母乳寡糖（HMOs）：撬动千亿健康产业的「黄金赛道」朗坤科技(SZ:301305) 国产替代 合成生物技术 龙头
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中和元良基金 2025年04月11日 11:30 北京
母乳寡糖作为母乳中第三大固体成分。在技术突破、政策开放与消费升级的共同驱动下，HMOs已突破婴配粉市场边界，向医疗营养、成人健康、动物饲料等多元领域渗透。
母乳中的“隐形守护者”
母乳寡糖（Human Milk Oligosaccharides, HMOs）是母乳中一类复杂的功能性低聚糖，由葡萄糖、半乳糖、N-乙酰氨基葡萄糖、岩藻糖和唾液酸（N-乙酰神经氨酸）五种单糖通过不同糖苷键连接形成。其结构多样，目前已鉴定出超过200种不同结构的HMOs，是母乳中第三大固体成分（仅次于乳糖和脂肪）。HMOs具有显著的生物活性功能，包括促进婴幼儿肠道健康、免疫调节和抗病原体作用。
组成与结构：
HMOs的还原末端均包含乳糖核心（Galβ1-4Glc），通过糖基转移酶作用延伸出不同单糖链，形成3-10个单糖单元的复杂结构。
主要分为三类：
中性岩藻糖基化HMOs：如2'-岩藻糖基乳糖（2'-FL）、3-岩藻糖基乳糖（3-FL），占母乳HMOs总量的80%-85%；
中性非岩藻糖基化HMOs：如乳糖-N-四糖（LNT）、乳糖-N-新四糖（LNnT）；
酸性唾液酸化HMOs：如3'-唾液酸乳糖（3'-SL）、6'-唾液酸乳糖（6'-SL）。
含量与影响因素：
初乳中HMOs含量最高（约20-25 g/L），成熟乳中降至5-20 g/L。分泌型（Se+）母亲的HMOs中富含α1,2-岩藻糖基化寡糖（如2'-FL），而非分泌型（Se−）则缺失此类结构。此外，母体遗传背景、妊娠期疾病（如妊娠糖尿病）也会影响HMOs的组成。
近年来，随着合成生物学技术进步和消费市场对功能型营养品的需求增长，HMOs行业进入快速发展阶段。
从实验室到商业化的「五大赛道」
01
婴幼儿配方奶粉：模拟母乳的核心组分
婴幼儿配方奶粉是HMOs目前最主要的应用领域。针对无法完全依赖母乳喂养的婴儿群体，添加HMOs的高端配方奶粉成为市场焦点。HMOs通过选择性促进双歧杆菌等有益菌的繁殖，帮助构建婴儿肠道微生态屏障，同时抑制病原体附着，降低感染风险。研究进一步表明，部分含有唾液酸结构的HMOs可能参与婴儿早期神经发育，例如突触形成和认知能力提升。
全球90%以上的高端婴配粉品牌已添加2'-岩藻糖基乳糖（2'-FL），部分产品如雀巢“能恩全护”尝试组合多种HMOs以更接近母乳成分。尽管技术层面仍面临挑战——母乳中已知的200余种HMOs目前仅能工业化合成不到10种——但随着中国等国家逐步批准2'-FL和乳糖-N-新四糖（LNnT）用于婴配粉，行业正加速向“仿生母乳”目标迈进。未来，结合人工智能分析母乳样本的研究方法，或能优化HMOs配比，推动配方奶粉的功能升级。
02
成人健康食品：功能性营养的新风口
随着肠道健康需求的普及，HMOs在成人健康市场的应用迅速扩展。目标人群涵盖肠道功能紊乱者、免疫力低下群体及慢性病风险人群。
HMOs通过修复肠道黏膜屏障、调节菌群平衡，缓解肠易激综合征和代谢综合征症状。初步研究还发现，唾液酸化HMOs可能通过抑制炎症通路，延缓神经退行性疾病进程，为抗衰老产品开发提供新思路。2022年《Gut》期刊发表的临床证据表明，每日摄入5克HMOs可显著改善成人腹泻和腹胀症状。
03
医疗营养品：高附加值的创新方向
在医疗领域，HMOs的应用展现出极高潜力。针对炎症性肠病（IBD）患者，临床研究表明HMOs能降低促炎因子水平，减轻克罗恩病和溃疡性结肠炎的病理反应。早产儿坏死性小肠结肠炎（NEC）的防治是另一重点方向，添加HMOs的肠内营养剂可降低发病率超50%。值得注意的是，HMOs与肿瘤免疫治疗的协同效应成为前沿课题：通过调节肠道菌群，HMOs可能增强PD-1抑制剂对黑色素瘤等癌症的疗效。
丹麦Glycom公司正与药企合作开发针对IBD（导致严重腹痛和腹泻的疾病，主要是克罗恩病和溃疡性结肠炎）的医药级HMOs产品。然而，医疗应用的标准化剂量设计和漫长审批周期仍是主要障碍。
04
动物饲料添加剂：替代抗生素的可持续方案
畜禽和水产养殖业对HMOs的需求悄然兴起。欧盟全面禁用饲料抗生素后，HMOs成为改善动物肠道健康、降低感染率的理想替代品。
在养猪业中，添加3'-唾液酸乳糖（3'-SL）可减少沙门氏菌定植；而水产饲料添加HMOs后，虾类存活率提升显著。技术创新正推动成本下降，例如利用乳清、甘蔗渣等农业副产物作为发酵底物，使生产成本降低30%以上。
05
探索中的新兴应用：从皮肤健康到生物材料
除上述成熟场景外，HMOs的前沿探索持续扩展。护肤品领域，联合利华等企业正在研究HMOs调节皮肤微生物组的功效，或用于抗痤疮产品开发；口腔护理方面，新加坡国立大学的专利显示HMOs可抑制龋齿致病菌，未来或融入防蛀牙膏配方。更有研究将HMOs作为生物相容性载体，构建靶向结肠的药物递送系统，为纳米药物开发提供新路径。
技术、专利与区域博弈
产业链结构与利润分配：
上游：微生物发酵技术、酶工程、基因编辑公司；
中游：HMOs生产商（如巴斯夫、杜邦、科汉森）；
下游：婴幼儿食品、膳食补充剂、药品等。
HMOs行业利润分配呈现“哑铃型”结构：
上游原料与技术授权：
占据价值链40%-50%，帝斯曼（DSM）、科汉森等头部企业通过专利垄断获利，毛利率超60%；
合成生物学初创公司通过技术授权收取5%-10%的销售分成。
下游品牌与渠道：
婴配粉品牌商（雀巢、达能）毛利率约45%-50%，但需承担消费者教育成本（占营销预算30%）；
市场规模与增长动力：
目前，母乳寡糖（HMOs）市场正处于高速发展阶段，其增长动力主要来自技术创新、政策开放以及消费者对健康营养产品需求的持续升级。根据Grand View Research报告，市场规模已从2023年的2.5亿美元快速攀升至2024年的7.08亿美元，预计到2031年将突破32亿美元，年均复合增长率高达24.6%。这一增长趋势不仅得益于婴幼儿配方奶粉的升级需求，更与成人健康领域的应用拓展密切相关。
在婴幼儿营养领域，HMOs作为“母乳化”配方的核心成分，已成为高端奶粉市场的重要卖点。例如，雀巢、雅培等国际品牌已率先推出添加2'-FL和LNnT的奶粉产品，中国市场表现尤为突出。2023年国家卫健委正式批准2'-FL和LNnT作为食品添加剂后，飞鹤、伊利等本土乳企迅速跟进，推动相关产品市场占有率快速提升。
竞争格局与技术壁垒：
当前HMOs行业的核心技术及市场份额高度集中于少数跨国企业与生物技术公司。帝斯曼（DSM）、巴斯夫（BASF）、科汉森（Chr. Hansen A/S)以及荷兰皇家菲仕兰（FrieslandCampina）主导了HMOs原料供应市场，前 5 名参与者约占全球母乳低聚糖市场份额的 55%。食品巨头雀巢、达能、惠氏则通过添加HMOs的高端婴配粉产品占据下游消费市场。
值得关注的是，生物技术初创公司的角色日益重要。丹麦Glycom公司通过专利合成技术成为全球最大HMOs供应商，2021年被国际原料巨头帝斯曼（DSM）以8.3亿欧元收购，进一步巩固了行业集中度。此外，合成生物学企业如美国Ginkgo Bioworks，正尝试利用基因编辑微生物提升HMOs生产效率，挑战传统发酵工艺的统治地位。
企业的竞争策略呈现明显差异化：传统食品巨头通过收购扩大市场份额（如达能投资美国HMO初创企业），而药企则侧重临床验证以拓展医疗场景。中小企业的生存空间依赖于细分技术创新，例如日本明治开发的低聚半乳糖-HMOs复合配方，专攻成人肠道健康市场。
区域市场攻防战：
欧美市场：凭借先发优势占据全球60%以上份额。欧盟EFSA和美国FDA对HMOs的开放态度推动产品创新——欧盟已批准15种HMOs用于食品，而美国允许DSLNT等复杂结构进入医疗营养领域。但严苛的合规要求（如GRAS认证）形成了准入壁垒，新兴企业多选择与当地巨头合作。
亚太市场：中国、日本成为增长引擎。中国2023年将2'-FL和LNnT纳入婴配粉添加剂目录后，伊利、飞鹤等本土品牌加速推出HMOs产品，价格较进口奶粉低20%-30%，迅速抢占三、四线城市市场。日本则聚焦成人健康领域，森永乳业推出的HMOs功能性饮料年销售额突破3亿美元。
新兴市场：东南亚、中东地区仍以进口产品主导，但本地化生产正在起步。例如马来西亚多家乳企与欧洲技术公司合作建设发酵工厂，目标将HMOs原料生产成本降低25%。
技术卡位：合成生物学 vs 传统发酵
HMOs生产的核心技术壁垒在于规模化合成复杂结构寡糖。目前主流工艺分为两类：
微生物发酵法：利用基因工程改造的大肠杆菌或酵母菌生产2'-FL、LNnT等简单HMOs，成本较低但产品种类受限；
酶催化法：通过固定化酶技术合成唾液酸化HMOs（如DSLNT），可精准控制结构但量产难度高。
龙头企业正加速技术迭代。帝斯曼与Glycom合作开发的多尺度发酵反应器，将6'-唾液酸乳糖（6'-SL）的生产效率提升40%；而初创公司如韩国COSMAX则探索无细胞合成体系，通过体外酶级联反应降低能耗。专利争夺尤为激烈，仅2022年全球HMOs相关专利申请量就超过800件，其中中国企业的占比从2018年的12%攀升至35%，反映出本土研发实力的快速追赶。
机遇背后的卡脖子难题
法规壁垒与审批复杂性：不同国家对HMOs的监管差异形成市场分割。如在欧盟获批的15种HMOs中，中国仅允许2'-FL和LNnT用于婴配粉；美国医疗级HMOs需通过FDA新膳食成分（NDI）审查，平均耗时18个月。企业若想全球化布局，可能面临重复投入数千万美元的合规成本。
技术商业化转换效率低：尽管实验室已能合成超过150种HMOs，但实现规模化量产仍受制于菌株稳定性差，纯化成本高等因素。
市场需求认知鸿沟：在非医疗场景中，终端用户对HMOs的价值认知不足。根据2023年市场调研，中国消费者中仅有23%能正确理解HMOs与普通益生元的区别；在母婴群体，超过40%家长认为“添加HMOs奶粉属于营销噱头”。企业需投入高昂教育成本（约占营销预算的35%）以建立市场信任。
专利壁垒下的创新困境：国际巨头通过“专利丛林”巩固垄断地位。帝斯曼集团持有全球62%的HMOs核心专利，涵盖从菌株构建到纯化工艺的全链条技术。新进入者往往面临“仿制侵权”或“绕道研发”的两难选择，例如日本某企业因规避3'-SL专利被迫开发功效相近但成本更高的替代成分。
重塑健康产业的生物科技革命
HMOs行业目前正站在高速增长与格局重塑的交汇点。短期内，婴配粉与医疗营养仍将占据主要市场份额。
母乳寡糖未来可能会从一种功能性成分演变为重塑健康产业的“生物活性枢纽”。行业相关技术的发展将冲破传统婴配粉市场的边界，深度融入人类全生命周期健康管理与跨产业协同网络。未来十年，行业竞争的核心不仅是分子结构的创新，更是对“数据-技术-伦理”三角关系的驾驭能力——谁能在降低生产成本的同时构建生物数据安全体系，谁能将临床价值转化为普惠性健康方案，谁便能主导这场生物经济的范式变革。
母乳中隐藏的『免疫密码』：人类花了100年才破解的奇迹
李丹麑 中华新生儿科杂志 2025年04月29日 17:30 北京
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作者：李丹麑 中华医学会学术会务部
母乳喂养一直是婴儿成长的黄金标准。随着工业革命的到来，家庭对母乳替代品的需求逐渐增长。世界上首款商业化的婴儿配方奶粉发明于1867年，由雀巢公司创立者药剂师亨利·雀巢（Henri Nestlé）采用牛奶与小麦粉和糖制成,为无法得到母乳喂养的新生儿提供了新的生机。这种变革也开启了探索母乳奥秘之路，极大促进了现代儿科、营养学和婴儿食品行业的发展。其中最重要的突破，就是母乳低聚糖（human milk oligosaccharides，HMOs）的发现。
目前已知HMOs是一类复合低聚糖，以游离形式存在于母乳中，含量约为5—15g/L，仅次于乳糖和脂肪，是母乳中第三大营养成分。进入21世纪，研究人员逐渐揭示了HMOs的结构多样性和种类丰富性，迄今为止已发现200余种，分为三大类，即中性岩藻糖基化HMOs、中性非岩藻糖基化HMOs以及酸性唾液酸化HMOs。
亨利·雀巢与初代雀巢奶粉
HMOs全球研究之旅
HMOs的全球研究时期，是科研领域聚焦母婴健康营养的关键阶段。众多科研团队跨越国界，深入探索HMOs在母乳中复杂多样的结构与功能，这不仅加深了人们对母乳奥秘的认知，更为婴幼儿配方奶粉的优化以及母婴健康产品的研发提供了坚实的理论基础。大致分为以下三个阶段：
HMOs产业发展之旅
HMOs产业化的挑战在于如何高效合成均质的HMOs。现有HMOs生产技术主要有4种，分别是生物提取、化学合成、酶法制备和生物合成（即微生物发酵）。其中生物合成方法因成本低、环保等优势，应用最为广泛。
2015年，丹麦Glycom A/S公司通过化学合成法生产的2'-Fucosyllactose获得美国食品药品监督管理局（FDA）的GRAS认证，成为首批被批准用于食品的 HMOs 成分。同年，首款添加HMOs的婴幼儿配方食品在美国上市，惠及全球超50个国家和地区。我国HMOs的研究起步较晚。2023年7月国内首个HMOs科学共识发布，同年10月7日，通过大肠杆菌K-12 DH1、K-12 MG1655和BL21(DE3)这三种来源的工程菌株发酵生产的2'-Fucosyllactose和通过大肠杆菌K-12 DH1MDO来源的工程菌株发酵生产的LNnT首次通过国家卫健委批准。标志着母乳低聚糖（HMOs）正式进入国内婴配粉领域。
HMOs未来发展之旅
2023年6月，中国食品科学技术学会发布《母乳低聚糖（HMOs）的科学共识》，建议积极推进和促进我国HMOs的审批以及在我国特殊食品等相关领域的应用。HMOs具有多种生理功能，在一些特殊健康需求的人群中也展现出多种健康益处。
HMOs对新生儿发育有重要作用，包括对肠道免疫屏障功能、微生物组和神经认知功能的影响，是近年来的临床研究热点。
将科研成果从实验室走向市场，是HMOs研究成果落地转化的必经之路，亦是难点和挑战所在，漫长的过程离不开各方的紧密合作。1988年，雀巢公司发布全球首篇HMOs学术文章，系统揭示了HMOs的分子结构与潜在功能；迄今已发表75余篇HMOs相关研究论文；在全球拥有超过100项HMOs相关科学专利（中国范围内有61项）；在超过55项HMOs相关研究中，临床研究超过30项，充分验证了HMOs应用的安全性、耐受性及有效性。2022年8月，雀巢研发（Nestlé Research）携手中国疾病预防控制中心营养与健康所和中营惠营养健康研究院，宣布启动“明+”研究，以科研合作的方式共同推动母乳成分研究。雀巢作为母婴营养领域的领导者，未来将持续加大对HMOs研究的投入,不懈追求创新,为全球母婴健康事业注入更多科学力量。
HMOs目前最大的应用领域是婴幼儿配方奶粉，但它对健康的巨大价值并非仅限于婴幼儿群体。在国际上，HMOs已广泛用于婴幼儿配方奶粉、膳食补充剂、功能性食品以及特殊医学用途配方食品等多个领域。近期发表在《Nutrients》上的一篇综述总结了31篇不同人群补充HMOs的临床试验，主要是婴儿，也包括儿童和成人。所有试验结果都显示，在不同年龄和健康状态下，无论HMOs结构和使用剂量如何，HMOs补充剂都是安全且耐受性良好的。《Molecular Nutrition and Food Research》一篇重要综述，将关注点放到了HMOs作为抗病毒药物的潜力上，系统性总结了体外研究的结果。虽然这方面的研究还处于刚刚开始的阶段，但无疑在应对病毒感染的药物有限的当下，相关尝试很有价值