近日，上海交通大学公共卫生学院王慧团队在国际知名学术期刊《npj Science of Food》在线发表了题为“Transcriptomic Comparison of Human Intestinal Organoids and Caco-2 Cells in Modeling Nutrient Absorption: Insights from Infant Formula and Breast Milk”的研究论文。该研究创新性构建了模拟婴幼儿消化-小肠类器官吸收一体化体外评价模型，系统比较了人源小肠类器官与传统Caco-2细胞模型在营养吸收研究中的性能差异，并基于该平台利用多组学全面解析了母乳与不同加工工艺配方奶粉在肠道应答、生长发育信号激活及潜在毒性效应方面的精细化差异，为婴幼儿配方食品的功能评价、工艺优化及安全性评估提供了全新范式。

母乳被誉为婴幼儿营养的“金标准”，其富含小分子代谢物、免疫调节因子及促生长物质，难以被配方奶粉完全复刻。然而，当母乳喂养不可及时，配方奶粉仍是婴幼儿不可或缺的代乳品。现代配方奶粉虽通过添加低聚糖、乳铁蛋白等功能成分不断向母乳靠拢，但其加工工艺显著影响营养成分保留及次生代谢物生成。目前，国内外对配方奶粉的肠道吸收研究多依赖Caco-2单层细胞模型，该模型细胞类型单一、缺乏组织结构，难以真实反映婴幼儿肠道对复杂营养体系的生理应答。更为关键的是，干法、一次湿法及二次湿法等不同加工工艺如何在肠道层面塑造差异化的生物学效应，迄今仍缺乏系统性的比较研究。因此，建立一种更贴近人体生理的体外评价体系，系统解析母乳与配方奶粉、不同工艺配方之间的精细化差异，已成为婴幼儿营养研究领域亟待突破的核心瓶颈。

针对上述问题，研究团队首创“模拟婴幼儿消化-小肠类器官吸收”一体化体外评价模型。在消化端，团队基于婴幼儿胃内pH动态变化特征，优化胃蛋白酶、胃脂肪酶等组分浓度，使其更贴近新生儿及婴幼儿的真实消化生理状态。在吸收端，团队通过人胚胎干细胞定向分化成功构建人源小肠类器官模型。该联合模型的建立，首次实现了从“消化产物”到“组织层面应答”的体外全流程模拟，为婴幼儿配方食品的营养功能评价及工艺安全性筛选提供了兼具生理相关性与高通量优势的技术平台。

团队平行比较了两种模型在相同营养干预下的转录组应答特征，结果显示，类器官模型因其更贴近人体肠道的细胞多样性及信号网络，在解析复杂营养应答方面具备更高的灵敏度和生物学解析能力。通过差异基因富集分析及基因集变异分析，研究证实母乳在所有评估样本中展现出独立的代谢谱特征，与各配方奶粉存在显著区隔，再次从分子水平印证了其作为婴幼儿营养“金标准”的不可替代性。通过转录组联合非靶向代谢组学分析，团队发现使用二次湿法成分工艺的奶粉样本显著富集了与氧化应激相关的基因表达谱，并伴随13-HODE、4-羟基己烯醛及异前列烷衍生物等脂质过氧化终产物的显著积累，提示其可能通过氧化应激诱发潜在的免疫应答扰动。该发现为婴幼儿配方奶粉加工工艺的安全性评估提供了关键实验证据，亦凸显了在配方优化过程中兼顾营养模拟与工艺副产物控制的重要性。

综上所述，本研究首次建立并系统验证了“模拟婴幼儿消化-小肠类器官吸收”一体化体外评价体系，确立了人源小肠类器官在婴幼儿营养研究中的优越性，并揭示了母乳与配方奶粉、不同配方工艺之间的精细化转录与代谢差异。该体系不仅为配方奶粉的功能优化与安全性评估提供了可量化的评价工具，也为婴幼儿配方食品的精准营养设计及工艺改良奠定了重要方法论基础，推动婴幼儿营养研究从传统细胞模型向类器官时代的跨越。

上海交通大学公共卫生学院王贤丽副研究员、上海交通大学医学院2021级本科生张文川、2022级本科生阳尚志和黑龙江飞鹤乳业有限公司郑成东博士为本文共同第一作者。上海交通大学公共卫生学院王慧教授、李晓光研究员和黑龙江飞鹤乳业有限公司张永久为本文的通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金（82030099）、国家重点研发计划（2022YFD2101500）、上海市公共卫生体系建设三年行动计划（GWVI-11.1-43）、上海市 创新行动计划（22DZ2303000）、上海市高水平地方高校创新团队等项目的资助。

撰稿人：张文川