入A1PF牛乳后GSH水平升高[40,51]。然而,也有研究指出,普通牛乳通过BCM-7阻碍半胱氨酸的吸收,降低GSH水平,进而削弱应对氧化应激的能力[22]。GSH水平下降与多种疾病相关,如神经退行性疾病和癌症[52]。本研究结果与既往人类和动物研究结果相符,后者发现A1PF牛乳较普通牛乳可降低炎症标志物水平[23,53]。综上,本研究结果进一步支持A1PF牛乳较普通牛乳引发的炎症反应较为轻微,且在提供牛乳益处的同时不会伴随BCM-7引发的不良效应。 三 母亲饮用A1PF牛乳的有益效应可传递至婴儿 本研究结果显示,A1PF组婴儿的粪便和唾液标志物变化与其母亲相似,表现为SCFA和GSH水平升高而炎症标志物水平降低。既往研究显示,新生儿出生时炎性细胞因子(如IL-1)水平较高,生后数周至数月内逐渐降低[54-55]。至婴儿3周龄时,母乳喂养的婴儿对母体抗原的炎症反应降低,同时胃肠道中产生SCFA的菌群数量上升[56]。因此,婴儿随时间进展呈现炎性细胞因子水平下降的正常发育趋势。本研究中,A1PF组婴儿炎性细胞因子降低显著,提示母亲摄入A1PF牛乳较普通牛乳更能加速母乳喂养婴儿炎症标志物下降。鉴于炎症水平较高的婴儿发生认知障碍、住院及猝死综合征等不良结局的风险较高[57-59],母亲摄入A1PF牛乳或有助于优化母乳喂养婴儿的结局。此外,提示母亲饮用A1PF牛乳的有益效应可传递至母乳喂养婴儿。未来研究应考虑进行母乳中A1型和A2型β-酪蛋白及其衍生肽的定量分析,以强化母婴传递效应的证据链。 牛乳蛋白衍生的肽,而非完整的牛乳蛋白,可在母体消化道中存活,通过血液或淋巴系统,再分泌到乳汁中喂哺新生儿。Picariello等[60]从每天饮用一杯牛奶的母亲的乳汁中检测出2个牛β-乳球蛋白片段和1个αs1-酪蛋白片段。这些牛乳蛋白衍生的片段在未摄入牛乳制品母亲的母乳中无法检测到。该研究团队还在母乳样本中发现了21种来自牛酪蛋白和乳清蛋白的肽,但未检测到完整的牛乳基因产物[61]。因此推测,本研究中A1型和A2型β-酪蛋白片段包括BCM-7从乳母消化道通过乳汁传递给新生儿,是经由类似的消化和吸收机制。A1PF牛乳的摄入极大降低了BCM-7的产生,有助于减少一系列潜在的不良反应,从而更好地支持母儿健康。但目前这一机制尚未完全明确,相关文献的数量也有限,需要开展更多的研究来证实。 四 本研究的局限性 总之,本研究发现,相较于饮用普通牛乳的母亲,摄入A1PF牛乳的足月分娩母亲表现出炎症标志物降低、GSH浓度升高以及胃肠道症状改善。此外,这些益处亦传递至母乳喂养的足月婴儿。鉴于本研究为探索性研究,所得结论尚待进一步研究确证。 致谢 感谢理文编辑(www.edanz.com)提供的医学编辑支持,该服务由a2牛奶公司(a2 Milk Company Limited)依据国际医学出版专业人士协会发布的《临床试验报告规范》(https://www.ismpp.org/gpp-2022)提供资助。本研究由思博灵(上海)咨询有限公司组织实施 利益冲突声明 杨凡声明不存在利益冲突;孙旖在a2 Milk Company Limited赞助的网络平台上作为专业医务人员提供科普教育直播;汪之顼在a2 Milk Company Limited赞助的全国性学术大会专题会上曾作为专业医务人员进行讲课 参考文献:略二 研究方法
三 统计学分析
±s表示,组间比较采用独立样本t检验(基线资料)和校正基线的方差分析(主要及次要指标),组内两两比较采用配对t检验;非正态分布的计量数据及顺序变量采用M(P25~P75)进行描述,组间比较采用Mann-Whitney U检验,组内两两比较采用Wilcoxon符号秩检验。计数资料以频数及率表示,组间比较采用Fisher精确概率法。采用线性混合效应模型分别以主要及次要指标为因变量,时间为固定效应,个体为随机效应分析是否随时间线性变化趋势。采用双侧检验,双侧P<0.05为差异有统计学意义。
±s)
三 母婴粪便和唾液分析结果
四 胃肠道状况和婴儿哭闹/睡眠模式
五 母亲疲劳度、生活质量及婴儿生长发育状况
六 不良事件