Олигосахариды грудного молока (ОГМ): факторы, влияющие на их состав и физиологические функции

Норберт Спренгер

Институт нутрициологии¹, Институт продовольственной безопасности и аналитических исследований, Отделение научных исследований Нестле Лозанна, Швейцария.²

Серия семинаров Института питания Нестле, том 90, стр. 43-56, 2019.

Олигосахариды грудного молока (ОГМ) представляют собой молекулы, возникающие в результате удлинения молочного сахара лактозы за счет присоединения галактозы, Nацетилглюкозамина, фукозы и сиаловой кислоты. Состав ОГМ в грудном молоке в значительной степени зависит от полиморфизма фукозилтрансфераз FUT2 и FUT3 в организме матери, а также от стадии лактации. Данные клинических наблюдательных исследований по изучению пар «мать-ребенок первого года жизни, получающий грудное вскармливание» позволяют связать определенные ОГМ с микробиотой кишечника ребенка, заболеваемостью, инфекционной диареей и аллергическими реакциями. Данные наблюдательных и базовых исследований указывают на то, что ОГМ влияют на формирование первичной микробиоты и развитие иммунитета слизистой, а также препятствуют активности патогенов, тем самым обеспечивая дополнительную защиту от инфекций. Клинические интервенциональные исследования по изучению формул для искусственного вскармливания, обогащенных определенными ОГМ, например, 2’-фукозиллактозой (2’FL), или двумя ОГМ, 2’FL и лакто-N-неотетраозой (LNnT), показало, что они оптимизируют рост в соответствии с возрастом ребенка и переносятся хорошо. Показатели, на основании которых оценивали результативность применения формул, устанавливали до начала исследования, при этом было показано, что существует корреляция между кормлением ребенка первого года жизни формулой для искусственного вскармливания с 2 ОГМ и уменьшением количества сообщений о заболеваниях нижних дыхательных путей наряду со снижением потребности в антибиотиках в течение первого года жизни, по сравнению с кормлением контрольной формулой. Одновременно с этим состав микробиоты в раннем периоде жизни видоизменялся в направлении показателей детей, находящихся на грудном вскармливании. На основании совокупности полученных данных можно предположить, что ОГМ могут влиять на иммунную защиту посредством воздействия на микробиоту кишечника в раннем периоде жизни. Эти данные ставят на повестку дня необходимость проведения дальнейших клинических исследований, чтобы углубить наше понимание биологии ОГМ и оценить степень их значимости для питания ребенка.

Что из себя представляют олигосахариды грудного молока (ОГМ)? В чем их значение для питания ребенка первого года жизни? Эти вопросы в равной степени интересуют ученых и педиатров в течение более чем ста лет. Усовершенствования методов анализа, а также достижения последних лет в технологии синтеза веществ в больших объемах привели к значительному прогрессу в данной области исследований. Все эти новшества обеспечили получение материалов и методов, которые позволили подробно изучить ОГМ и точно измерить количество, а также определить их качественные характеристики. Кроме того, были проведены базовые исследования ОГМ, исследования с моделированием разных ситуаций, а также клинические наблюдательные и интервенциональные исследования.

«Один ОГМ не то же самое, что другой ОГМ”, это значит, что определенные олигосахариды грудного молока не идентичны друг другу, особенно, когда речь идет о взаимосвязи структуры и функции. В химическом отношении ОГМ представляют собой молекулы, возникшие при удлинении молочного сахара лактозы в разных положениях связей одним моносахаридом или сочетанием моносахаридов, такими как L-фукоза (Fuc), Dгалактоза (Gal), N-ацетил-D-глюкозамин (GlcNAc) и Nацетилнейраминовая кислота (сиаловая кислота, SA). Gal и GlcNAc обычно удлиняют лактозу в виде дисахарида Gal-GlcNAc. Многочисленные и разнообразные ОГМ могут быть подразделены на категории с учетом специфических структурных особенностей, связанных с активностью разных гликозилтрансфераз, участвующих в их синтезе. Однако, многие ОГМ сочетают разные структурные черты.

Грудное молоко, рекомендуемое и естественное питание для детей, приспособленное для их нужд природой, ассоциируется со снижением риска инфекционных заболеваний, а также, возможно, диабета и избыточного веса, в то время как ситуация с аллергическими реакциями менее ясна [1]. Это позволяет предположить, что специфичные для грудного молока компоненты, такие как ОГМ и другие биоактивные молекулы, могут обеспечивать указанные полезные эффекты.

ОГМ обладают структурным сходством с гликанами слизистой и не перевариваются в желудочно-кишечном тракте. По этой причине они, как и предполагалось ранее, способны оказывать воздействие на многочисленные опосредованные гликанами процессы, такие как колонизация первичной микробиоты и инфекционная активность патогенов (Рисунок 1A). На основании данных клинических наблюдательных и базовых исследований можно утверждать, что ОГМ, функции которых зависят от структуры, способствуют (i) формированию адаптированного микробиома слизистой, (ii) обеспечивают повышение сопротивляемости организма воздействию патогенов и (iii) определяют защитные свойства кишечного барьера и иммунитета, тем самым определяя уровень иммунной защиты.

В данной работе кратко рассматриваются генетические и экологические факторы, влияющие на состав ОГМ грудного молока, физиологическая роль ОГМ, в соответствии с данными клинических наблюдательных исследований, доклинических исследований по изучению способа действия, а также обсуждаются выводы клинических интервенциональных исследований.

ОГМ напоминают антигены группы крови и сиалированные гликаны, присутствующие во внешнем слое слизистой. В целом, одни и те же гликозилтрансферазы участвуют в синтезе гликанов клеток слизистых и ОГМ, которые образуются в молочной железе. Фукозилтрансферазы FUT2 (ген «Секретор») и FUT3 (ген Льюиса) описаны более подробно, так как они характеризуются естественным полиморфизмом в организме человека [2] (Рисунок 2A). Специфические полиморфные изменения выключают их ферментную активность.

Таким образом, можно выделить специфические структуры ОГМ, которые зависят от FUT2 или FUT3. Все зависимые от FUT2 ОГМ содержат присоединенную в положении альфа-1,2 фукозу, например 2’FL, лактодифукозиллактоза (LDFT), лакто-Nфукозилпентоза-I (LNFP-I). Интересно отметить, что следовые количества 2’FL были обнаружены в грудном молоке, предположительно, FUT2-отрицательных матерей в азиатских популяциях [3, 4]. Это показывает, что природа этого инактивирующего полиморфизма и, следовательно, профиля ОГМ, может коррелировать с особенностями популяции [5]. Типичными FUT3-зависимыми ОГМ являются LNFP-II, лакто-Nдифукозилгексоза-I (LNDFH-I), содержащая альфа-1,4-связанную фукозу, а также, в меньшей степени, 3-фукозиллактоза (3FL) и LDFT, содержащие альфа-1,3-связанную фукозу. В грудном молоке, не содержащем выявляемых количеств LNFP-II, обнаружены более низкие концентрации ОГМ с альфа-1,3 фукозой на глюкозе и повышенные количества ОГМ с альфа-1,3 фукозой на GlcNAc. Следовательно, другой фермент FUT (например FUT4, 5, 6, 7 или 9) также участвует в образовании ОГМ с альфа-1,3-связанной фукозой на GlcNAc и глюкозе.

Отсутствие функционального фермента FUT2 (или FUT2 и FUT3) влияет на общую концентрацию ОГМ в молоке, если выразить это количество в виде суммы количественных показателей содержания всех ОГМ [2] (Рисунок 2). В то время как количество некоторых ОГМ увеличивается при отсутствии активного фермента FUT2 (например LNT, 3FL), при отсутствии фукозилирования могут образовываться другие более крупные молекулы нефукозилированных ОГМ.

На сегодняшний день отсутствует описание общих тенденций генетического полиморфизма сиалированных ОГМ. Это показывает, что, если инактивирующий полиморфизм генов сиалилтрансферазы существует, это достаточно редкое явление. По данным экспериментов на мышах сиалилтрансферазы ST6Gal1 и ST3Gal4 участвуют в синтезе 6’-сиалиллактозы (6’SL) и 3’- сиалиллактозы (3’SL), соответственно, кроме того, другая сиалилтрансфераза, возможно ST3Gal1, также участвует в образовании 3’SL [6]. Механизмом, также влияющим на состав ОГМ, возможно, является доступность субстрата донора и акцептора, о чем свидетельствует увеличение содержания 3FL, когда снижается концентрация 2’FL, основного фукозилированного ОГМ [3]. Интересно отметить, что концентрации ОГМ меняются в течение периода лактации, при этом разные ОГМ характеризуются разной динамикой [3]. Концентрации таких ОГМ как 6’SL или LNT уменьшаются быстрее в течение первых недель лактации, в то время как концентрации 2’FL и 3’SL снижаются медленнее в течение более длительного периода времени, а количество других ОГМ, таких как 3FL, увеличивается на протяжении периода лактации (Рисунок 2B).

Такие изменения состава, обусловленные генетической природой организма матери и стадией лактации, могут поставить под сомнение результаты наблюдений относительно связи ОГМ с клиническими показателями детей, находящихся на грудном вскармливании, и, следовательно, требуют дополнительного изучения.

Концентрации ОГМ в молозиве, переходном и зрелом молоке, по всей видимости, не отличаются у матерей, которые родили недоношенных детей (n=18; гестационный возраст <37 недель) и доношенных детей (n=14; гестационный возраст ≥37 недель) [2]. Кроме того, было отмечено, что концентрации фукозилированных и сиалированных ОГМ были сходными в молоке, которое вырабатывается после преждевременных и срочных родов, хотя для молока, которое образуется после преждевременных родов, по всей видимости, характерна большая степень вариабельности по экспрессии фукозилированных ОГМ [7].

На сегодняшний день нам неизвестно, действительно ли рацион питания матери влияет на состав ОГМ, и каким образом это происходит. В проведенном недавно в Гамбии (Африка) наблюдательном исследовании с участием 33 матерей и их детей, получавших грудное вскармливание, было обнаружено значительно более высокое содержание ОГМ в молоке на 20 неделе лактации в сухой сезон (n=21) по сравнению с сезоном дождей (n=12) [8].

Авторы высказали гипотезу о возможной связи с более высоким потреблением энергии в течение сезона засухи. В двух других исследованиях, проведенных в Малави (Африка) по изучению в когортах пар «мать-ребенок» (n=88 и n=215) было установлено, что общее количество ОГМ, а также сиалированных и фукозилированных ОГМ, было меньше через 6 месяцев после родов в грудном молоке матерей, дети которых страдали от тяжелой формы низкорослости, по сравнению с детьми, имеющими нормальный размер [9]. Эти исследования позволяют предположить, что питание и здоровье матери могут влиять на состав ОГМ.

По аналогии, более высокий индекс массы тела матери и прирост веса в течение беременности, обычно отражающие изменение метаболизма, могут влиять на состав ОГМ. Исследования этого вопроса в настоящее время продолжаются [10] (Binia et al. 2017 Резюме FASEB SRC). Необходимы соответствующим образом спланированные исследования для изучения возможных изменений состава ОГМ в контексте потребления матерью энергии в целом и специфических нутриентов, в частности.

Состав ОГМ связан с формированием микробиоты кишечника у детей первого года жизни.

Первичный микробиом оказывает серьезное влияние на развивающуюся иммуннитет, будучи при этом самостоятельной системой, обеспечивающей устойчивость к колонизации организма патогенами. Интересно отметить, что формирование микробиоты кишечника также способствует, посредством врожденного опосредованного лимфоидными клетками процесса, улучшению защиты против респираторных инфекций [11]. При проведении первых исследований по изучению грудного молока и грудного вскармливания была отмечена значимая корреляция между грудным вскармливанием и иммунной защитой от инфекционных заболеваний, а также соответствующими показателями смертности. Было установлено, что у детей, находящихся на грудном вскармливании, в первичной микробиоте кишечника доминируют бифидобактерии, которые отсутствовали в формулах для искусственного вскармливания, кроме того, бифидогенный фактор, характерный для грудного молока, был выявлен во фракции ОГМ грудного молока [12].

Из исследований первичной микробиоты нам известно, что бифидобактерии могут использовать разные ОГМ и способны расти на них, причем выявлена определенная специфичность для разных штаммов [13, 14]. В нескольких исследованиях наблюдалось увеличение бактериальной метаболической активности при росте на ОГМ, примером чего являлось образование ацетата короткоцепочечных жирных кислот [15, 16]. Примечательно, что многочисленные потенциально патогенные бактерии из группы Enterobacteriaceae не росли на отдельных ОГМ, и не использовали отдельные ОГМ как источник углерода [17], в то время как рост других патогенов, например, Streptococcus agalactiae (группа B Streptococcus, GBS) замедлялся в присутствии ОГМ [18, 19].

Недавно было показано, что LNnT в грудном молоке коррелируют с количеством Bifidobacterium longum ssp infantis [8]. В эксперименте с гнотобиотическими мышами, в организме которых присутствует только Bacteroides и вид B. longum ssp infantis, использование LNnT приводило к доминированию бифидобактерий, хотя оба вида бактерий могли использовать LNnT in vitro [20]. В эксперименте с гнотобиотическими мышами, которым были пересажены семь микроорганизмов из организма человека, также отмечалось преобладание B. longum ssp infantis, когда этих мышей кормили 2’FL в сочетании с LNnT, по сравнению с применением только LNT (Sprenger N. et al. неопубликованные данные наблюдений), хотя B. longum ssp infantis может расти на многих разных ОГМ, включая LNT, в качестве субстрата [13].

Геномный и гликомный анализ у детей первого года жизни позволил получить дополнительные доказательства роли ОГМ в формировании первичного микробиома, при этом были выявлены связи между отдельными ОГМ и определенными родами бактерий в пробах фекалий [21-23]. Бифидобактерии, которые доминировали в микробиоте кишечника детей, находящихся на грудном вскармливании (n=105) в возрасте 4 месяцев, ассоциировались с содержанием в грудном молоке FUT2-ОГМ [24]. Статус ребенка по содержанию FUT2 и возможные связанные с этим влияния на профиль микробиоты не были оценены, несмотря на то, что ранее были получены данные, свидетельствовавшие о том, что статус по содержанию FUT2 сам по себе может влиять на микробиоту кишечника, по крайней мере, у взрослых [25]. В другой когорте анализ относительно небольшой подгруппы 4-месячных детей, находящихся на исключительно грудном вскармливании (n=14), выявил связь между положительным статусом матери по наличию FUT2 и более высоким содержанием бифидобактерий до возраста ребенка 2-3 лет [26]. Однако в другом недавно проведенном исследовании с участием 33 матерей и их детей в Гамбии не сообщалось о статистически значимых влияниях ОГМ на общий сдвиг профиля в сторону бифидобактерий [8], в то время как количество отдельных бифидобактерий, таких как B. longum ssp infantis, коррелировало с концентрациями LNnT в грудном молоке, как было показано ранее. Эти первые отчеты выявили необходимость более масштабных наблюдательных исследований аналогичного дизайна, включая подробный анализ ОГМ в грудном молоке и фенотип ребенка первого года жизни по FUT2, чтобы можно было получить более подробные сведения и лучше понять характер связи между ОГМ и составом микробиома кишечника ребенка.

На сегодняшний день клинические наблюдательные исследования в сочетании с базовыми исследованиями позволяют предположить, что FUT2-ОГМ, такие как 2’FL и LNFP-I, а может и другие ОГМ, не зависимые от FUT2, например, LNnT, участвуют в формировании первичной микробиоты кишечника с доминированием бифидобактерий. Исследования in vitro помогают оценить связанные с ОГМ метаболические возможности микроорганизмов и специфические свойства штаммов, в то время как наблюдательные исследования на животных и исследования с участием человека показывают, что взаимодействие между бактериями и слизистой кишечника отражает более сложную картину. Следовательно, фокусируя внимание на здоровье ребенка первого года жизни, главная задача заключается в том, чтобы лучше понять влияние ОГМ на динамику развития микробиома в естественной экосистеме, используя холистический и ориентированный на экологию подход.

Было проведено изучение ОГМ в связи с встречаемостью инфекционной диареи в когорте мексиканских матерей и детей (n=93) [27, 28]. Более высокие концентрации в грудноммолоке α1- 2 фукозилированных ОГМ ассоциировались с более низкими показателями встречаемости всех случаев диареи средней степени тяжести и тяжелой степени. Наиболее часто выявляемой причиной диареи в данной когорте была Campylobacter jejuni, следующее место занимали инфекции, вызываемые калицивирусом и энтеропатогенными Escherichia coli. В частности, более высокие концентрации 2’FL и LNFP-I в грудном молоке коррелировали с более низкими показателями встречаемости диареи, вызванной C. jejuni и калицивирусом, соответственно. Эти наблюдения в течение периода грудного вскармливания не соответствовали картине, обнаруженной в периоде после завершения грудного вскармливания, что указывает на возможный временный эффект ОГМ по обеспечению защиты от инфекционной диареи. Это соответствует представлениям об их предположительной роли как веществ, способных препятствовать адгезии патогенов. Экспериментальные данные доклинических исследований с моделированием инфекций также демонстрируют защитные эффекты 2’FL от C. jejuni [29] и скопления инвазивной E. coli [30]. Исходя из этих данных, 2’FL и другие FUT2-ОГМ, по всей видимости, действуют как растворимые лиганды, блокирующие C. jejuni от прикрепления к эпителиальным клеткам кишечника, в то время как защита от E. coli, может реализовываться посредством противовоспалительного воздействия, возможно, в сочетании с изменением состава микробиоты кишечника.

Гликаны, содержащие α1-2-связанную фукозу, экспрессируемые на эпителиальных клетках FUT2-положительных детей, могут играть роль рецепторов для связывания патогена, что коррелирует с риском специфических инфекционных заболеваний в указанной популяции [31]. Генетические исследования показали, что дети первого года жизни и дети более старшего возраста с нефункциональным геном FUT2 имеют штамм-специфическую защиту против норовируса и ротавируса [32, 33]. Восприимчивость к определенным штаммам ротавируса зависит как от статуса по FUT2, так и FUT3 [34]. В экспериментальном отношении инфекционный потенциал некоторых штаммов ротавируса был снижен в присутствии FUT2 ОГМ 2’FL, в то время как другие штаммы вируса реагировали на воздействие сиалированных ОГМ, а именно 3’SL и 6’SL [35]. Аналогичным образом, 2’FL также связывались со специфическими штаммами норовируса [36].

Недавно было установлено, что, помимо блокирования присоединения патогена к слизистой организма ребенка, ОГМ замедляют рост патогенных бактерий Streptococcus группы B (GBS) [18, 19, 37], которые являются основной причиной сепсиса у недоношенных детей. Рост GBS специфически ингибировался в присутствии LNT и LNFP-I, в то время как сиалированные ОГМ или галактоолигосахариды (GOS) не оказывали никакого влияния [19]. Экспериментальные данные указывают, что, предположительно, причиной может быть активность гликозилтрансферазы GBS [19]. Возможно, речь идет о сходном механизме. Как было показано, ОГМ из молока FUT2-отрицательных матерей обладают бактериостатическими свойствами, которые реализуются через изменение образования биопленки [18]. В наблюдательном исследовании, проведенном в Гамбии, где были изучены 183 пары «ребенок первого года жизни-мать», было отмечено, что FUT3-положительные матери с меньшей степенью вероятности являлись носителями GBS, как и их дети с рождения [37]. Интересно отметить, что дети FUT3-положительных матерей также с большей степенью вероятности освобождались от колонизации GBS с рождения до возраста 2-3 месяцев по сравнению с детьми FUT3-отрицательных матерей.

В пилотном исследовании с участием 49 пар «мать-ребенок первого года жизни», более высокие концентрации в грудном молоке FUT3-ОГМ LNFP-II на 2 неделе после родов ассоциировались с более низким риском респираторных и желудочно-кишечных заболеваний на 6 и 12 неделе жизни ребенка [38]. Эта связь утрачивала значимость после завершения грудного вскармливания. Аналогичным образом, в когортном исследовании в Замбии у 143 неинфицированных детей, контактировавших с ВИЧ, более высокие концентрации фукозилированных ОГМ в грудном молоке в возрасте 1 месяца после родов были связаны более низким риском смертности до возраста 2 лет [39]. В другом небольшом исследовании с выделением когорт, проведенном в Гамбии, по изучению пар «мать-ребенок первого года жизни» (n=33), более высокие относительные концентрации в грудном молоке фукозилированных ОГМ (общее количество LNFP-I и LNFP-III) и сопутствующее более низкое относительное количество LNT ассоциировалось с более низким риском заболевания до достижения возраста 4 месяцев [8].

Что касается респираторных патогенов, непосредственное воздействие ОГМ, по всей видимости, менее очевидно и, таким образом, предположительно связанное с ОГМ защитное действие может быть опосредовано микробиомом кишечника [11, 40]. Тем не менее, в эксперименте, непосредственный контакт Streptococcus pneumoniae с LNnT и сиалил-LNnT, а также последующее инфицирование, эффективно блокировали колонизацию легких этим микроорганизмом в эксперименте на кроликах [41]. В эксперименте на клетках LNnT и 2’FL дозозависимо снижали концентрации вируса гриппа и респираторного синцитиального вируса (RSV) в клетках воздухоносных путей [42].

Наблюдательные исследования наряду с фактами, выявленными в доклинических экспериментах с моделированием различных заболеваний, позволили впервые доказать связь между ОГМ и риском инфекций, главным образом, при наличии специфической связи структуры и функции. Механически ОГМ могут оказывать воздействие посредством разных функций, хотя доклинические исследования подчеркивают наличие особых уникальных свойств. Современные исследования также очерчивают направления, которые необходимо изучить в будущем в ходе наблюдательных исследований, а именно: время получения проб молока и потребления грудного молока, этиологию инфекций, количественный анализ ОГМ по сравнению с категориальным и, наконец, генетику организма матери и ребенка первого года жизни.

На аллергические реакции влияют многочисленные экологические (включая питание), а также генетические факторы. К ним, в том числе, относятся разные биологически активные вещества грудного молока и, возможно, ОГМ. В исследовании в Финляндии с выделением когорт по изучению 266 пар «мать ребенок первого года жизни» оценивался риск наследственной аллергии, при этом концентрации 2’FL в первом грудном молоке, ассоциировались с более низким риском проявления IgEопосредованной экземы в возрасте 2 лет только у детей, рожденных при помощи кесарева сечения [43]. Это наблюдение указывает на то, что 2’FL могут влиять на IgE-опосредованную экзему посредством изменения первичной микробиоты кишечника, которая, как известно, отличается у детей, рожденных при помощи кесарева сечения, и детей, которые были рождены вагинальным способом. Возможная связь ОГМ с аллергией на коровье молоко (CMA) изучалась в другом исследовании с выделением когорт, где участвовало 39 женщин с детьми, у которых появились признаки CMA к возрасту 18 месяцев, а также 41 женщина с детьми без CMA [44]. Была выявлена связь между концентрацией в молоке нескольких отдельных ОГМ (LNFP-III, 6’SL, LNFP-I, DSLNT) и сочетаний ОГМ со сниженным риском CMA, при этом наиболее заметная корреляция была выявлена для LNFP-III. Забор проб грудного молока варьировал в течение первых 6 месяцев после родов и, следовательно, этот фактор мог стать причиной неточностей, так как концентрации ОГМ в значительной степени меняются в течение указанного периода. Что касается механического аспекта, авторы выдвинули гипотезу, что LNFP-III могут воздействовать на иммунную систему через дендритные клетки и DC-SIGN. В доклиническом исследовании по моделированию пищевой аллергии были изучены 2’FL и 6’SL, оба ОГМ снижали интенсивность симптомов, проявление которых было связано с активностью тучных клеток [45].

Наблюдательные исследования, проведенные до настоящего времени, имеют недостатки, однако позволяют получить предварительное представление о возможных связях между специфическими ОГМ и риском аллергических реакций. Для оценки реальности такой связи необходимо проведение повторных более масштабных исследований с выделением когорт и гармонизированной процедурой получения проб молока, стратификацией по способу родоразрешения и оценкой генотипа ребенка первого года жизни в отношении активности FUT2 и FUT3.

Недавний прогресс в индустриальной биотехнологии позволил получать в достаточных количествах некоторые ОГМ, а именно 2’FL и LNnT. Доклинические токсикологические тесты позволили установить их безопасность, в результате было разрешено применение этих ОГМ в качестве новых продуктов питания в Европейском Союзе. Данные вещества также были признаны в целом безопасными в США.

У взрослых, как 2’FL, так и LNnT изучались изолированно или в сочетании в разных дозах от 5 до 20 г/день в слепом рандомизированном исследовании, проведенном под контролем плацебо (n=100). Оба ОГМ переносились хорошо и способствовали увеличению численности бифидобактерий [46].

В двух рандомизированных интервенциональных исследованиях, проводимых в слепом режиме, по изучению детей первого года жизни выявили безопасность применения 2’FL с точки зрения роста и толерантности в сочетании с GOS или фруктоолигосахаридами (FOS) [47, 48] (Kajizer et al. 2016 FASEB J). Дети, получавшие формулу для искусственного вскармливания, обогащенную 2’FL (0.2 или 1 г/л) в сочетании с GOS или только GOS, показали темпы роста, соответствующие показателям детей, находящихся на грудном вскармливании, до достижения возраста 4 месяцев (n=314). В подгруппе детей первого года жизни было проведено измерение иммунных маркеров в плазме при первичном обследовании и при стимуляции клеток крови RSV. В целом, иммунный профиль соответствовал профилю детей, находящихся на грудном вскармливании, при обогащении формулы для искусственного вскармливания 2’FL в более низкой или более высокой дозе [48]. По данным другого рандомизированного контролируемого исследования формуластартер для искусственного вскармливания, обогащенная 2 ОГМ, 2’FL и LNnT, (n=88) позволяла, в случае ее применения у доношенных детей, достигнуть показателей роста, соответствующих возрасту, а также хорошо переносилась по сравнению с потреблением той же формулы без ОГМ (n=87) [49]. Интересно отметить, что вторичным результатом данного исследования было выявление связи между кормлением формулой для искусственного вскармливания, обогащенной двумя ОГМ, и меньшим количеством случаев заболевания дыхательной системы, а также более редким использованием соответствующих препаратов (особенно антибиотиков и жаропонижающих) в течение первого года жизни и после 6 месяцев кормления. В возрасте 3 месяцев общий профиль микробиоты у детей, получавших формулу с 2 ОГМ, изменялся и начинал отличаться от группы потребления контрольной формулы в направлении профиля детей, получавших грудное вскармливание (контрольная группа). Этот сдвиг происходил, преимущественно, по причине увеличения количества Bifidobacterium одновременно со снижением количества Escherichia и Peptostreptococcaceae [50]. Значительно большее количество детей, получавших формулу с 2 ОГМ, характеризовалось составом микробиоты, типичным для детей, находящихся на грудном вскармливании, по сравнению с группой, потреблявшей необогащенную формулу, у которых состав микробиоты был исходно другим. Интересно отметить, что дети с составом микробиоты, структурно типичным для контрольной формулы, имели в 2 раза более высокий риск необходимости применения антибиотиков в течение первого года жизни по сравнению с теми детьми, микробиота которых соответствовала профилю, наблюдаемому у детей, находящихся на грудном вскармливании [51].

Эти первые клинические интервенциональные исследования со специфическими ОГМ показывают безопасность применения указанных веществ для роста ребенка и толерантности пищеварительной системы. Кроме того, как можно предполагать на основании базовых и наблюдательных исследований, 2’FL и LNnT могут способствовать защите от заболеваний, связанных с инфекциями, а также снижению необходимости лечения антибиотиками, возможно, посредством изменения процесса формирования первичной микробиоты кишечника.

Состав ОГМ зависит, главным образом, от статуса матери по FUT2 и FUT3. Данное явление, скорее всего, является результатом селективного эволюционного давления, связанного с воздействием патогенов или микробиома в целом. На разных этапах лактации происходит изменение состава ОГМ, что, возможно, указывает на изменение потребностей ребенка на разных этапах послеродового развития. Однако рождение недоношенных или доношенных детей, находящихся на разных стадиях развития, по всей видимости, не влияет на состав ОГМ в грудном молоке. Результаты клинических наблюдательных исследований в сочетании с данными доклинических исследований и клинических интервенциональных исследований подтверждают роль отдельных ОГМ в обеспечении иммунной защиты, преимущественно, от инфекционных заболеваний и применения антибиотиков. Требуется проведение дополнительных клинических исследований, тщательно спланированных наблюдательных исследований и, что особенно важно, интервенциональных исследований под контролем плацебо, чтобы получить дополнительные доказательства и углубить наши представления о биологии ОГМ и их значении для питания детей первого года жизни.

Мы благодарим Д-ра Питера Дункана (Peter Duncan) и Д-ра Анник Мерсеньер (Annick Mercenier) за критический обзор рукописи и оказанную поддержку.

Все авторы являются сотрудниками Нестек Лтд. (Nestec Ltd.)