骨桥蛋白（Osteopontin，OPN）是人类体液中广泛分布的一种天然蛋白，在乳汁中含量最高。来源于包括人乳在内的各种哺乳动物乳汁的骨桥蛋白被称为乳源性骨桥蛋白，简称乳桥蛋白。近年来，已有科学研究对乳源性骨桥蛋白的结构、功能、安全性等进行了深入研究，并在一些国家和地区实现了产业化应用。基于此，本文以“骨桥蛋白/Osteopontin”“乳源性骨桥蛋白/乳桥蛋白/Milk osteopontin/Lactopontin”“人/牛/羊+乳/Human/Bovine or Cow/Goat+milk”“免疫/Immunity”“肠道/Intestine or gut”“菌群/Microbiome”“神经发育/Neurodevelopment”“安全性/Safety”“临床试验/Clinical trials”等为关键词，检索并分析自1989 年到2024年8 月间被中国知网和PubMed 收录的文献资料，经讨论筛选并采纳了包括临床研究、动物实验等在内的主要科学文献，通过专题研讨的形式，就乳源性骨桥蛋白的定义与来源，对主要群体（婴幼儿群体）的健康效应，生产和应用情况，安全性等内容形成科学实证，旨在增进食品行业对乳源性骨桥蛋白的科学认知，推进其在我国的发展与应用。
1 骨桥蛋白的结构与理化性质及其乳中含量研究现状
OPN 最早于1985 年在成骨细胞中发现[1]，目前已证实在人体骨细胞、上皮细胞、神经细胞、淋巴细胞、巨噬细胞等不同类型的细胞中均有表达，并广泛分布于骨、脑、肾脏、乳腺等组织以及血液、尿液和人乳等体液中。OPN 约由300 个氨基酸残基组成，分子结构中含有精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（Arg-Gly-Asp，RGD）这一高度保守的特殊序列，可通过与整合素结合实现OPN 的细胞黏附功能[2]。此外，非RGD 整合素结合位点起到增强细胞黏附迁移，介导细胞信号转导的作用[3-5]。与不同受体结合的能力使OPN 成为一种多效性蛋白，在细胞黏附、迁移、分化和信号传导等生理过程中发挥重要作用[6]。OPN 经磷酸化、糖基化和蛋白水解加工等翻译、修饰后能产生多种亚型，这些OPN 亚型因细胞和组织表达特异性而具有不同功能[7]。
人乳OPN 由298 个氨基酸残基组成；牛乳OPN 由262 个氨基酸残基组成，其中有182 个与人乳OPN 序列同源，同源性高达61%[8]；山羊乳OPN 由261 个氨基酸残基组成，与牛乳OPN 氨基酸序列有高达91%的同源性[9]。此外，人乳、牛乳和羊乳OPN 的蛋白水解位点、磷酸化和糖基化修饰位点也具有高度的相似性[10]。由于人乳、牛乳和羊乳OPN 的整合素结合序列、翻译后修饰位点和蛋白水解切割位点是高度保守的，推测其可能具有相似的生物活性功能[8]。
人乳OPN 靠近整合素结合位点的片段可抵抗胃蛋白酶水解，使人乳OPN 在胃消化环境中能维持相对稳定的结构[11]。整合素结合位点附近的OPN 片段可完整到达小肠[12]，水解后形成的多肽可被小肠上皮细胞吸收利用。因此，小肠是人乳OPN 消化吸收的主要场所[13]。通过免疫组化分析证明，OPN 在经小鼠胃肠消化后，部分可通过血脑屏障到达大脑组织，同时在大肠中仍能检测出少 量OPN片段[14]。
不同物种乳中OPN 含量存在差异。研究显示，牛乳OPN 的平均质量浓度约为18 mg/L（ELISA 法），山羊乳OPN 的平均质量浓度约为28 mg/L（UHPLC-MS/MS 法），而人乳OPN 的平均质量浓度约为138 mg/L（ELISA 法），占人乳中蛋白质的2.1%，在目前发现的哺乳动物乳汁中含量最高[15-18]。此外，不同国家、不同乳母个体及不同泌乳期的人乳OPN 含量存在一定差异[15，19-20]，母体骨骼肌含量、睡眠质量等健康状况因素也与人乳OPN含量息息相关[19，21]。
2 乳源性骨桥蛋白有益于免疫平衡、肠道健康与神经系统发育
有研究表明，脐带血及婴儿血浆中的OPN含量是成人血浆中的7～10 倍，提示OPN 可能与新生儿早期发育密切相关[16]。乳源性骨桥蛋白能部分耐受人体消化，完整OPN、部分消化OPN 和OPN 多肽可以进入循环系统到达靶细胞后激活信号传导通路，进而发挥多种作用[10]。
2.1 乳源性骨桥蛋白对婴幼儿的免疫功能具有调控作用
乳源性骨桥蛋白调节免疫平衡的作用机制已得到初步明确。乳源性骨桥蛋白可通过调控Th1/Th2 免疫平衡[22]，促进树突状细胞的迁徙与激活，增加其表面标记物的表达[23]，以及激活和招募单核细胞增强对细菌的吞噬[24]来发挥免疫调节作用。
乳源性骨桥蛋白对免疫功能的调控作用在动物实验中有所证实。研究表明，乳源性骨桥蛋白可促进幼鼠CD3+ T 细胞分化，改善T 细胞依赖性体液免疫反应[25]。同时，喂食强化OPN 的配方乳可提升早产猪的单核细胞和淋巴细胞计数[26]。经口补充乳源性骨桥蛋白可能通过增加血浆中内源性OPN 来发挥其有益效果[20]。
临床研究同样证实了乳源性骨桥蛋白对婴幼儿免疫功能的调控作用。在1 项涉及240 名健康足月婴儿的随机对照试验中，婴儿自1 月龄至6月龄期间分别接受常规配方乳或含65 mg/L（约为人乳OPN 平均含量的一半）和130 mg/L（约与人乳OPN 平均含量相当）OPN 的相同配方乳喂养。研究人员分别在1，4，6 月龄时采集婴儿血样，对比普通配方乳与添加不同剂量商业化乳源性骨桥蛋白的配方乳的效果。结果显示，自纳入研究到婴儿6 月龄期间，乳源性骨桥蛋白喂养组婴儿发热率较低，接近于母乳喂养组，4 月龄时乳源性骨桥蛋白喂养组婴儿血浆中促炎性细胞因子（TNF-α）水平均显著低于普通配方乳组[22]。进一步研究发现，130 mg/L 乳源性骨桥蛋白喂养组婴儿在6 月龄内外周血T 细胞比例更高，部分免疫功能更接近于母乳喂养婴儿[27]。上述研究提示，在婴儿配方乳中添加乳源性骨桥蛋白对婴儿免疫系统具有积极影响，其效果可能存在剂量依赖性[22，27]。
2.2 乳源性骨桥蛋白有助于维持婴幼儿肠道健康
OPN 作为一种生长调节蛋白、多功能细胞因子和黏附分子，可以通过多种综合机制影响肠道屏障的完整性和稳定性，进而促进并保持肠道健康[28-29]。一方面，OPN 能够促进肠上皮细胞的增殖和修复，通过影响紧密连接蛋白的表达增强肠道上皮屏障功能，防止有害物质或病原体入侵[30]。另一方面，OPN 还可以调控肠道免疫细胞的活性和细胞因子的分泌，维持肠道的免疫平衡和免疫应答，减轻肠道炎症反应，保护肠道免受损伤[8，31-32]。另外，OPN 还通过调节抗菌肽、肠道菌群和代谢产物之间的相互作用，参与肠道微生物组成和功能的调节，从而维护肠道微生态和免疫反应的平衡，并影响宿主肠道微生物和化学屏障的稳定性[33-34]。
动物实验表明，饲喂含有乳源性骨桥蛋白配方奶粉的仔猪，其患坏死性结肠炎程度低于喂食常规配方奶粉的仔猪，并且能够刺激肠上皮细胞的增殖并减少腹泻[35-36]。孕期补充牛乳OPN 有助于减轻高脂饮食诱导的母鼠结肠炎症，通过调节肠道内共生的拟杆菌属（Bacteroidetes）等微生物丰度及功能特性恢复由OPN 缺陷引起的肠道菌群失调，并调节牛磺胆酸和牛磺氧胆酸的合成，提高结肠上皮细胞连接结构与屏障功能关键调控蛋白的表达，改善孕鼠的肠道健康[37-38]。
临床研究发现，与普通配方奶粉喂养的婴儿相比，使用含有乳源性骨桥蛋白的配方奶粉喂养的婴儿，其部分免疫功能更接近于母乳喂养的婴儿，人乳OPN 水平与婴儿肠道中狄氏副拟杆菌（Parabacteroides distasonis）丰度呈正相关关系，并且与早期生命中的氨基酸、丙酮酸、丙酸、亚油酸和α-亚麻酸代谢通路显著相关，提示乳源性OPN与婴幼儿早期免疫和代谢发育存在一定联系[10，39]。
2.3 乳源性骨桥蛋白对生命早期神经系统发育有潜在积极影响
乳源性骨桥蛋白可通过血脑屏障或通过脑室周围组织进入大脑，对生命早期神经系统的发育呈现潜在的促进作用[14]。
当以OPN 基因敲除型母鼠（乳汁中不含OPN）哺育新生幼鼠时，幼鼠大脑中的OPN 水平较野生型母鼠喂养的小鼠显著降低，同时幼鼠记忆力和学习能力受损，髓鞘相关蛋白表达水平、神经细胞增生与分化水平、神经信号转导水平等方面同样存在差异[14]，提示乳源性骨桥蛋白的摄入可能与中枢神经系统的发育和髓鞘形成等有关。此外，研究还发现补充乳源性骨桥蛋白有助于增加仔猪脑区域体积，促进脑结构发育，并增强认知功能[26，40]。然而，有关乳源性骨桥蛋白对生命早期神经系统发育的作用仍有待通过临床研究进一步证实。
3 乳源性骨桥蛋白实现工业化生产及应用安全性相关研究
目前食品中应用的OPN 主要通过牛乳分离生产。牛乳分离乳清蛋白后，可通过阴离子交换层析进行粗分离，再利用疏水层析纯化技术除去其它杂蛋白，经超滤、干燥后获得纯度较高的OPN粉末[41-43]。此外，目前主要利用ELISA 和LC-MS/MS 等技术实现对OPN 的定量检测[44]，这些技术也为OPN 在食品中的应用提供了技术支撑。
现有毒理学研究未观察到乳源性骨桥蛋白具有遗传毒性、致畸性及亚慢性毒性等，其应用安全性得到多角度验证[45-47]。基于乳源性骨桥蛋白的健康作用与安全性，其在食品中的应用已取得突破性进展。欧盟委员会于2023 年3 月6 日发布法规（EU）2023/463 号条例，根据欧洲议会和理事会法规（EC）No 2015/2283，批准牛乳骨桥蛋白（Bovine milk osteopontin）作为新食品原料（Novel food）投放市场，主要应用范围为婴儿配方奶粉、较大婴儿配方奶粉、幼儿乳饮料等，其在即食终产品中的最大含量为151 mg/L。除欧盟委员会外，乳源性OPN在食品中的应用虽暂未在美国、澳大利亚、新西兰、英国、日本等国家取得突破性进展，但来自美国的专家小组对乳源性OPN 的生理作用和安全性进行综合评估，认为尚未见乳源性骨桥蛋白在生长发育、胃肠道、免疫或大脑发育等方面产生不利影响[48]。
4 结语与展望
乳源性骨桥蛋白作为一种对婴幼儿免疫成熟、肠道健康与神经系统发育具有积极作用的天然成分，已在部分国家与地区实现工业化生产与应用。我国OPN 的研究与应用仍有较大的发展空间。未来，应进一步深化OPN 基础研究，拓展OPN对于婴幼儿群体新的、潜在的营养健康作用。其次，需加强OPN 的临床研究，关注生命早期不同阶段和地区婴幼儿OPN 的需求量，并从长期安全性评估、作用机理、适用人群、剂量-效应关系等角度为其应用提供翔实的科学依据。同时，还应开展原料及生产工艺研究，关注高效生物制备等新型生产方法，形成国有核心生产技术，并围绕其建立统一的质量标准体系，以规范其在相关产品中的应用。此外，可通过不同形式的营养健康教育帮助消费者科学认识乳源性骨桥蛋白，多方合力推动乳源性骨桥蛋白在我国食品行业的应用与发展。
项目组专家
陈卫 中国工程院院士、江南大学
蔡威 上海交通大学医学院附属新华医院
王硕 南开大学
刘学波 西北农林科技大学
艾连中 上海理工大学
孙志宏 内蒙古农业大学
周鹏 江南大学
李在玲 北京大学第三医院
汪之顼 南京医科大学
黄建 中国疾病预防控制中心营养与健康所
彭咏梅 复旦大学附属儿科医院
杨振宇 中国疾病预防控制中心营养与健康所
共同执笔人
王鸥 中国疾病预防控制中心营养与健康所
阮慧娟 上海交通大学医学院附属新华医院
张斌 华南理工大学
高广琦 内蒙古农业大学
兰莹 西北农林科技大学
罗江钊 中国食品科学技术学会
张悦 中国食品科学技术学会
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