母乳喂养对婴儿健康具有显著益处，包括降低远期肥胖和代谢疾病风险，但其保护机制尚未完全阐明。当母乳不可行时，婴儿配方奶成为替代选择。现有配方奶蛋白质含量普遍高于母乳，且可能导致氨基酸代谢异常，但蛋白质含量及乳清蛋白类型对婴儿代谢组的影响仍需系统性研究。本研究旨在通过代谢组学技术，分析不同蛋白质含量（标准配方SF、低蛋白配方）及乳清蛋白类型（α-lactalbumin-enriched whey、casein glycomacropeptide-reduced whey）对婴儿血清、尿液和粪便代谢组的动态影响，并与纯母乳喂养组对比，探索配方奶优化的潜在策略。研究假设降低蛋白质含量及调整乳清蛋白组成可使配方奶喂养婴儿的代谢特征更接近母乳喂养婴儿，从而为改善配方奶设计提供科学依据。

本研究为一项前瞻性、双盲、随机对照试验的二次分析，纳入200名健康足月婴儿，随机分配至三组配方奶喂养（SF：2.2 g/100 kcal；LP αLAC-EW：1.75 g/100 kcal含27% α-lactalbumin；LP CGMP-RW：1.76 g/100 kcal含0% CGMP）或母乳喂养参考组（HM）。研究周期为基线（1-2月龄）至6月龄，采集血清、尿液及粪便样本，采用600 MHz核磁共振（NMR）技术定量分析代谢物（血清68种、尿液88种、粪便84种）。膳食摄入通过3日饮食日记记录，并计算宏量营养素摄入量。统计方法包括主成分分析（PCA）、置换多变量方差分析（PERMANOVA）及线性混合模型，校正基线代谢物浓度、辅食能量摄入及时间效应。研究遵循CONSORT指南，经瑞典隆德地区伦理委员会批准（NCT02410057），所有操作符合赫尔辛基宣言及GCP规范。样本排除标准包括低质量光谱、污染及非依从性数据，最终纳入有效样本量血清187份、尿液193份、粪便123份。

研究结果

1.血清代谢组：配方奶蛋白质含量显著影响氨基酸代谢。与SF组相比，低蛋白配方组（LP αLAC-EW、LP CGMP-RW）血清尿素水平降低39%（SF：14.8 g/L vs. LP：11.9 g/L），但仍高于母乳组（HM：10.3 g/L）。母乳组血清中酮体（3-羟基丁酸、丙酮）及TCA循环中间产物（柠檬酸、琥珀酸）显著高于配方奶组（P<0.01）。低蛋白配方组血清必需氨基酸（亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸）浓度较SF组降低15%-30%，接近母乳组水平（P<0.05）。

2.尿液代谢组：配方奶组尿液有效渗透压显著高于母乳组（HM：210 mmol/kg vs. SF：280 mmol/kg，P<0.01）。低蛋白配方组4月龄时渗透压较SF组降低12%（P<0.05）。母乳组尿液支链氨基酸（BCAA）代谢产物3-羟基异戊酸（3-HIV）及3-羟基异丁酸（3-HIB）浓度分别比SF组高45%和32%（P<0.01），且其BCAA氧化产物排泄率（如3-HIB）较配方奶组高20%-25%，提示母乳喂养婴儿更高效清除代谢废物。

3.粪便代谢组：母乳组粪便水分比例较配方奶组高8%（P<0.05），且碳水化合物代谢标志物（N-乙酰神经氨酸、1,2-丙二醇）显著富集。SF组粪便中丁酸、异丁酸等蛋白发酵产物浓度比母乳组高50%-60%（P<0.01），而低蛋白配方调整未显著改变粪便代谢组构成。

4.BCAA代谢差异：母乳组血清BCAA与α-酮酸（BCKA）比值较SF组高30%（P<0.01），表明其BCAA氧化能力更强。低蛋白配方虽降低亮氨酸摄入（LP αLAC-EW：1.2 g/100 kcal vs. SF：1.8 g/100 kcal），但其BCKA/BCAA比值仍低于母乳组（P<0.05）。

膳食必需氨基酸摄入量与血清及尿液对应代谢物的关联性分析

本研究表明，降低配方奶蛋白质含量（至1.75-1.76 g/100 kcal）及调整乳清蛋白类型（如增加α-lactalbumin）可显著减少血清氨基酸及尿素积累，使代谢特征更接近母乳喂养婴儿。然而，配方奶喂养婴儿在BCAA氧化效率、尿液代谢废物清除及肠道菌群功能上仍与母乳组存在差距，提示单一蛋白质调整无法完全模拟母乳的复杂代谢调控网络。母乳中生物活性成分（如低聚糖、外泌体）可能通过多途径协同调节婴儿代谢，未来研究需结合多组学技术深入解析。本研究为配方奶优化提供了关键代谢标志物（如BCKA、3-HIV）及调整策略，但需进一步验证长期健康效应。

原始出处：

He X, Tinghäll Nilsson U, Mishchuk DO, Hernell O, Lönnerdal B, Hartvigsen ML, Jacobsen LN, Kvistgaard AS, Slupsky CM, Karlsland Åkeson P. Impact of formula protein quantity and source on infant metabolism: serum, urine, and fecal metabolomes of a randomized controlled study. Am J Clin Nutr. 2025 Apr;121(4):853-864. doi: 10.1016/j.ajcnut.2025.02.002. Epub 2025 Feb 5. PMID: 39921093.

Tags： Am J Clin Nutr：低蛋白 + α-乳清蛋白配方奶，宝宝代谢更贴近母乳