李其澤 綜述 朱莉 審校

(貴州醫(yī)科大學(xué),貴州 貴陽(yáng) 550004；2.貴陽(yáng)市婦幼保健院，貴州 貴陽(yáng) 550003)

作為嬰幼兒最常見(jiàn)的過(guò)敏性疾病之一，食物蛋白過(guò)敏被認(rèn)為是過(guò)敏性疾病的開(kāi)端。其已成為全世界許多家庭的負(fù)擔(dān)，并對(duì)患兒的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生極壞的影響。食物蛋白過(guò)敏的癥狀呈非特異性，可涉及全身各個(gè)系統(tǒng)，并以消化系統(tǒng)癥狀和皮膚癥狀為最主要表現(xiàn)。研究[1]發(fā)現(xiàn)腸道微生態(tài)與食物蛋白過(guò)敏密切相關(guān)。益生菌可有效改善腸道菌群結(jié)構(gòu)，提升宿主黏膜免疫功能，以抑制過(guò)敏反應(yīng)。

1 食物蛋白過(guò)敏的流行病學(xué)及發(fā)病機(jī)制

1.1食物蛋白過(guò)敏的流行病學(xué) 人類生活環(huán)境和生活方式的巨大改變，使食物蛋白過(guò)敏的發(fā)病率在全球范圍內(nèi)急劇增高[2]。1歲內(nèi)是食物蛋白過(guò)敏的高發(fā)年齡，國(guó)際上經(jīng)口服激發(fā)試驗(yàn)證實(shí)的食物蛋白過(guò)敏約占1歲內(nèi)嬰兒的2%～3%，6歲后下降到1%以下[3]。通過(guò)皮膚點(diǎn)刺試驗(yàn)(skin prick testing，SPT)和血清IgE測(cè)定研究報(bào)道的患病率為2%～9%[4]。而我國(guó)最近報(bào)道[5]關(guān)于該病的發(fā)病率為2.68%。

1.2食物蛋白過(guò)敏發(fā)病機(jī)制 食物蛋白過(guò)敏是一種多因素相關(guān)性疾病，其與黏膜屏障及免疫功能密切相關(guān)，當(dāng)發(fā)生黏膜損壞和(或)免疫功能紊亂時(shí)更易使機(jī)體致敏。在正常兒童中，當(dāng)食物蛋白進(jìn)入消化道后，首先經(jīng)過(guò)相關(guān)消化酶分解形成小分子蛋白。分解后的小分子蛋白在腸道微生物的相關(guān)分子修飾后，被腸系膜淋巴結(jié)或Peyer氏結(jié)從中攝取蛋白抗原,并呈遞給上皮細(xì)胞下方的樹(shù)突狀細(xì)胞(DC)。在DC細(xì)胞中形成具有抗原的內(nèi)體，并將其轉(zhuǎn)運(yùn)至溶酶體或與溶酶體融合。此后抗原將降解為多肽，并轉(zhuǎn)運(yùn)至MHC Ⅱ類分子室，以形成穩(wěn)定的抗原肽-MHC Ⅱ類分子復(fù)合物。然后復(fù)合物轉(zhuǎn)運(yùn)至抗原提呈細(xì)胞(APC)膜表面，并將抗原提呈給初始CD4+T細(xì)胞，促使其中的初始輔助T細(xì)胞0(help T cell 0，Th0)向調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cell，Treg)的分化[6]。研究[7]發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞在口服耐受和維持調(diào)節(jié)中起決定作用。抑制Treg細(xì)胞分化會(huì)促使Th0細(xì)胞分化為Th1、Th2和Th17細(xì)胞，使機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答[7]。此外DCs分泌的白細(xì)胞介素(interleukin，IL)-5、IL-6可產(chǎn)生協(xié)同作用，這些細(xì)胞因子刺激局部IgA的產(chǎn)生，進(jìn)一步擴(kuò)大CD4+CD25+T調(diào)節(jié)細(xì)胞，抑制CD4+效應(yīng)細(xì)胞(Th1和Th2)的生長(zhǎng)，并抑制免疫應(yīng)答，從而形成和維持腸道對(duì)免疫耐受的耐受性[8]。

當(dāng)腸上皮細(xì)胞之間的緊密連接蛋白被破壞時(shí)，腸道的通透性增加，食物中的蛋白質(zhì)大分子容易通過(guò)腸道黏膜進(jìn)入固有層，在缺乏腸道微生物修飾的同時(shí)與腸道黏膜相關(guān)淋巴組織結(jié)合，引起過(guò)敏反應(yīng)。有研究[9]發(fā)現(xiàn)給無(wú)菌小鼠單獨(dú)定植多形擬桿菌后，宿主的轉(zhuǎn)錄蛋白水平上調(diào)，其中包括能加速修復(fù)腸表皮細(xì)胞損傷的導(dǎo)管蛋白，同時(shí)小鼠表現(xiàn)出對(duì)蛋白過(guò)敏原的耐受增加，這表明了腸道微生物可通過(guò)修復(fù)腸黏膜的作用來(lái)起到屏障功能，并抑制過(guò)敏反應(yīng)的發(fā)生。

同時(shí)有研究[10]發(fā)現(xiàn)了腸道菌群與宿主免疫之間的存在相互作用關(guān)系，腸道菌群結(jié)構(gòu)發(fā)生變化會(huì)使機(jī)體內(nèi)一些保護(hù)體內(nèi)平衡的信號(hào)缺失，破壞 Th1/Th2平衡，使其偏向Th2反應(yīng)，從而誘發(fā)過(guò)敏反應(yīng)。通過(guò)調(diào)節(jié)菌群失調(diào)可以有效改善免疫紊亂，抑制過(guò)敏反應(yīng)的發(fā)生、發(fā)展。在小鼠模型試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)具有共生菌群減少的小鼠(包括無(wú)菌或抗生素處理后的小鼠)表現(xiàn)出對(duì)蛋白過(guò)敏原的敏感性增加以及血清中IgE含量升高[11]。通過(guò)IL-4Ra增強(qiáng)信號(hào)傳導(dǎo)的小鼠對(duì)食物抗原表現(xiàn)出嚴(yán)重的過(guò)敏反應(yīng)[12]，而通過(guò)使用特異性Treg細(xì)胞治療來(lái)阻止了IL-4Ra增強(qiáng)信號(hào)傳導(dǎo)的小鼠表現(xiàn)出食物過(guò)敏相關(guān)的特征性微生物群的增長(zhǎng)，并出現(xiàn)了明顯的口服耐受的相關(guān)特征，揭示了宿主的免疫反應(yīng)和共生菌群的密切關(guān)系，腸道菌群的改變可能加劇免疫系統(tǒng)的失衡，進(jìn)而導(dǎo)致過(guò)敏反應(yīng)的發(fā)生。微生物群參與影響先天免疫細(xì)胞和適應(yīng)性免疫細(xì)胞的發(fā)育。微生物群能影響先天免疫細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄編程，一些特定菌株可直接影響免疫系統(tǒng)發(fā)育和分化[13]。微生物群還可以直接調(diào)節(jié)腸道上皮細(xì)胞的表達(dá)以達(dá)到維持免疫平衡的作用。研究[14]發(fā)現(xiàn)IL-25或IL-33的過(guò)度表達(dá)驅(qū)動(dòng)對(duì)食物抗原的過(guò)敏反應(yīng)，這表明這些上皮細(xì)胞因子可能通過(guò)將腸道免疫環(huán)境從耐受性轉(zhuǎn)變?yōu)檫^(guò)敏性而導(dǎo)致食物過(guò)敏的發(fā)生。腸道菌群的改變能從多個(gè)途徑影響腸道對(duì)食物蛋白的吸收。通過(guò)進(jìn)一步研究腸道菌群與食物蛋白的關(guān)系，可能達(dá)到防治食物蛋白過(guò)敏的效果。

2 腸道菌群對(duì)食物蛋白過(guò)敏的調(diào)節(jié)機(jī)制

2.1微生物群對(duì)腸道屏障功能的保護(hù) 微生物組可產(chǎn)生抗菌肽(AMPs)，其和腸道杯狀細(xì)胞產(chǎn)生的黏液共同作用形成物理屏障，限制細(xì)菌和抗原進(jìn)入上皮表面，使未被分解的大分子蛋白質(zhì)不能穿過(guò)上皮細(xì)胞與黏膜下的免疫細(xì)胞結(jié)合，這有助于降低食物致敏性。研究[15]表明共生微生物增強(qiáng)上皮細(xì)胞的屏障功能可有效減少腸道對(duì)過(guò)敏原的吸收，并對(duì)預(yù)防過(guò)敏起重要作用。研究[15]發(fā)現(xiàn)用梭狀芽孢桿菌菌落定殖無(wú)菌小鼠可誘導(dǎo)IL-22產(chǎn)生，刺激腸黏膜產(chǎn)生保護(hù)性黏膜層和AMP，以確保這種細(xì)菌群落的豐富程度。這些細(xì)菌誘導(dǎo)的屏障保護(hù)功能降低了食物蛋白過(guò)敏原穿過(guò)上皮屏障并進(jìn)入全身循環(huán)的可能。在健康個(gè)體中，食物過(guò)敏原特異性和細(xì)菌誘導(dǎo)的Treg細(xì)胞與固有淋巴樣細(xì)胞(innate lymphoid cells，ILC)衍生的IL-22依賴性效應(yīng)子功能(例如,誘導(dǎo)黏液分泌AMP)協(xié)同以維持上皮屏障完整性和黏膜穩(wěn)態(tài)。駐留在近端結(jié)腸中的過(guò)敏保護(hù)性細(xì)菌群可能通過(guò)分泌代謝物影響該位點(diǎn)細(xì)胞的遷移，以此調(diào)節(jié)小腸對(duì)過(guò)敏原的攝取。在食物過(guò)敏受試者中，這些過(guò)敏保護(hù)性細(xì)菌群的喪失會(huì)損害屏障的完整性。過(guò)敏原接觸的增加和代謝物(如短鏈脂肪酸SCFAs)的消耗會(huì)導(dǎo)致上皮層壓力負(fù)荷增加，更易導(dǎo)致食物過(guò)敏[16]。因此，腸道菌群可通過(guò)對(duì)保護(hù)腸道上皮屏障的積極作用來(lái)預(yù)防和治療食物蛋白過(guò)敏。

2.2腸道菌群調(diào)節(jié)腸道免疫平衡 腸道菌群通過(guò)多種途徑調(diào)節(jié)免疫平衡，并起到預(yù)防和治療過(guò)敏的作用。腸道菌群被腸道固有免疫系統(tǒng)識(shí)別為無(wú)害。有相應(yīng)的腸道菌群分泌細(xì)胞因子維持黏膜屏障和免疫平衡。研究[17]表明在生態(tài)失調(diào)的條件下，微生物群分泌相應(yīng)細(xì)胞因子(如IL-17)的水平降低，從而促使腸道中的免疫環(huán)境傾向于2型免疫反應(yīng)，這最終導(dǎo)致對(duì)食物抗原的異常Th2應(yīng)答，而“健康”的微生物群可以通過(guò)維持腸上皮細(xì)胞的相應(yīng)細(xì)胞因子的表達(dá)來(lái)預(yù)防過(guò)敏致敏。

腸道菌群還能通過(guò)促進(jìn)增加Th1細(xì)胞因子的分泌，降低Th2在機(jī)體中的含量，使Th1/Th2平衡。新生兒期的免疫反應(yīng)以Th2為主，隨著出生后環(huán)境中抗原的刺激，Th1型細(xì)胞因子逐漸增多，使免疫反應(yīng)向Th1轉(zhuǎn)化，并達(dá)到“Th1/Th2平衡”。當(dāng)嬰幼兒受環(huán)境中抗原的刺激減少，造成機(jī)體免疫反應(yīng)向Th2偏移，分泌的IL-4、IL-5、IL-13等細(xì)胞因子增多，刺激B細(xì)胞產(chǎn)生IgE，導(dǎo)致過(guò)敏性疾病的發(fā)生[14]。而腸道菌群可抑制Th2型細(xì)胞因子的生成，以達(dá)到維持體內(nèi)免疫平衡的作用[11]。

微生物群能強(qiáng)烈誘導(dǎo)結(jié)腸Treg細(xì)胞的生成，并以此抑制過(guò)敏反應(yīng)的發(fā)生。但由于腸道Treg群體內(nèi)存在異質(zhì)性，特定細(xì)菌可能誘導(dǎo)具有不同功能的特定Tregs群體，并維持動(dòng)態(tài)平衡[16]。研究[18]發(fā)現(xiàn)菌群介導(dǎo)的Treg擴(kuò)增可以保護(hù)機(jī)體免受食物過(guò)敏原致敏，菌群特異性Tregs可能遷移到小腸固有層(可能通過(guò)MLN再循環(huán))并分泌IL-10以增強(qiáng)耐受性的環(huán)境。鑒于此，由菌群衍生的Treg細(xì)胞維持的耐受性環(huán)境可能有助于在接觸食物抗原時(shí)，產(chǎn)生食物抗原特異性Treg，而非促進(jìn)Th2細(xì)胞的過(guò)度增殖，并誘導(dǎo)口服耐受的形成[14]。

腸道菌群還可通過(guò)介導(dǎo)Treg誘導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)途徑，被相應(yīng)模式識(shí)別受體識(shí)別，并產(chǎn)生抑制炎癥的細(xì)胞因子來(lái)獲得免疫耐受。有研究[19]提出了宿主Toll受體(TLR)被腸道菌群激活，并促進(jìn)誘導(dǎo)維持耐受性反應(yīng)的結(jié)腸Treg細(xì)胞的產(chǎn)生。其在MLN中的CD103+DCs誘導(dǎo)新形成的Treg表面上腸道歸巢受體CCR9、a4b7和β7整合素配體-黏膜血管地址素細(xì)胞粘附分子1(MadCAM-1)的表達(dá)，使Treg細(xì)胞從MLN遷移至小腸固有層(抗原被攝入的地方)，通過(guò)大量產(chǎn)生IL-10和/或T輔助(Th)3細(xì)胞，進(jìn)而產(chǎn)生TGF-β，最終誘導(dǎo)免疫耐受的形成。

2.3腸道微生物群代謝產(chǎn)物的作用 短鏈脂肪酸(short-chain fatty acid，SCFA)是腸道菌群代謝產(chǎn)物中最主要的標(biāo)志物之一。腸道中不同種屬類型的細(xì)菌產(chǎn)生的SCFA的種類和數(shù)量各不相同，通過(guò)檢測(cè)腸道中SCFA的變化，可以反應(yīng)腸道中腸道菌群的變化。腸道菌群代謝產(chǎn)生短鏈脂肪酸，例如丁酸，丙酸和乙酸。這些代謝產(chǎn)物在腸道上皮吸收食物蛋白時(shí)直接影響這免疫反應(yīng)，其免疫改變包括增加的Tfh細(xì)胞，增加的IgA和增加的Treg細(xì)胞，并依賴于通過(guò)SCFA受體在上皮細(xì)胞上的GPR43和在免疫細(xì)胞上的GPR109 A的信號(hào)傳導(dǎo)，以此抑制過(guò)敏反應(yīng)[20]。

3 益生菌治療食物蛋白過(guò)敏的臨床研究

益生菌系對(duì)宿主有益的活性微生物，它們?cè)谌梭w腸道和生殖系統(tǒng)中定殖，產(chǎn)生確切的良性效應(yīng)，改善宿主微生態(tài)平衡，并發(fā)揮有益作用。

生命早期的微生態(tài)失調(diào)易導(dǎo)致過(guò)敏性疾病的發(fā)生，在此期間改變微生物組成的干預(yù)性治療可能對(duì)預(yù)防機(jī)體過(guò)敏有效[10]。研究[21]表明孕期和(或)嬰兒期使用益生菌在濕疹發(fā)病率上有顯著的下降。世界過(guò)敏組織(World Allergy Organization,WAO) 在過(guò)敏性疾病預(yù)防指南(2015版)中指出，使用益生菌來(lái)預(yù)防特異性皮炎是有益的[22]。

在益生菌治療過(guò)敏性疾病的研究中，研究[23]發(fā)現(xiàn)eHPF聯(lián)合酪酸梭菌能有效治療嬰兒濕疹，減輕濕疹癥狀，且能下調(diào)患兒血清 IgE 水平。 S.O.Kim等[24]研究表明益生菌可以是用于治療特異應(yīng)性皮炎(AD)的一種選擇，尤其是治療兒童和成人中重度AD，但對(duì)于嬰兒使用益生菌的有益作用仍需進(jìn)一步研究。國(guó)內(nèi)研究[25]雙歧桿菌BBMN68可治療嬰兒CMPA性腹瀉，同時(shí)降低了患兒血清中IL-4、IL-6、 IL-1β、IgE水平。研究[26]表明在確診的CMPA中顯示補(bǔ)充益生菌可能與CMPA兒童更早獲得對(duì)牛奶蛋白的耐受性有關(guān)。

鼠李糖桿菌(LGG)作為第3代益生菌在治療牛奶蛋白過(guò)敏中獲得較大的成功。乳桿菌菌株可以在治療過(guò)敏性疾病中提供免疫機(jī)制介導(dǎo)的臨床益處[27]。有研究[28]通過(guò)運(yùn)用鼠李糖乳桿菌及深度水解奶粉顯著改善了牛奶過(guò)敏性結(jié)腸炎結(jié)腸黏膜的恢復(fù),間接表現(xiàn)為糞便鈣衛(wèi)蛋白的降低和一個(gè)月后糞便中潛血持續(xù)存在的嬰兒數(shù)量的減少。也有研究[29]表明飼喂含有LGG的深度水解酪蛋白配方的牛奶過(guò)敏兒童在12個(gè)月時(shí)獲得的牛奶耐受率增加。使用LGG補(bǔ)充配方治療牛奶過(guò)敏嬰兒，患兒腸道菌群中產(chǎn)丁酸鹽的細(xì)菌菌株明顯增加，這對(duì)治療牛奶過(guò)敏有明顯益處[30]。這些結(jié)果表明了腸道微生物群靶向治療可能是食物過(guò)敏的有效策略[22]。

但也有研究[31]發(fā)現(xiàn)對(duì)119名牛奶過(guò)敏嬰兒使用干酪乳桿菌CRL431和乳酸乳球菌Bb-12補(bǔ)充12個(gè)月后，其耐受性沒(méi)有明顯變化。目前對(duì)益生菌治療牛奶蛋白過(guò)敏尚無(wú)確切結(jié)論，LGG可能在治療該病中起積極作用，而其他菌群的療效仍需進(jìn)一步研究。中華醫(yī)學(xué)會(huì)對(duì)于使用益生菌作為治療牛奶蛋白過(guò)敏的方案目前尚無(wú)統(tǒng)一意見(jiàn)[32]。

關(guān)于益生菌在預(yù)防和治療過(guò)敏方面研究的矛盾結(jié)果可能歸因于菌株的巨大異質(zhì)性，治療持續(xù)時(shí)間和使用劑量。