科普|乳桥蛋白LPN对婴幼儿健康的积极作用

乳桥蛋白ＬＰＮ即乳源ＯＰＮ，亦称唾液酸糖蛋白，是一种高度磷酸化，且具有Ｏ－糖基化修饰的酸性蛋白，可由体内多种组织细胞合成或分泌，最早在成骨细胞中被发现，因而最初认为ＬＰＮ是一种重要的骨基质蛋白，与骨的形成和发展密切相关。而近年的研究发现，ＬＰＮ在母乳尤其是初乳中的含量甚高，是母乳中非常重要的一类免疫活性蛋白。不同物种间的母乳的ＬＰＮ的含量存在明显差异，比如牛乳中ＬＰＮ的含量约为１８ｍｇ／Ｌ，而人乳中ＬＰ的浓度高达１３８ｍｇ／Ｌ。同时，母乳ＬＰＮ还呈现明显的地区差异性，我国的母乳中的ＬＰＮ水平显著高于其他国家及地区，且在生命的不同发育时期，ＬＰＮ的含量也明显不同。有研究指出，在新生儿脐带血血浆、３月龄婴儿血浆中，ＬＰＮ含量非常高，约为成人的７－１０倍，１２周就能让婴幼儿体内的免疫细胞翻倍，实现由内到外的保护。这表明ＬＰＮ对婴幼儿早期发育具有积极作用，特别是在生命早期的肠道生长、神经系统发育、免疫调节等方面。

ＬＰＮ的结构

ＬＰＮ是一种高度磷酸化的Ｏ－糖基化酸性蛋白，不同物种的ＬＰＮ间存在结构相似性，均包含可与整合素结合的谷氨酸－甘氨酸－天冬氨酸（Ａｒｇ－Ｇｌｙ－Ａｓｐ，ＲＧＤ）序列、隐蔽基序（人：ＳＶＶＹＧＬＲ，牛和山羊：ＳＶＡＹＧＬＫ）以及一个ＣＤ４４结合位点。人乳、牛乳和山羊乳ＬＰＮ分别含有２９８、２６２和２６１个氨基酸，人与牛中的ＬＰＮ相同氨基酸位点比例为５８．０５％，相似氨基酸位点比例为１９．８０％；人乳与山羊乳ＬＰＮ相同氨基酸位点比例为５６．７１％，相似氨基酸位点比例为１９．１３％；牛乳与山羊乳ＬＰＮ相同氨基酸位点比例为９０．８４％，相似氨基酸位点比例为１９．１３％。ＬＰＮ中大多数修饰残基是比较保守的。人乳ＬＰＮ有３４个磷酸丝氨酸位点、２个磷酸苏氨酸位点和５个Ｏ－糖基化位点，磷酸化位点以３－５个磷酸残基簇的形式出现，糖基化位点和ＲＧＤ整合素结合基序没有磷酸化。牛ＬＰＮ有２７个磷酸丝氨酸位点、１个磷酸苏氨酸位点和３个Ｏ－糖基化位点，其中有２５个磷酸化位点和３个Ｏ－糖基化位点与人ＬＰＮ相同。ＬＰＮ的磷酸化和Ｏ－糖基化状态可影响其与整合素和ＣＤ４４受体的结合，从而影响其生物活性。

人乳、牛乳和山羊乳ＬＰＮ分别含有２９８、２６２和２６１个氨基酸，牛、羊乳ＬＰＮ与人乳完全一致的序列分别为５８．０５％和５６．７１％，该研究表明山羊乳来源ＬＰＮ和牛乳ＬＰＮ在序列上存在高度一致性（完全相同氨基酸比例高达９０．９４％），两者具有相似的生物活性。因此间接推断出，羊乳ＬＰＮ可能同牛乳ＬＰＮ一样可达肠道与其受体结合，进而发挥促进宝宝免疫、肠道及神经系统发育的效果。

ＬＰＮ的含量及变化

乳汁的ＯＰＮ含量明显高于其他组织、细胞和体液，且人乳中其平均含量（１３８　ｍｇ／Ｌ）是牛乳的８倍（１８　ｍｇ／Ｌ）。人乳ＬＰＮ含量在产后１－７天初乳中含量最高（１７８．０±１７．９　ｍｇ／Ｌ），在８－１４天的过渡乳中逐渐下降（１３４．８±１８．５　ｍｇ／Ｌ），１个月后显著下降（６５．８±１３．７　ｍｇ／Ｌ），直到哺乳后期保持稳定（１２个月时为４８．３±１０．２　ｍｇ／Ｌ）。检测了６２９名来自中国、日本、韩国和丹麦四个国家哺乳期妇女乳汁的ＬＰＮ含量，发现中国产妇母乳中ＬＰＮ平均浓度（２６６．２　ｍｇ／Ｌ）明显高于其他三个国家（韩国为２１６．２　ｍｇ／Ｌ，日本为１８５　ｍｇ／Ｌ，丹麦为９９．７　ｍｇ／Ｌ），并且中国妇女母乳ＬＰＮ占总乳蛋白的比例（２．７％）也高于韩国（１．８％）、日本（２．４％）和丹麦（１．３％）。检测了１３１名分娩足月儿、中晚期早产儿（ＭＰＴ，３２－３７周）、早产儿（ＶＰＴ，２８－３２周）和超极早产儿（ＥＰＴ，＜２８周）的产妇在产后７、１４、２８和１２０天母乳样本中ＬＰＮ的浓度。结果显示，ＶＰＴ（Ｐ＝０．０２４）和ＥＰＴ（Ｐ＝０．００３）的产妇其母乳中ＬＰＮ随时间变化趋势与足月奶有显著差异。产后１４天，ＶＰＴ中ＬＰＮ水平显著高于足月儿母乳；产后２８天，ＶＰＴ和ＥＰＴ组的母乳中ＬＰＮ水平显著高于足月儿的母乳［１３］。研究表明，中国母乳含量更高（中国母乳中乳桥蛋白含量高于丹麦、日本、韩国，约为均值的１．７倍），而且在健康宝宝体内含量也更高（乳桥蛋白ＬＰＮ在脐带血或３月龄婴儿的血浆中含量高于成人血浆中的含量，约为７－１０倍）。

ＬＰＮ发挥健康效应的生物学机制

ＬＰＮ通过防御病原感染、调节免疫反应以及细胞增殖和分化等发挥其免疫效应。由于ＬＰＮ通常含有ＲＧＤ序列、隐蔽基序和ＣＤ４４结合位点，具有与αｖβ２、αｖβ３等整合素或ＣＤ４４受体结合的特性，进而触发信号通路显现出多种生物活性。ＬＰＮ可以直接与入侵的病原体相互作用，与αｖβ２整合素受体结合，诱导ＩＬ－１激活单核细胞迁移，增强吞噬作用。动物实验表明，缺乏编码ＯＰＮ的ｓｐｐ１基因的小鼠１型免疫功能严重受损，白细胞介素－１２（ＩＬ－１２）和干扰素－γ减少，ＩＬ－１０增加，Ｔｈ１／Ｔｈ２免疫反应不平衡，更容易受到病毒和细菌感染。

此外，ＬＰＮ能促进肠道发育。体外研究表明，婴儿通过乳汁摄入ＬＰＮ后，有很大一部分ＬＰＮ能抵抗胃液蛋白酶消化从而进入小肠发挥作用。体内研究显示，与母乳喂养的新生恒河猴性比，添加ＬＰＮ配方奶喂养的猴子空肠转录组更相似。母乳喂养组和配方奶喂养组之间共有１０１７个基因表达存在差异，而在母乳喂养组和ＬＰＮ配方奶组之间，只有２１７个基因表达存在显著差异。此外，ＬＰＮ通过与整合素受体结合，调控与肠道增殖和免疫功能密切相关的基因表达。以早产仔猪为实验对象，与添加唾液酸或神经节苷脂配方奶粉相比，使用ＬＰＮ配方奶粉喂养的仔猪坏死性小肠结肠炎的严重程度较低。

同时，ＬＰＮ可促进大脑认知发育。一项关于仔猪大脑和认知发育的研究发现，添加牛ＬＰＮ（２５０ｍｌ／Ｌ）的大豆蛋白配方与未添加相比，在新目标识别行为测试中并未表现出明显差异，但添加ＬＰＮ喂养仔猪在首次探索新目标的等待时间较短，大脑磁共振成像发现ＬＰＮ可增加仔猪的胼胝体、侧脑室、左右内囊、左右苍白球、右海马和右大脑皮质的体积。ＯＰＮ基因敲除的母鼠喂养喂养的小鼠较野生母鼠母乳喂养的小鼠的髓鞘相关蛋白的表达减少，ＮＧ－２胶质细胞向少突胶质细胞增殖和分化减少，并伴随着ＥＲＫ－１／２和Ｐ１３Ｋ／Ａｋｔ信号传导减少，通过被动躲避测试和转棒实验发现记忆力和学习能力受损。

ＬＰＮ的现实应用

目前，市场上ＬＰＮ的获取方式主要来自新鲜牛乳的提取，使用阴离子交换技术从牛乳清中对ＬＰＮ进行分离，但在牛乳中ＬＰＮ的含量极低，从１Ｌ原料奶中可以提取大约１１ｍｇ的　ＬＰＮ，按照这样的提取量来计算，约９０吨牛乳中才能提取１公斤的ＬＰＮ。因此，通过新鲜牛乳提取很难实现ＬＰＮ的大规模市场化，且成本高昂。

母乳里面含有丰富的免疫活性蛋白，吃母乳的宝宝不容易生病，新生儿如果不是母乳喂养而是配方奶粉喂养的话，免疫力的获得可能会被拖延，增加过敏和生病的风险。反之，如果给婴儿配方奶粉中强化乳桥蛋白ＬＰＮ，不仅能够补充蛋白质营养，还能有效帮助免疫系统的完善，提升宝宝的内在免疫力。不仅如此，乳桥蛋白具有特殊的结构，就像是一把免疫力钥匙，可以激活免疫系统，同时双向作用于免疫系统，体外实验发现ＬＰＮ可以促进对外抵抗病菌，同时抑制内在导致过敏的细胞因子。乳桥蛋白ＬＰＮ在功能上模拟母乳的免疫功能，增加了婴儿配方奶粉的人性化；所以，强化乳桥蛋白ＬＰＮ的配方奶粉更接近于母乳成分，更加有利于宝宝的健康成长。市面上的婴幼儿奶粉通过高端原料的应用，乳桥蛋白ＬＰＮ含量可达到普通奶粉中含量的６倍以上，对宝宝的保护力提升有更大帮助。

ＬＰＮ在奶粉领域的最新临床研究

乳桥蛋白ＬＰＮ具有调节免疫功能、促进肠道发育及神经系统发育等健康益处，其研究多次被刊登在国际ＳＣＩ杂志及中国核心期刊中，包括Ｆｒｏｎｔｉｅｒｓ　ｉｎ　Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ　（一区，影响因子６．５９０）、Ｐｅｄｉａｔｒｉｃ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　（一区，影响因子３．９５３）、ＪＰＧＮ《儿科肠胃病学与营养杂志》、ＴＰ《儿科转化研究》、《营养学报》、《中国乳品杂志》。

北京大学医学部公共卫生学院、中国疾病预防控制中心营养与健康研究所、北京大学第三医院儿科、北京科学技术研究院北京营养资源研究所等多个学术机构通过分析近４００份中国妈妈乳汁样本（产后７、１４、２８和１２０天）中ＬＰＮ标志肽段发现，在ＬＰＮ相关因素方面，产妇年龄与产后１２０天乳汁ＬＰＮ水平呈正相关。孕妇孕前ＢＭＩ　（ｋｇ／ｍ２）与产后７天和１４天乳汁的ＬＰＮ水平呈正相关。同时，研究进一步探究了ＬＰＮ水平与婴儿体重之间的关系，发现早产儿、低体重儿、高龄产妇孕育儿的妈妈母乳中乳桥蛋白ＬＰＮ含量更高，母乳中高水平的ＬＰＮ可能有助于婴儿的追赶生长。这意味着此类天然弱势的新生儿对乳桥蛋白ＬＰＮ需求更高，以满足其追赶性生长发育的需求。