摘要：母乳喂养对降低婴儿发病率和死亡率至关重要。世界卫生组织建议婴儿出生后前 6 个月纯母乳喂养，之后继续母乳喂养至 2 岁或更久，并添加辅食。然而，全球纯母乳喂养率较低，全球 48%、美国 24% 的婴儿在 6 个月时仍接受纯母乳喂养。

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一、引言

1.1 母乳喂养的重要性及现状

母乳喂养对降低婴儿发病率和死亡率至关重要。世界卫生组织建议婴儿出生后前 6 个月纯母乳喂养，之后继续母乳喂养至 2 岁或更久，并添加辅食。然而，全球纯母乳喂养率较低，全球 48%、美国 24% 的婴儿在 6 个月时仍接受纯母乳喂养。

1.2 母乳产量相关问题

约 35% 提前断奶的母亲表示，感知母乳供应不足（PIMS）是主要原因。部分情况下，早期干预可改善母乳产量，但 PIMS 及低母乳产量的分子机制尚不明确，导致治疗选择有限。

此外，部分女性存在母乳过度分泌（高泌乳）问题，可能由不明原因、过度吸乳或使用催乳剂引起，常因乳房疼痛、导管堵塞和乳腺炎等导致提前断奶。

1.3 相关研究背景

母体肥胖与低母乳产量存在关联，超重和肥胖女性母乳喂养启动和维持率较低，且婴儿更易不满母乳量，还可能与系统性肿瘤坏死因子 -α（TNF-α）水平升高、炎症及胰岛素失调相关，但非超重女性也常见 PIMS 和低产量问题。

关于人类母乳喂养并发症的遗传研究较少，多数全基因组关联研究针对奶牛等产奶动物，如 DGAT1 基因的单核苷酸多态性（SNP）与产奶量等相关。人类研究中，仅发现 MFGE8 基因的一个 SNP 与母乳产量和母乳喂养持续时间相关，还有少数研究关注母亲遗传与母乳成分的关系。

近期研究利用功能基因组学工具表征人乳转录组，发现乳脂肪球（MFG）可作为研究乳腺功能的非侵入性生物样本，且单细胞 RNA 测序（scRNA-seq）已用于表征不同时间点的乳细胞类型。

二、结果

2.1 母乳样本收集

收集了 30 名哺乳期女性的新鲜乳汁样本，包括 9 名低产者、7 名高产者（由哺乳顾问评估）和 14 名自报正常产奶者。

母亲对自身产奶量的感知在各组间差异显著（χ² P ≤0.001），且婴儿对母乳量的满意度也有显著差异（χ² P ≤0.001）。

低产组母亲更可能给婴儿补充配方奶或捐赠奶，正常产奶组母亲更可能自报婴儿时期接受母乳喂养（ANOVA，P ≤0.042），低产组母乳 “到来” 时间有延迟趋势（ANOVA，P ≤0.072）。

各组母亲的 BMI、年龄、分娩方式等无显著差异，每人平均贡献 2±1.6 个样本。

2.2 MFG RNA 特征再现乳腺细胞转录组

对 4 对来自同一乳汁样本的乳细胞和 MFG 进行 bulk RNA-seq，发现 1696 个差异表达基因，其中 1454 个在乳细胞中高表达，242 个在 MFG 中高表达。

乳细胞中高表达基因与白细胞和淋巴细胞分化、细胞因子等相关，MFG 中高表达基因虽无显著 GO 富集，但涉及脂质定位正调控等。

对比 MFG、乳细胞与非哺乳期乳腺组织的转录组，发现 11810 个差异基因。乳细胞中高表达的 3462 个基因多与产奶相关，且富集于髓系白细胞激活等通路；MFG 中高表达的 2935 个基因富集于细胞质翻译等通路。两者与非哺乳期乳腺组织相比，有大量共同的差异表达基因。

2.3 MFG 转录组与乳腺细胞 LC2 亚型更相似

对 11 个乳细胞样本进行 scRNA-seq，聚类得到 9 类细胞，包括 6 类免疫细胞、2 类腔上皮细胞（LC1 和 LC2）及少量分裂上皮细胞（DEC）。

利用 BisqueRNA package 分析发现，14 个 MFG bulk RNA-seq 样本中，12 个以 LC2 细胞比例最高。

MFG 相对于乳细胞的高表达基因 signature 在上皮细胞中较高，且在 LC2 细胞亚群中最高，LC2 亚群还高表达与 MFG 膜形成和出芽相关的基因。

2.4 MFG bulk RNA-seq 识别与产奶量相关的转录变化

对低、正常、高产者的 MFG 样本进行 bulk RNA-seq，发现低与正常组间 15 个基因下调、7 个上调，高与正常组间 65 个基因下调、45 个上调。

高产者中 KLF10 上调，与转化生长因子 -β 信号调控相关；GLP1R 和 PPP1R1A 下调，与葡萄糖稳态等相关。低产者中 PLIN4 上调，与脂质积累相关。

qPCR 验证显示，控制产后天数后，PLIN4 和 GLP1R 在低产组表达更高（P

2.5 scRNA-seq 识别与产奶量相关的细胞类型比例变化及特定细胞群转录变化

分析 11 个冷冻乳细胞样本的 scRNA-seq 数据，发现高产组与正常组的 LC1/LC2 比例不同，高产组 LC1 细胞比例更高。

正常产奶组的 LC2-C 细胞比例高于低、高产组，且 LC2-C 细胞比例与乳脂含量正相关，LC1-Golgi/lncRNA 与乳脂含量负相关。

上皮细胞簇内差异表达分析发现，高产者 LC2 细胞中 LYZ 等基因上调，还有一些与乳汁成分合成等相关的基因上调。

2.6 免疫细胞相关变化

免疫细胞亚聚类得到 9 类，其中髓系细胞占比最高。高产组树突状细胞（DCs）增加，低产组巨噬细胞比例有增加趋势，且其表达与 TNF-α 信号等相关的基因，巨噬细胞中 TNF-α 信号通路基因集得分在低产者中较高。

2.7 产奶量对婴儿微生物组的影响

分析 10 名低和正常产奶者及其婴儿的 20 份婴儿粪便和 16 份母亲粪便样本，发现婴儿肠道微生物分为三类集群。

低和正常产奶者的婴儿样本在各集群中均有分布，菌种丰度无显著差异。婴儿 Shannon 多样性指数略高于正常组，但不显著。

配方奶补充的婴儿微生物多样性高于纯母乳喂养婴儿（P=0.023）。

三、讨论

3.1 研究主要发现

本研究提供了哺乳期转录组和细胞变化的全面目录，表明 MFG RNA 可作为上皮细胞的生物标志物，主要反映上皮细胞转录组，且与 LC2 亚型更相似。

识别了与产奶量相关的基因和细胞类型变化，如 KLF10、GLP1R、PLIN4 等基因，以及 LC1/LC2 比例、LC2-C 细胞、DCs 和巨噬细胞的变化。

发现婴儿微生物组多样性受喂养方式影响，而非母亲产奶量，低产者婴儿因补充配方奶多样性略高。

3.2 与以往研究的对比

以往研究中低产者 BMI 较高，可能影响炎症状态，本研究各组 BMI 无显著差异，低产者巨噬细胞中 TNF-α 信号趋势较弱。

有研究使用冷冻样本未发现低高产者基因表达差异，可能与 RNA 降解有关，且本研究中抑郁在各组间无差异。

3.3 研究局限性

样本量小，为前瞻性研究，样本采集于哺乳期较晚阶段，需更大规模研究追踪从分娩到成熟乳阶段的变化。

未考虑未脱落到乳汁中的细胞（如基底细胞和基质细胞）及激素调节等上游因素的影响，微生物组数据中高产者样本少。

3.4 未来展望

本研究为产奶量相关的基因组表征研究奠定基础，未来研究需进一步探索相关基因在人乳生产中的具体作用，以助力理解、诊断和治疗母乳喂养困难。

一起来做做题吧

1. 世界卫生组织推荐的纯母乳喂养时长为？

A. 出生后 3 个月

B. 出生后 6 个月

C. 出生后 1 年

D. 出生后 2 年

2. 本研究中，低母乳产量组母亲更可能出现的情况是？

A. 婴儿对母乳量满意度高

B. 较少补充配方奶

C. 母乳 “到来” 时间延迟

D. 自身婴儿时期母乳喂养率高

3. 与乳细胞相比，乳脂肪球（MFG）中高表达基因主要关联的生物学过程是？

A. 白细胞分化

B. 细胞因子生产

C. 脂质定位调控

D. 淋巴细胞激活

4. 乳脂肪球（MFG）的转录组与哪种乳腺上皮细胞亚型更相似？

A. 基底细胞

B. 腔上皮细胞 1（LC1）

C. 腔上皮细胞 2（LC2）

D. 分裂上皮细胞（DEC）

5. 本研究中，低母乳产量组中表达显著升高的基因是？

A. KLF10

B. GLP1R

C. PLIN4

D. LYZ

6. 正常母乳产量组中，哪种上皮细胞亚型的比例显著更高？

A. LC1-A

B. LC2-C

C. DEC

D. LC1-Golgi/lncRNA

7. 高母乳产量组中，哪种免疫细胞的比例显著增加？

A. 巨噬细胞

B. T 细胞

C. 树突状细胞（DCs）

D. B 细胞

8. 婴儿肠道微生物组多样性主要受哪种因素影响？

A. 母亲母乳产量

B. 喂养方式（纯母乳 / 混合喂养）

C. 母亲 BMI

D. 婴儿性别

9. 本研究中，用于分析单细胞 RNA 测序数据的聚类方法是？

A. K-means 聚类

B. 层次聚类

C. Leiden 聚类

D. 模糊聚类

10. 以下哪种基因与母乳中乳糖合成相关？

A. B4GALT1

B. CSN3

C. TNF-α

D. MFGE8

参考文献：

Yarden Golan et al. Genomic characterization of normal and aberrant human milk production. Sci. Adv.11, eadr7174(2025).

来源：知识泥土六二三