曲也直，蘇米亞，陳文亮，賈宏信，劉海安

（乳業(yè)生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海乳業(yè)生物工程技術(shù)研究中心，光明乳業(yè)股份有限公司乳業(yè)研究院，上海 200436）

食物過敏是機(jī)體針對特定食物過敏原產(chǎn)生的不良免疫反應(yīng)，發(fā)作時臨床癥狀可涉及全身多處臟器，嚴(yán)重者可引發(fā)休克或危及生命[1]。過去的20 年間，由于食物多樣化和居住環(huán)境變遷，食物過敏的自然史發(fā)生了巨大變化，如患病率的上升、臨床表現(xiàn)的嚴(yán)重程度、持續(xù)復(fù)發(fā)的高風(fēng)險性等，這直接加劇了醫(yī)療資源的負(fù)擔(dān)以及醫(yī)療成本的大幅度增加，成為全球高度重視的公共衛(wèi)生安全問題[2-5]。牛乳過敏（cow’milk allergy，CMA）是嬰幼兒時期最常見的食物過敏。據(jù)統(tǒng)計，全球CMA患病率為2%～7%[6]。目前，除了飲食回避法外，并沒有有效的CMA治療方法。而飲食回避法往往操作困難且易造成營養(yǎng)素缺失等問題，因此探究更加安全且精準(zhǔn)、有效的防治方法對CMA具有重要意義，同時也給開發(fā)針對CMA的嬰幼兒食品和特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品提供了挑戰(zhàn)與機(jī)遇。

隨著人類和微生物群的共同進(jìn)化，共生微生物不可避免地會對人類健康產(chǎn)生相當(dāng)大的影響。由于其高水平的微生物豐富度，腸道整體呈現(xiàn)了一個高度耐受的穩(wěn)態(tài)環(huán)境，其中免疫細(xì)胞對食物過敏原有良好的反應(yīng)。越來越多的證據(jù)表明，人類腸道微生物群可以通過促進(jìn)局部穩(wěn)態(tài)相互作用和調(diào)節(jié)周圍黏膜對食物過敏原的免疫反應(yīng)，在腸道黏膜免疫中發(fā)揮重要作用[7]。腸道微生物的定植從嬰兒出生開始，與宿主的生長發(fā)育平行進(jìn)化，然而，個體差異會導(dǎo)致腸道內(nèi)共生微生物群的類型和數(shù)量有所不同，并可能受到外部因素的影響[8]。例如，飲食模式、抗生素使用、分娩方式、母乳喂養(yǎng)等因素均可以改變腸道微生物群的定植及組成，這些變化有可能會引起免疫失調(diào)，影響宿主免疫系統(tǒng)對過敏原的正常反應(yīng)，從而影響食物過敏的進(jìn)程。曾有研究用健康或CMA嬰兒的糞便移植無菌小鼠，發(fā)現(xiàn)這些被健康嬰兒的微生物群定植的小鼠對β-乳球蛋白（牛乳中的主要過敏原）的過敏反應(yīng)具有抑制作用[9]。由此可見，腸道微生物群與CMA間存在很強(qiáng)的相關(guān)性，但其確切的調(diào)控機(jī)制尚不清楚。本文主要就CMA的免疫機(jī)制、腸道微生物群與CMA的相關(guān)性等作出闡述，進(jìn)一步歸納益生菌、益生元等物質(zhì)對調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡、緩解CMA的作用，旨在從腸道微生物角度調(diào)節(jié)免疫失調(diào)引起的CMA，以期為精準(zhǔn)預(yù)防和有效治療CMA提供新的思路。

1 CMA流行病學(xué)

流行病學(xué)研究是目前可以詳細(xì)觀察到CMA在全球及各個地區(qū)發(fā)病率的最佳方法，可以長期監(jiān)測CMA在自然史中流行率的變化情況，同時對研究其他食物過敏具有一定參考價值。在過去的30～40 年里，有大量針對不同人群的CMA患病率、自然史、人口統(tǒng)計學(xué)模式等研究，從結(jié)論中可以發(fā)現(xiàn)，CMA在人群年齡、初發(fā)時間和地理區(qū)域上有顯著差異[10]。相較于成人，CMA多發(fā)于嬰幼兒及學(xué)齡前兒童，且不同地區(qū)的兒童發(fā)病率存在一定差異。據(jù)統(tǒng)計，在中國，有2.69%的兒童患有CMA[11]。在北美和歐洲等發(fā)達(dá)國家，兒童患病率最高可達(dá)3%[12-14]。不同國家、地域的發(fā)病率差異通常情況下是由地區(qū)性飲食結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所決定。

最近一項(xiàng)橫斷面調(diào)查顯示，在美國，1.9%的成年人出現(xiàn)CMA的癥狀，其中77.3%的過敏者表示過敏是從嬰幼兒時期就持續(xù)存在[15]。這說明，嬰幼兒期發(fā)生的CMA是機(jī)體“過敏性行軍”的第1階段，它有可能會潛伏至患者成年或晚年階段并表征為其他過敏性疾病，例如出現(xiàn)哮喘、特應(yīng)性濕疹、蕁麻疹和鼻結(jié)膜炎等癥狀[16-18]。大多數(shù)患兒隨著年齡增長，機(jī)體的胃腸功能和免疫系統(tǒng)逐漸發(fā)育成熟，因此嬰兒期的CMA通常在兒童或青少年時期有所緩解；但兒童期發(fā)生的CMA在后續(xù)過程中緩解較慢，持續(xù)到青春期甚至成年的比率較高[19-20]。盡管CMA的自然史發(fā)展通常有積極的好轉(zhuǎn)跡象，但其長期的影響力依舊值得關(guān)注。

近年來，CMA流行率迅速增加引起了廣泛關(guān)注，相較于遺傳因素，環(huán)境和生活方式的改變是導(dǎo)致這種變化的關(guān)鍵性因素。從農(nóng)村環(huán)境移居城市、不健康的飲食模式、頻繁接觸寵物等均會導(dǎo)致生命早期腸道微生物群多樣性降低，影響機(jī)體免疫系統(tǒng)的發(fā)育，誘發(fā)機(jī)體過敏反應(yīng)?？股氐氖褂靡彩荂MA發(fā)病率上升的主要誘因之一?？股卦谙麥珞w內(nèi)致病微生物的同時，也會消除部分腸道微生物，降低腸道微生物群的豐度和多樣性，引發(fā)微生態(tài)失衡并影響微生物發(fā)揮其生理功能。此外，分娩方式、母親懷孕期間飲食習(xí)慣、母親腸道微生態(tài)失調(diào)等同樣會導(dǎo)致新生兒腸道微生物群組成的變化，增加其患過敏性疾病的風(fēng)險[21]。腸道微生物群的種種變化會使機(jī)體內(nèi)維持體內(nèi)平衡的信號缺失，Th1/Th2平衡遭到破壞，且向Th2反應(yīng)傾斜，從而誘發(fā)過敏反應(yīng)[22]。因此，生命早期的腸道微生物定植過程是調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)、維持免疫穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵時期，了解腸道微生物的定植過程和功能有助于進(jìn)一步了解CMA的反應(yīng)機(jī)制以及設(shè)計基于微生物的防治方法。

2 CMA作用機(jī)制

CMA是指機(jī)體在接觸或攝入牛乳及牛乳制品后產(chǎn)生的一種復(fù)雜的不良免疫介導(dǎo)反應(yīng)。通常情況下，牛乳中所有的蛋白質(zhì)都是潛在的過敏原，其中引起人體過敏反應(yīng)的主要是α-乳白蛋白、β-乳球蛋白和酪蛋白。基于免疫介導(dǎo)的機(jī)制不同，CMA反應(yīng)類型主要分為免疫球蛋白E（immunoglobulin E，IgE）介導(dǎo)、非IgE介導(dǎo)和混合型（IgE與非IgE結(jié)合），不同的免疫機(jī)制導(dǎo)致CMA患者廣泛的臨床表征[23-28]。

由IgE介導(dǎo)的CMA是一種Ⅰ型超敏反應(yīng)，通常在攝入后幾分鐘至1～2 h表征，故也被稱為速發(fā)性過敏[29]。在所有CMA患者中，約有60%是由IgE介導(dǎo)的[30]。當(dāng)牛乳蛋白首次進(jìn)入患者體內(nèi)時，免疫系統(tǒng)不對其產(chǎn)生特異性免疫反應(yīng)的過程被稱為免疫耐受，過敏原蛋白通過腸道黏膜系統(tǒng)引起的免疫耐受即為口服耐受。在此過程中，發(fā)揮主要作用的是樹突狀細(xì)胞（dendritic cell，DC）。經(jīng)過DC的內(nèi)化加工后，具有遷移能力的DC會攜帶過敏原遷移至富含T細(xì)胞的腸系膜淋巴結(jié)中，同時將其呈遞給初始T細(xì)胞分化和增殖為調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（regulation T cells，Treg），這時巨噬細(xì)胞分泌的白細(xì)胞介素（iterleukin，IL）-10刺激Treg大量增殖，使其發(fā)揮免疫抑制功能，產(chǎn)生耐受；此外，DC通過分泌IL-5和IL-6，促進(jìn)B細(xì)胞分化為產(chǎn)生IgA的漿細(xì)胞，從而維持并促進(jìn)免疫耐受[31]。當(dāng)口服耐受失調(diào)時，機(jī)體開始出現(xiàn)過敏反應(yīng)，這時機(jī)體針對CMA原所產(chǎn)生的特異性IgE抗體會與嗜堿性粒細(xì)胞和肥大細(xì)胞上的高親和力受體（FcεRI）結(jié)合，隨后受體交聯(lián)并激活肥大細(xì)胞發(fā)生脫顆粒，釋放包括組胺、白三烯在內(nèi)的強(qiáng)力炎癥介質(zhì)（圖1）。這些介質(zhì)會引起血管舒張，導(dǎo)致機(jī)體的皮膚系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、胃腸道系統(tǒng)等出現(xiàn)急性過敏癥狀，其中皮膚癥狀包括蕁麻疹、血管性水腫、喉嚨緊繃；呼吸系統(tǒng)癥狀包括呼吸窘迫、咳嗽和氣喘；胃腸道癥狀包括腹痛、腹瀉和惡心嘔吐；心血管癥狀包括頭暈、神智不清和低血壓等。嚴(yán)重情況下，可能危及生命[32]。IgE介導(dǎo)的過敏反應(yīng)，其診斷主要是基于結(jié)合過往病史和CMA反應(yīng)的特異性，利用皮膚點(diǎn)刺試驗(yàn)在肥大細(xì)胞或是血清中檢測特異性IgE抗體的存在及數(shù)量。

圖1 CMA機(jī)制圖Fig. 1 Mechanism of CMA

非IgE介導(dǎo)的CMA主要是細(xì)胞毒性超敏反應(yīng)和遲發(fā)性超敏反應(yīng)，通常在機(jī)體攝入過敏原的幾小時后甚至幾天內(nèi)延遲發(fā)作[30]。據(jù)估計，約0.5%的嬰兒患有這種形式的CMA[33]。一項(xiàng)針對德國不同年齡組的研究結(jié)果顯示，非IgE介導(dǎo)的CMA發(fā)生率會隨著年齡的增長而增長[34]，這說明從發(fā)病率上看，非IgE介導(dǎo)的CMA在成年人中具有更高的發(fā)生率。相較于速發(fā)性CMA，遲發(fā)性過敏的臨床癥狀主要反映在胃腸道系統(tǒng)，其中包括小腸結(jié)腸炎、直腸結(jié)腸炎、腸易激綜合征、嗜酸性食管炎和便秘等，偶有皮膚癥狀出現(xiàn)，主要表現(xiàn)為瘙癢、特應(yīng)性皮炎及原發(fā)性濕疹復(fù)發(fā)[35]。目前，針對非IgE介導(dǎo)CMA的確切發(fā)病機(jī)制仍存在爭議，理論上非IgE介導(dǎo)的CMA是由幾種免疫機(jī)制共同介導(dǎo)[36]。過敏癥狀的出現(xiàn)是由特異性T細(xì)胞反應(yīng)造成，抗體介導(dǎo)的機(jī)制可能涉及Ⅱ型或Ⅲ型超敏反應(yīng)機(jī)制，如抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性作用或補(bǔ)體依賴的細(xì)胞毒性作用[37]。雖然測量特異性T細(xì)胞反應(yīng)的特應(yīng)性貼片測試可能有助于評估特異性T細(xì)胞反應(yīng)，但針對特異性IgG和IgA的測量對診斷非IgE相關(guān)的CMA[38]均無效。

生命早期，CMA反應(yīng)的發(fā)生一般可分為以下2 種情況：1）過敏在妊娠早期發(fā)生：孕婦攝入消化的少量牛乳過敏原通過胎盤傳送給胎兒，這種情況可以在臍帶血中檢測到IgE抗體的存在[39-40]；2）新生兒出生后攝入牛乳及制品后發(fā)生過敏反應(yīng)：大多數(shù)CMA嬰兒通常是在停止母乳喂養(yǎng)后或是在飲食中引入牛乳配方乳粉后的幾天或幾周內(nèi)出現(xiàn)紅疹或蕁麻疹等癥狀[41-42]。除經(jīng)口攝入外，CMA也可以通過皮膚接觸或吸入的方式致敏，相對應(yīng)出現(xiàn)特應(yīng)性皮炎或是哮喘等癥狀[33]。CMA是一個極復(fù)雜的多機(jī)制免疫反應(yīng)，當(dāng)機(jī)體出現(xiàn)像乳糖不耐受等表征與過敏極為相似的病癥時，快速、準(zhǔn)確地判斷過敏反應(yīng)的性質(zhì)以及與攝入物的因果關(guān)系變得更加困難，這也是精準(zhǔn)防治CMA的重要難題之一。

3 腸道微生物群與CMA相關(guān)性

3.1 早期腸道微生物定植過程

人類腸道中含有豐富的微生物群，統(tǒng)稱為腸道微生物群，其中包括細(xì)菌、古生菌、真核生物和相關(guān)病毒。人類腸道微生物群主要由4 個門構(gòu)成，分別是擬桿菌門、厚壁菌門、放線菌門和變形菌門，其中擬桿菌門和厚壁菌門占微生物群總數(shù)的90%以上[43]。新生兒出生時，腸道主要被來自母親的皮膚、糞便、陰道和母乳的共生微生物群所定植，主要是變形菌門和放線菌門；出生3 個月時，新生兒腸道定植的主要菌屬來自母親陰道和母乳中的雙歧桿菌和乳桿菌，其中雙歧桿菌的豐度最高[44]。隨后，嬰兒期腸道菌群組成呈動態(tài)變化，微生物多樣性逐漸增加，在2～3 歲時基本成熟穩(wěn)定。這時的腸道微生物群逐漸形成一個以厚壁菌門和擬桿菌門為主的組合，且具有不同的功能；成年后，人體主要的腸道細(xì)菌為厚壁菌門、擬桿菌門和放線菌門；隨著年齡的增長，厚壁菌門和雙歧桿菌的豐度減少，而擬桿菌和變形桿菌的豐度增加，腸道屏障能力也逐步減弱[45]。健康人群的腸道微生物群按一定比例組成，細(xì)菌間相互限制、相互依賴，維持一定數(shù)量和比例的微生態(tài)平衡，在機(jī)體的免疫反應(yīng)調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。雖然嬰兒的腸道微生物群是動態(tài)且可變的，但它有相似的發(fā)展軌跡和不同的成熟速度[46]。多項(xiàng)證據(jù)表明，腸道微生物群的發(fā)展與機(jī)體IgE水平相關(guān)，同時也與機(jī)體發(fā)生過敏的風(fēng)險相關(guān)[47]。因此，在生命早期建立一個穩(wěn)定且健康的腸道微生物群直接影響機(jī)體免疫系統(tǒng)的發(fā)育，對后期維持免疫系統(tǒng)平衡穩(wěn)態(tài)，降低CMA風(fēng)險至關(guān)重要。

3.2 CMA兒童腸道微生物群變化

近年來的許多研究均能證實(shí)CMA患者腸道菌群組成與健康人群有顯著差異，而這些差異在嬰兒和兒童中更為明顯。一項(xiàng)對166 名1 歲嬰兒的研究顯示，7.2%的患者對牛乳或多種過敏原敏感，過敏嬰兒的腸道微生物群多樣性顯著低于非過敏嬰兒[48]。使用16S rRNA測序比較過敏兒童和健康兒童的糞便微生物組成，發(fā)現(xiàn)過敏兒童的狹義梭菌和厭氧桿菌水平升高，擬桿菌和梭狀芽孢桿菌XVIII水平降低[49]。進(jìn)一步的研究結(jié)果顯示，相較于健康嬰兒，過敏嬰兒腸道中多爾氏菌（Dorea）和嗜黏蛋白阿克曼菌（Akkermansia muciniphila）的豐度顯著降低，Veronococcus的豐度顯著增加[50]。特別是，1 周齡嬰兒腸道中乳酸菌和雙歧桿菌的豐度與5 年后發(fā)生過敏的風(fēng)險呈顯著負(fù)相關(guān)[51]。Bunyavanich等[52]對226 名CMA受試者的腸道微生物群組成進(jìn)行為期8 年的跟蹤調(diào)查發(fā)現(xiàn)，年齡為3～6 個月的CMA康復(fù)兒童腸道中梭狀芽孢桿菌和厚壁菌門含量較高，對其進(jìn)行宏基因組分析發(fā)現(xiàn)，他們的腸道微生物群脂肪酸代謝能力有明顯下降。這說明相較于健康兒童，CMA兒童的腸道微生物群多樣性偏低，有益菌數(shù)量減少，條件致病菌數(shù)量增加，腸道整體處于失調(diào)狀態(tài)，影響機(jī)體的正常免疫功能代謝，由此引發(fā)過敏反應(yīng)。同時Feehley等[9]的研究發(fā)現(xiàn)，健康小鼠和CMA嬰兒微生物群定植小鼠回腸菌群組成及上皮細(xì)胞基因表達(dá)存在差異，并篩選出一種可以降低CMA反應(yīng)的梭狀芽孢桿菌，即糞厭氧棒桿菌（Anaerostipes caccae）。這不僅說明這株菌可能與預(yù)防CMA有關(guān)，更為通過調(diào)節(jié)微生物群的組成治療CMA這一思路提供了可能性。到目前為止，關(guān)于CMA患者腸道微生物群特征的研究仍處于起步階段，尚未發(fā)現(xiàn)直接作用于CMA通路的特定微生物類群。且該類研究存在一定局限性，主要在于能獲取完整信息的過敏患者數(shù)量很少，無法排除潛在混雜變量（如分娩方式、母乳喂養(yǎng)、飲食、抗生素攝入和接觸寵物）的影響進(jìn)行統(tǒng)計分析。此外，腸道微生物參與CMA的發(fā)展過程不能用單一因素解釋，但大量研究著重于分析CMA患者的腸道微生物群多樣性變化，但關(guān)于微生物群在CMA中的作用以及不同類群間的相互作用及其代謝效應(yīng)方面鮮有研究，對應(yīng)的作用機(jī)制也尚不明確，仍需深入研究。

4 基于腸道微生物的CMA防治手段

多年來，CMA的防治手段主要集中在通過物理、化學(xué)的加工方法改變過敏原的理化性質(zhì)，從而降低牛乳的致敏性[53]。為了避免CMA發(fā)生，CMA嬰幼兒的主要食物是深度水解乳粉或氨基酸配方乳粉。然而，這些策略并不能直接治愈CMA，目前最有效的方法依舊是飲食回避法[54]。但在日常生活中，長期的飲食回避可能會造成營養(yǎng)素缺失的問題。近年來研究人員通過大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，通過腸道微生物組成變化可直接影響機(jī)體免疫反應(yīng)，有緩解或消除CMA的可能性。一方面，腸道微生物群可通過Toll樣受體信號通路抑制Th2型細(xì)胞因子分泌，維持Th1/Th2反應(yīng)平衡，實(shí)現(xiàn)對機(jī)體免疫反應(yīng)的調(diào)控，緩解CMA的癥狀；另一方面，腸道微生物群可通過與DC、先天免疫細(xì)胞和巨噬細(xì)胞相互作用，通過IL-22的產(chǎn)生間接增強(qiáng)腸道屏障功能，阻止機(jī)體對過敏原的攝取，減少CMA發(fā)生。此外，腸道微生物群及其代謝物也可通過腸道黏膜免疫系統(tǒng)中的多種細(xì)胞相互作用調(diào)控免疫反應(yīng)，促進(jìn)機(jī)體對牛乳及制品的口服耐受性。對此，一些基于腸道微生物-宿主免疫系統(tǒng)互作的潛在策略，如益生菌和益生元、糞便微生物群移植等方法被開發(fā)出來，用于輔助預(yù)防和治療CMA嬰兒[9,55]。

4.1 益生菌

益生菌是一種活性微生物群，一定數(shù)量的益生菌可以對人類健康產(chǎn)生積極影響，其作用途徑一般包括增強(qiáng)腸道黏膜屏障功能，產(chǎn)生具有抗菌作用的代謝物，競爭性抑制致病菌生長，調(diào)節(jié)對非過敏反應(yīng)的免疫反應(yīng)，以及過敏原蛋白的降解[55-56]。最常見的益生菌主要是乳桿菌和雙歧桿菌兩大類。有大量的菌株在動物模型和臨床試驗(yàn)中被發(fā)現(xiàn)具有抗過敏的潛力，例如，長雙歧桿菌、短雙歧桿菌和植物乳桿菌等[57]。通常在研究中發(fā)現(xiàn)益生菌可以將向Th2反應(yīng)傾斜的Th1/Th2反應(yīng)糾正到Th1/Th2平衡，則被認(rèn)為該菌株是有效的。

益生菌對CMA的防治主要集中在促進(jìn)過敏者的口服耐受、維持Th1/Th2細(xì)胞平衡、改善腸道屏障功能及維持腸道微生物群平衡。目前，對CMA嬰兒的糞便宏基因組學(xué)分析顯示，其中總細(xì)菌和厭氧菌的數(shù)量很高[58]，但可以緩解兒童CMA癥狀的梭狀芽孢桿菌和厚壁菌門數(shù)量較少[52]，因此，有針對性地補(bǔ)充適量益生菌可以有效減緩過敏反應(yīng)。據(jù)報道，在嬰幼兒深度水解配方乳粉中添加鼠李糖乳桿菌GG（Lactobacillus rhamnosusGG，LGG），可以有效減緩過敏癥狀，如特應(yīng)性皮炎的嚴(yán)重程度、便血情況、糞鈣衛(wèi)蛋白水平及腸道炎癥標(biāo)志物水平，并促進(jìn)由IgE介導(dǎo)的CMA患者產(chǎn)生口服耐受性[59-64]。另外，短鏈脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFAs）是腸道微生物的主要代謝產(chǎn)物之一，也是調(diào)節(jié)黏膜和系統(tǒng)免疫穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵介質(zhì)。補(bǔ)充LGG可提高毛螺菌科和瘤胃菌科等參與SCFAs代謝的菌株豐度，表明益生菌可以通過增加腸道微生物群的多樣性，提高SCFAs代謝菌的豐度，調(diào)節(jié)參與過敏途徑的基因表達(dá)，促進(jìn)患者對牛乳的免疫耐受[65]。除單一菌株外，混合菌株也會對CMA產(chǎn)生一定積極作用。Cukrowska等[66]將鼠李糖乳桿菌?OCK 0900、鼠李糖乳桿菌?OCK 0908和干酪乳桿菌?OCK 0918制成混合制劑并以一定劑量治療患有CMA的兒童，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這種益生菌混合制劑可以通過激活緊密連接組分（連蛋白、閉合蛋白），發(fā)揮腸道上皮細(xì)胞之間的連接作用，影響腸道上皮屏障的形成和成熟；此外，混合菌株的定植可以激活腸道中分泌型IgA的產(chǎn)生，從而增強(qiáng)腸道屏障，增強(qiáng)對過敏原黏附作用的抑制。給懷孕或哺乳期的婦女補(bǔ)充益生菌可以調(diào)節(jié)母乳中的微生物群、抗炎因子及免疫調(diào)節(jié)分子，對新生兒的胃腸道健康有益，并可以在一定程度上預(yù)防過敏的發(fā)生[67-68]。新生兒通過母乳攝取的轉(zhuǎn)化生長因子（transforming growth factor，TGF）-β不僅可以抑制腸上皮細(xì)胞和T細(xì)胞的炎癥反應(yīng)，還可以誘導(dǎo)Treg細(xì)胞對食物過敏原和體內(nèi)腸道微生物的免疫耐受，產(chǎn)生正向調(diào)節(jié)作用[68]。同時，它可以促進(jìn)分泌型IgA的生成，改善腸道屏障功能。

此外，益生菌的另一種作用形式是發(fā)酵。Anggraini等[69]在相同條件下利用乳酸菌分別發(fā)酵奶牛乳、水牛乳和山羊乳，發(fā)現(xiàn)其致敏性的降低程度有明顯差異，這表明不同類型乳的過敏原結(jié)構(gòu)和表位不同。有研究[70]表明：利用益生菌發(fā)酵可以降解大分子的過敏原蛋白，破壞其抗原表位，以達(dá)到降低食物過敏原免疫原性的目的；α-乳白蛋白和β-乳球蛋白在經(jīng)過干酪乳桿菌LcY發(fā)酵后，免疫原性有所降低，且其致敏性在模擬消化后發(fā)生了更大程度的降低。Meng Lingying等[71]在篩選具有抗過敏效用的菌株時發(fā)現(xiàn)，植物乳桿菌AHQ-14和保加利亞乳桿菌BD0390在發(fā)酵時所產(chǎn)生的微生物蛋白酶可以破壞β-乳球蛋白的抗原表位，從而有效降低其發(fā)酵乳制品中β-乳球蛋白的致敏性。除了這2 種過敏原外，在糞腸球菌VB63F發(fā)酵UHT脫脂乳的過程中，菌株產(chǎn)蛋白酶可以有效水解過敏原Bos d 9-11，降低其致敏能力[72]。此外，研究[73-74]表明，利用瑞士乳桿菌和嗜熱鏈球菌聯(lián)合發(fā)酵可以有效降低α-乳白蛋白和β-乳球蛋白抗原性，并且聯(lián)合菌株間具有協(xié)同作用。在Wroblewska等[70]進(jìn)行的Bos d 4/5免疫小鼠實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)多種益生菌混合發(fā)酵的乳清可以降低小鼠體內(nèi)的過敏標(biāo)志物（IL-4、IgE和特異性IgG1）水平，使主要調(diào)節(jié)細(xì)胞因子（IL-10和TGF-β）增加，并推動Th1/Th2平衡向Th1反應(yīng)傾斜，這進(jìn)一步闡明了益生菌如何通過發(fā)酵有效降低牛乳過敏原的致敏性并調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)。

綜上所述，大量動物實(shí)驗(yàn)和臨床實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)單一益生菌、混合益生菌或某些益生菌成分對CMA具有一定的預(yù)防和治療作用，初步證明了益生菌在調(diào)節(jié)CMA方面的潛力（表1）。但其中一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果不具有一致性且不穩(wěn)定，仍存在爭議。近年來，關(guān)于益生菌的研究重點(diǎn)大多集中在微生物本身，而不是宿主-微生物間的互作，關(guān)于治療CMA的益生菌數(shù)據(jù)都是基于觀察性研究，臨床試驗(yàn)較少，因此關(guān)于益生菌治療CMA的作用機(jī)制尚不明晰，仍需要進(jìn)一步研究。此外，益生菌的使用過程中可能會產(chǎn)生的不良影響也是需要關(guān)注的問題，如腸道微生物群中耐藥性基因的傳播、益生菌菌株中的致病因子、向組織和血液轉(zhuǎn)移、炎癥反應(yīng)和感染等。因此，未來仍需要進(jìn)一步研究腸道微生物在CMA乃至食物過敏中的作用和機(jī)制，選擇更有效的菌株進(jìn)行治療和預(yù)防，促進(jìn)基于腸道微生態(tài)的CMA調(diào)節(jié)新方法的建立。

表1 益生菌對CMA的作用機(jī)制Table 1 Mechanism of action of probiotics in the treatment of CMA

4.2 益生元

益生元類碳水化合物是細(xì)菌生長的主要底物，能夠有選擇性地刺激腸道微生物群中有益物種的生長和/或活性。益生元在母乳中含量十分豐富，包括低聚半乳糖（galactooligosaccharides，GOS）、低聚果糖（fructo oligosaccharide，F(xiàn)OS）、2’-巖藻糖基乳糖和乳糖-N-新四糖等。它們通常能夠完好無損地到達(dá)腸道，通過與宿主上皮屏障相互作用對宿主有直接影響，通過代謝物有間接作用[75]。它們還可作為胃腸道中常駐能夠促進(jìn)微生物選擇性發(fā)酵的能量和營養(yǎng)來源，可以抵御病原體，改善腸道屏障功能，并協(xié)助調(diào)節(jié)免疫途徑[76]。

除了積極的免疫調(diào)節(jié)作用外，益生元也展示出了對CMA的預(yù)防作用，并促進(jìn)機(jī)體重塑免疫耐受的環(huán)境[77]。補(bǔ)充益生元已被認(rèn)為是治療過敏性疾病的有效干預(yù)策略[78]。目前，我國市面上多為添加FOS/GOS的嬰幼兒配方乳粉，國外也只有少數(shù)的母乳低聚糖可以被合成并依法添加到嬰兒配方乳粉中，顯示出對防治CMA有益。雖然益生元的使用對改善過敏反應(yīng)有積極的影響，但現(xiàn)有的證據(jù)還不夠充分。因此，在推薦更多的母乳低聚糖和其他益生元作為預(yù)防配方喂養(yǎng)食品中過敏的常規(guī)補(bǔ)充劑之前，有必要采用隨機(jī)、雙盲和安慰劑對照設(shè)計進(jìn)行更深層次和更嚴(yán)格的臨床研究。此外，有研究[79]發(fā)現(xiàn)，使用益生元低聚果糖和短雙歧桿菌M-16V補(bǔ)充的氨基酸配方乳粉可以有效改善非IgE介導(dǎo)的CMA嬰兒腸道微生物群的組成及其代謝活性，其中，雙歧桿菌的含量相對增加，毛螺菌科的多樣性有所降低，這說明安全且具有協(xié)同效應(yīng)的合生元組合可以豐富腸道微生物群中對治療CMA有益的特定類群，為CMA嬰兒提供長期的益處。

4.3 其余靶向防治手段

如前所述，腸道微生物群與過敏反應(yīng)的發(fā)生密切相關(guān)[80]。隨著科學(xué)水平的發(fā)展，越來越多用于研究微生物的技術(shù)被用于靶向防治CMA。糞便微生物移植（fecal microbiota transplantation，F(xiàn)MT）是一種將正常的腸道微生物群從健康人群轉(zhuǎn)移給患者，重建腸道微生物群生態(tài)系統(tǒng)的菌群移植技術(shù)，目前已被應(yīng)用于治療多種腸道疾病，包括炎癥性腸?。╥nflammatory bowel disease，IBD）和艱難梭菌感染（Clostridium difficileinfection，CDI）[81-82]。使用FMT策略的CDI引起的IBD的生存率可達(dá)到90%[83]。最近的一項(xiàng)研究將產(chǎn)婦的糞便菌群移植到剖腹產(chǎn)的新生兒，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，被移植的新生兒腸道微生物群恢復(fù)到與自然分娩的新生兒相似的正常狀態(tài)，說明FMT可以有效調(diào)節(jié)嬰兒的腸道微生物群至平衡態(tài)[84]。另外，有動物實(shí)驗(yàn)表明，F(xiàn)MT可以改善CMA癥狀[85]。因此FMT可以作為一種治療CMA的潛在策略。然而，由于嬰兒的腸道微生物群尚不成熟，所以應(yīng)用于CMA治療的FMT仍需進(jìn)一步探究其安全性和穩(wěn)定性，療效也有待綜合評價[86]。

此外，不同的飲食結(jié)構(gòu)在CMA的發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。早期的飲食干預(yù)已被證明是預(yù)防食物過敏的有效策略。在生命早期引入固體食物可能會減少食物過敏的發(fā)生率[76]。但由飲食引起的腸道微生物群的變化是短期的，長期飲食干預(yù)所產(chǎn)生的效果仍不清楚。因此，可在考慮微生物群的個體差異和機(jī)體對飲食的個性化反應(yīng)的前提下，設(shè)計含有有助于提高有益菌豐度的功能性健康食品來調(diào)節(jié)腸道微生物群組成，以維持腸道微生態(tài)平衡，防止過敏反應(yīng)的發(fā)生。未來這類健康食品的設(shè)計對于個性化營養(yǎng)補(bǔ)充策略至關(guān)重要[87]。另外，在了解CMA嬰兒的特征微生物類群和飲食-微生物群相互作用機(jī)制后，也可以通過檢測特征微生物作為診斷CMA的潛在生物標(biāo)志物，并通過設(shè)計個性化飲食輔助治療CMA[88]。隨著合成生物學(xué)和計算方法的發(fā)展，通過整合多組學(xué)數(shù)據(jù)和臨床特征，定向干預(yù)CMA嬰兒的微生物群也成為CMA的潛在治療策略[89-91]。

5 結(jié) 語

如今，由于基因組-環(huán)境相互作用和現(xiàn)代生活方式的改變，CMA已成為一大食品安全問題，獲得廣泛的關(guān)注。應(yīng)用益生菌糾正腸道菌群失衡，調(diào)節(jié)食物過敏已成為一個研究熱點(diǎn)，將益生菌與其他飲食干預(yù)措施相結(jié)合已被證明對預(yù)防和治療過敏性疾病有顯著作用。但腸道微生物群調(diào)節(jié)食物過敏的機(jī)制和益生菌的療效尚處于初步探索階段，暫且尚無明確、具體的結(jié)論。此外，CMA的診斷和治療需要深入了解CMA嬰兒的腸道微生物群，并確定其發(fā)展過程中的關(guān)鍵類群，以此作為靶點(diǎn)深入研究。因此，目前的研究重點(diǎn)應(yīng)從描述CMA腸道菌群的變化轉(zhuǎn)移到宿主-微生物群互作，揭示CMA機(jī)制中特征微生物群的類群和功能。此外，補(bǔ)充益生菌、益生元以及微生物靶向治療是未來治療CMA的趨勢。如果能將具有降敏效果的益生菌、益生元及副產(chǎn)品等與嬰幼兒食品相結(jié)合，并基于腸道微生物群與CMA的關(guān)系，可能很快制定出基于微生物的CMA防治策略，從而為低致敏性嬰幼兒配方乳粉實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)提供方向，也可以改善CMA嬰兒的健康和生活質(zhì)量。