筛选出喂养方式分别为母乳喂养（BF），牛奶配方奶粉（MF），和豆制配方奶粉（SF）的婴儿，并在3（n=16、12和14）、6（n=20、19和15）、9（n=12、11和12）和12（n= 14、14和15）月龄时收集婴儿的粪便。使用16S rRNA测序获得微生物群数据，Q-Exactive四极杆-静电轨道阱质谱仪对粪便进行非靶向代谢组学分析。

在3、6和9月龄的饮食组之间，婴儿肠道菌群的α多样性存在差异。在3个月大时，BF组的Shannon和Simpson指数比MF组和SF组显著降低，在6个月大时，BF组的Observed和Chao1值均低于2个配方奶粉组，说明3个月和6个月BF组的α多样性比MF组和SF组低。在9个月大时，仅BF组的Shannon指数显著低于SF组。在3、6和9个月时，SF组比MF组表现出更高的α多样性。饮食组在12月龄时未观察到差异。

肠道菌群的测序数据显示，在3、6和9月龄中，婴儿肠道菌群以双歧杆菌属和拟杆菌属为主，而且不同饮食组之间的肠道菌群具有一定的差异性。BF组的双歧杆菌相对丰度要显著高于SF组。而在3、6月龄的BF组中梭菌科未鉴定的属和3、9月龄的BF组中消化链球菌科未鉴定的属均低于SF组。

图2   BF组，MF组或SF组婴儿3、6、9和12月龄粪便细菌属的相对丰度百分比

BF组中的丁酸明显高于MF组和SF组。与MF组和SF组相比， BF组中的肌酸含量显著增加。相对于MF组和SF组，BF组中的多巴胺和鞘氨醇增加。这表明BF组在婴儿期抵抗感染方面具有优势。相对于BF组或MF组，在SF组中检测到了更高的植物基代谢产物，说明饮食差异会导致代谢物的差异。

图3   BF组，MF组或SF组婴儿在3、6、9和12月龄时的粪便代谢物

婴儿时期的营养显著影响肠道环境，进而调节免疫系统的发育。本研究揭示了新生儿饮食差异会导致多种代谢物的差异，肠道菌群及其产生的代谢产物可在免疫系统发育中发挥作用，进而影响肠道和其他器官的细胞机制。