益生菌與免疫調(diào)節(jié)及過敏性疾病的相關(guān)性研究進(jìn)展

楊燁 滕堯樹 尚海瓊 馬志祺 林小燕 李勇

研究表明，因機(jī)體所處環(huán)境及其自身營養(yǎng)變化發(fā)生定性和定量的改變，會導(dǎo)致過敏性疾病的發(fā)生，而益生菌通過參與調(diào)節(jié)機(jī)體免疫應(yīng)答機(jī)制，在一定程度上起到防治過敏性疾?。ɡ邕^敏性皮炎、腸道過敏、哮喘、過敏性鼻炎等）的作用[1]。隨著過敏性疾病發(fā)病率的逐漸增加，益生菌的使用及其對機(jī)體免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力成為近幾年的研究熱點(diǎn)。但同時，益生菌的臨床療效性仍未完全明確，需進(jìn)一步研究探討。本文將總結(jié)近年來益生菌在免疫調(diào)節(jié)作用的進(jìn)展，討論不同種類益生菌防治腸道過敏、過敏性皮炎、過敏性鼻炎及哮喘的作用，以及益生菌聯(lián)合特異性免疫治療與單純免疫治療的療效進(jìn)行對比，綜合探討益生菌臨床應(yīng)用的優(yōu)勢和發(fā)展方向。

1 益生菌概況

遠(yuǎn)古時代，人類飲食中開始出現(xiàn)乳酸發(fā)酵類食品。自20世紀(jì)初俄國科學(xué)家諾貝爾獎獲得者Elie Metchnikoff提出“酸奶長壽”理論至今，人們對益生菌的應(yīng)用歷經(jīng)了100余年，其全球化發(fā)展達(dá)10余年[2]。從法國微生物學(xué)家Louis Pasteur在顯微鏡下觀察牛奶與酸奶的區(qū)別，到第一批食品制造商利用細(xì)菌和酵母菌將牛奶制成發(fā)酵乳制品，人們逐漸認(rèn)識到益生菌對人類健康的益處。從巴斯德研究所兒科醫(yī)生Henry Tissier發(fā)現(xiàn)雙歧桿菌（BB）并將其視為母乳喂養(yǎng)嬰兒腸道菌群中的優(yōu)勢微生物，到德國教授Alfred Nissle利用士兵排泄物中的大腸桿菌治療腸道感染疾病[3-4]，人們開始不斷探索益生菌的價值。

益生菌是一種具有免疫調(diào)節(jié)、抗氧化活性和抗菌作用等維持宿主健康基本特性的“功能性食品”[5]。2001年聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織將益生菌定義為“當(dāng)攝入足夠量時，可有利于宿主健康的一種活的微生物”，并得到WHO的支持[6]。

2 常見的益生菌種類

益生菌作為一種主要經(jīng)腸道使用的微生態(tài)制劑，由對機(jī)體具有有益作用的活菌和（或）死菌組成，尤其以活菌為主[7]。目前，用于臨床及基礎(chǔ)研究的益生菌種類繁多，包括約氏乳酸桿菌 、干酪乳酸桿菌、鼠李糖乳酸桿菌、嗜酸性乳酸桿菌、副干酪乳酸桿菌、保加利亞乳酸桿菌、長雙歧桿菌、青春雙歧桿菌、嗜熱鏈球菌、糞腸球菌等菌株[8]。現(xiàn)有的微生態(tài)制劑大多為益生菌混合制劑，如雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌、地衣芽孢桿菌、腸球菌三聯(lián)等，除乳酸菌素片和嗜酸乳桿菌散是滅活制劑外，大部分是不同益生菌的活菌制劑[9]。

益生菌的生物作用來源于其細(xì)胞成分和DNA物質(zhì)。有研究發(fā)現(xiàn)，乳酸桿菌的細(xì)胞成分脂磷壁酸、肽聚糖和脂蛋白均有免疫刺激性，鼠李糖乳酸桿菌DNA物質(zhì)中的寡脫氧核苷酸序列在體外實(shí)驗(yàn)中可產(chǎn)生強(qiáng)烈的抗炎活性和免疫調(diào)節(jié)活性[10]。同時，不同濃度的益生菌可優(yōu)先作用于大腸細(xì)菌的選擇性生長[11]。但不同益生菌對腸道菌群增殖的影響是復(fù)雜的，與腸道微生物群的相互作用不能由單種益生菌進(jìn)行解釋。

3 益生菌與機(jī)體免疫調(diào)節(jié)

腸道細(xì)菌在微生物刺激及黏膜免疫中起關(guān)鍵作用，它為機(jī)體產(chǎn)生足夠的免疫刺激以及免疫細(xì)胞的發(fā)育提供了特定信號[12]。Shi等[13]研究發(fā)現(xiàn)，無菌小鼠體內(nèi)的上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞、血清免疫球蛋白（Ig）A、T調(diào)節(jié)細(xì)胞均較無特定病原菌小鼠少，從而影響?zhàn)つた乖褪苄哉T導(dǎo)形成。Pascal等[14]研究發(fā)現(xiàn)，在胃腸道，微生物群能通過平衡輔助性T細(xì)胞（Th）1和Th2細(xì)胞的活動來調(diào)節(jié)對不同抗原的效應(yīng)或耐受反應(yīng)；在肺部，微生物群通過調(diào)整Th2和Th17之間的平衡，從而在促進(jìn)內(nèi)因型哮喘極化中發(fā)揮作用。

Yang等[15]用口服嬰兒BB治療卵清蛋白（OVA）過敏小鼠2周，發(fā)生小鼠血清中OVA特異性IgE和IgG水平明顯下降，且其脾細(xì)胞內(nèi)IL-4、IL-5、IL-13的釋放顯著減少，從而降低了小鼠體溫下降與腹瀉的發(fā)生率。此外，研究發(fā)現(xiàn)BB對過敏性小鼠的保護(hù)作用還與抗氧化酶超氧化物歧化酶（SOD）有關(guān)，即BB可通過環(huán)磷酸腺苷/蛋白激酶A（cAMP/PKA）信號介導(dǎo)，對樹突狀細(xì)胞產(chǎn)生抗氧化作用，從而減輕氧化應(yīng)激反應(yīng)，同時可抑制信號傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活蛋白（STAT）6，進(jìn)一步降低黏蛋白（TIM）4表達(dá)。特定的乳酸桿菌菌株可通過產(chǎn)生半成熟DC上調(diào)的共刺激分子，引起T調(diào)節(jié)細(xì)胞的產(chǎn)生和免疫耐受形成，減少前細(xì)胞炎癥因子的生成。亦有研究發(fā)現(xiàn)，益生菌及益生元對機(jī)體效應(yīng)淋巴細(xì)胞、NK細(xì)胞-T和B細(xì)胞等形成也有一定作用[16]。但需要注意的是，其中許多機(jī)制是某些益生菌菌株或其代謝物所特有的，在描述其作用時不應(yīng)擴(kuò)大到其他益生菌或益生元。

以上研究說明，益生菌與機(jī)體免疫預(yù)防之間具有不可忽視的相關(guān)性。但由于研究設(shè)計不同、實(shí)驗(yàn)樣本量大小、實(shí)驗(yàn)對象的個體差異以及腸道微生物的分類收集等，使得益生菌與機(jī)體免疫系統(tǒng)相關(guān)性的研究相對復(fù)雜[8]。

4 免疫系統(tǒng)與過敏性疾病

過敏性疾病是指機(jī)體接觸某種或多種致敏物質(zhì)（過敏原）后產(chǎn)生大量IgE，從而引起組織或器官功能障礙或損傷的一類疾病，其主要包括過敏性鼻炎、哮喘、特應(yīng)性皮炎、過敏性胃腸道疾病和食物過敏，是全球最常見的疾病之一[17]。

過敏性疾病的發(fā)生、發(fā)展與機(jī)體免疫系統(tǒng)有關(guān)，其中2型免疫應(yīng)答機(jī)制在變態(tài)反應(yīng)性疾病中起著重要作用，能針對過敏原產(chǎn)生特異性IgE抗體。2型免疫應(yīng)答包括Th2細(xì)胞、第二組固有淋巴樣細(xì)胞（ILC）2、B細(xì)胞、一小部分分泌IL-4的NK細(xì)胞、分泌IL-4的NK-T細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞及其主要細(xì)胞因子[18]。在體內(nèi)，各類2型免疫應(yīng)答組成免疫復(fù)合體，并可能存在多種亞內(nèi)源性，如高IL-5、高IL-3或高IgE，這些類型在過敏性疾病中的優(yōu)勢各不相同。大量研究表明，輔助性T淋巴細(xì)胞（CD4+）的兩個亞群——Th1/Th2細(xì)胞失衡機(jī)制對過敏性炎癥的發(fā)生起著關(guān)鍵性作用[19]。當(dāng)體內(nèi)Th1/Th2細(xì)胞失衡時，Th0細(xì)胞向Th2細(xì)胞優(yōu)勢分化，表現(xiàn)為Th2＞Th1免疫反應(yīng)，從而引起過敏性炎癥反應(yīng)[14]。此外，小腸固有層中的Th17細(xì)胞、IL-17A、維生素A、維生素D、DC、分泌性IgA等均與過敏性疾病的發(fā)生、發(fā)展也有一定的相關(guān)性[20-22]。

5 益生菌對過敏性疾病的作用

5.1 益生菌對腸道過敏的作用 Bunyavanich等[23]研究了在嬰兒期被納入食品過敏觀察研究聯(lián)盟的226例牛奶過敏兒童，收集其3～16個月時的糞便樣本，分別在入組時、6個月、12個月、之后每年直到8歲對其進(jìn)行1次血清牛奶特異性IgE水平檢測。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在3～6個月被列入觀察樣本并隨后產(chǎn)生對牛奶耐受性的患兒中，其嬰兒期腸道菌群內(nèi)存在豐富的厚壁菌門和梭菌類微生物。這說明嬰兒早期腸道微生物群可能影響兒童食物過敏的發(fā)生。梭狀芽胞桿菌和厚壁菌類菌群作為治療食物過敏的候選益生菌，其成效有待研究。

Kim等[24]對長雙歧桿菌KACC 91563和糞腸球菌KACC 91532是否能夠減少食物過敏進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。該研究團(tuán)隊(duì)用OVA和明礬誘導(dǎo)6～8周齡白蛋白/c野生型小鼠，將其變成OVA致敏小鼠，之后給予長雙歧桿菌KACC 91563和糞腸球菌KACC 91532。結(jié)果發(fā)現(xiàn)長雙歧桿菌KACC 91563的細(xì)胞外小泡可與肥大細(xì)胞特異性結(jié)合，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，但不影響T細(xì)胞免疫反應(yīng)。Zhang等[17]在一篇涉及2 947例嬰兒的試驗(yàn)及Meta分析中指出，無論在產(chǎn)前或產(chǎn)后，對母親補(bǔ)充益生菌均能降低嬰兒患過敏性疾病的風(fēng)險（RR=0.78，95%CI：0.66～0.92），尤其是在孕婦和嬰兒期補(bǔ)充益生菌，能更多地降低嬰兒患食物過敏的風(fēng)險（RR=0.77，95%CI：0.61～0.98）。但在產(chǎn)前或產(chǎn)后僅予益生菌，并不會影響嬰兒患特應(yīng)性過敏疾病的風(fēng)險。因此，對益生菌防治食物過敏的作用及其機(jī)制仍需客觀的評估。

5.2 益生菌對過敏性皮炎的作用 過敏性皮炎是常見的皮膚病之一，約20%的兒童和1%～3%的成年人受該病影響[25-26]。Reddel等[27]研究發(fā)現(xiàn)，腸道微生物多樣性喪失可導(dǎo)致過敏性皮炎的形成，皮膚微生物群的紊亂與腸道微生物群的組成關(guān)系密切。此外，腸道菌群失調(diào)主要發(fā)生于中重度過敏性皮炎患者，且過敏性皮炎的嚴(yán)重程度與腸道BB及乳酸桿菌的數(shù)量呈負(fù)相關(guān)[28]。由此可見，分析腸道微生物對過敏性皮炎的潛在致病機(jī)制，為因腸道菌群紊亂引起的過敏性皮炎制定更好的預(yù)防及治療方案是當(dāng)前研究方向。

Wollina等[29]研究發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)充益生菌能夠改善腸道功能，預(yù)防因牛奶過敏引起的過敏性皮炎。補(bǔ)充某些特定益生菌例如鼠李糖乳桿菌（LGG）是減輕過敏性皮炎嚴(yán)重程度的有效途徑。Huang等[30]綜合分析13項(xiàng)發(fā)表在 PubMed、Medline、Cochrane Library Scopus 和 OVID數(shù)據(jù)庫內(nèi)的研究，發(fā)現(xiàn)LGG和植物乳桿菌對過敏性皮炎患兒特異性皮炎積分指數(shù)評分?jǐn)?shù)值無顯著影響；而發(fā)酵乳桿菌、唾液乳桿菌（PMA006）和混合不同菌株對其具有顯著影響。Gulliver等[31]就益生菌對成人慢性手部濕疹治療情況進(jìn)行研究。在給予患者口服12周含有300億個集落單位的益生菌腸包膜膠囊（包括嗜酸桿菌、干酪乳桿菌和鼠李糖菌屬）后，記錄成人慢性手部濕疹的臨床評分與報告結(jié)果，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)受試者手部皮炎得到明顯改善，尤其是瘙癢癥狀迅速緩解。上述研究提示，某些特定益生菌菌種可在一定程度上治療過敏性皮炎。

5.3 益生菌對過敏性鼻炎與哮喘的作用 1997年有學(xué)者首次提出了鼻炎和哮喘為“同一呼吸道，同一疾病”的概念[32]。流行病學(xué)研究表明，過敏性鼻炎（AR）與支氣管哮喘（BA）的發(fā)病率有很強(qiáng)的相關(guān)性，約40%的AR患者可合并哮喘[33]。AR的存在是哮喘發(fā)病的危險因素之一。AR的4個主要癥狀為鼻塞、鼻癢、打噴嚏和流清涕。一項(xiàng)對美國、拉丁美洲和亞太地區(qū)過敏性鼻炎患者的臨床調(diào)查報告顯示，患有AR的成年人中，35%～50%認(rèn)為鼻過敏癥狀對日常生活有一定影響[34]，包括生理及社會功能受損、睡眠紊亂、白天嗜睡、疲勞、易怒、抑郁以及注意力、學(xué)習(xí)能力和記憶力缺陷等。

Ren等[35]用雙歧桿菌口服治療OVA致敏的AR小鼠，結(jié)果發(fā)現(xiàn)能明顯改善AR癥狀并降低小鼠血清OVA特異性IgE、IL-4和IL-10濃度，增加脾臟內(nèi)CD4+、CD25+和T調(diào)節(jié)細(xì)胞數(shù)量。另有研究發(fā)現(xiàn)，口服乳酸桿菌CJLP133和CJLP243能促進(jìn)小鼠體內(nèi)Th1型細(xì)胞因子（IFN-γ）分泌，減少 Th2型因子（IL-4、IL-5和 IL-13）產(chǎn)生，從而調(diào)節(jié)Th1/Th2細(xì)胞平衡[36]。Miraglia等[37]對40例花粉誘導(dǎo)和并發(fā)間歇性哮喘的AR患兒進(jìn)行隨機(jī)雙盲研究，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組和對照組分別予BB混合物（長雙歧桿菌 BB536，B infantis M-63，B breve M-16V）和同等劑量安慰劑，4周后實(shí)驗(yàn)組AR癥狀及生活質(zhì)量較對照組明顯改善。Wei等[38]對19項(xiàng)隨機(jī)試驗(yàn)（5 157例兒童）進(jìn)行Meta分析，發(fā)現(xiàn)益生菌能明顯降低有過敏癥狀嬰兒的喘息發(fā)生率。以上研究說明，益生菌在治療AR和BA方面存在一定效果。

值得關(guān)注的是，益生菌作為過敏性疾病防治的一種新策略，在體外實(shí)驗(yàn)中能夠明顯改善免疫性指標(biāo)，但其臨床有效性仍不明確[8]。Kallio等[39]一項(xiàng)雙盲實(shí)驗(yàn)，讓有過敏性疾病高風(fēng)險（父母至少一方為過敏性疾?。┑脑袐D從妊娠期第36周開始和其嬰兒在出生后6個月內(nèi)分別補(bǔ)充同等劑量益生菌混合物（包括LGG和LC705、短BB99和氟化物丙酸桿菌）和安慰劑作為實(shí)驗(yàn)組和對照組，結(jié)果發(fā)現(xiàn)對預(yù)防小兒13歲時過敏性疾病（濕疹、食物過敏、過敏性鼻炎等）發(fā)病均無明顯效果。但對于剖宮產(chǎn)兒童，因其在出生時被剝奪了由母親陰道產(chǎn)生的大量微生物，較經(jīng)陰道分娩的兒童更加受益于益生菌的補(bǔ)充。在其出生后6個月內(nèi)補(bǔ)充益生菌，可降低IgE相關(guān)過敏性疾病的患病率。挪威一項(xiàng)40 614例樣本的大規(guī)模隊(duì)列研究結(jié)果表明，在母親妊娠期和嬰兒期食用益生菌乳制品，當(dāng)兒童3歲時過敏性濕疹和鼻結(jié)膜炎的發(fā)病率較對照組低，但哮喘的發(fā)病率比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義[40]。

5.4 益生菌和特異性免疫治療的聯(lián)合應(yīng)用 目前，特異性免疫治療（SIT）被認(rèn)為是唯一針對病因治療過敏性疾病的方法，但其治療有效率有待提高[8]。Xu等[41]用酪酸菌制劑聯(lián)合SIT治療過敏性鼻炎患者。6個月后，聯(lián)合治療組患者血清特異性IgE、Th2型細(xì)胞因子及變應(yīng)原皮膚點(diǎn)刺試驗(yàn)陽性率均較對照組明顯下降，AR患者鼻部癥狀明顯緩解。同時，聯(lián)合治療組在7～12個月停藥期間能夠維持其治療效果，而單純SIT治療組在停藥1個月內(nèi)出現(xiàn)治療前的癥狀。另有研究發(fā)現(xiàn)，益生菌聯(lián)合過敏原特異性免疫治療（AIT）能夠降低單純AIT治療哮喘的免疫指標(biāo)[42]。以上研究說明，益生菌能夠提高并維持SIT對AR和BA的治療效果。但在其他過敏性疾病中，益生菌聯(lián)合特異性免疫治療的臨床療效有待進(jìn)一步研究。

6 小結(jié)

綜上所述，益生菌作為一種環(huán)境影響因素，可對人體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生一定作用，其與過敏性疾病的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。目前研究大多選取某些特定益生菌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如雙歧桿菌、糞腸球菌等，因此，益生菌對各類過敏性疾病的作用除考慮實(shí)驗(yàn)方法、觀察時間、研究對象的差異外，還應(yīng)根據(jù)不同菌種對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行客觀分析。此外，益生菌對機(jī)體免疫系統(tǒng)的作用以及對過敏性疾病防治的應(yīng)用機(jī)制在目前已有研究中并未全面闡述，仍需更深入的探討和研究。