FSHW | 益生菌在预防和治疗食物过敏中的作用

Introduction

食物过敏是一种暴露于某种特定的食物成分下，由于特异性免疫机制引起的不良反应。近年来，食物过敏的发生率 日趋增高，已成为常见的公共卫生问题。目前，防治食物过敏的方法有很多，但均存在不足，如严格的饮食回避疗法实际执行难度较高；口服免疫耐受疗法，在停止治疗后，会出现反复。因此，对于食物过敏的防治仍需提 出新的方法。

益生菌是一种活的微生物，当给予足量益生菌时，可以调节宿主的免疫系统，对人体产生益处。益生菌主要的生理功能是维持肠道菌群平衡和调节免疫系统，进而起到抗炎、缓解慢性疾病等功效。越来越多的研究表明肠道菌群的数量和种类会干预食物过敏的发生，因此，益生菌对食物过敏的防治作用日益受到人们的重视。

中国农业大学食品科学与营养工程学院薛文通教授、顾诗敏等 在本综述中概述了益生菌缓解食物过敏的临床应用及潜在的机制，为食物过敏的预防和治疗提供理论依据和参考。

Graphical Abstract

益生菌在防治食物过敏中的临床应用

摄入益生菌理论上可能是改善肠道菌群最直接的方式。益生菌可通过在肠道内的定植作用维持肠道菌群平衡，并产生短链脂肪酸等代谢产物维持肠道内环境稳定，进而防止食物过敏的发生。

目前临床上用于预防食物过敏的益生菌多为乳杆菌属和双歧杆菌属。在不同时期对孕妇或新生儿施以益生菌处理，其干预效果不同。由于益生菌菌株间的差异性，益生菌的施用时间及持续时间都会影响其在临床上的应用结果，因此目前对于益生菌是否能作为治疗和预防食物过敏的手段仍存在争议。世界变态反应组织在2015年提出了关于益生菌预防过敏性疾病的指南，并指出虽然目前并未有证据表明补充益生菌可降低儿童发生变态反应的风险，但仍建议特定人群使用益生菌。由于研究之间的巨大差异性，目前很难将这些建议转化为具体菌株、最佳剂量、治疗时机和持续时间的实际应用。

表1益生菌在防治食物过敏中的临床应用

益生菌调控食物过敏的潜在机制

益生菌主要是以肠道黏膜免疫系统为靶点调节食物过敏。益生菌及其代谢产物可通过与免疫细胞和肠道菌群的相互作用介导抗炎和促炎反应间的平衡，进一步调节免疫耐受和食物过敏的进程。

图1益生菌调节食物过敏的潜在机制

益生菌对树突状细胞的调控

益生菌可调控肠道固有层中的树突状细胞（DCs），使维生素A在CD103+ DCs的作用下转化为视黄酸（RA），并以RA为辅助因子，在转化生长因子-β的参与下，诱导T细胞向Fox3 + 调节性T细胞（Treg）分化，防止炎症反应发生。有研究进一步发现益生菌与视黄醛脱氢酶（RALDH）阳性的DCs有关，经婴儿双歧杆菌处理的小鼠，其肠道固有层CD103 + RALDH + DCs数量增加，Foxp3 + 淋巴细胞也增加，推测固有层中RALDH + DCs是益生菌调节肠道黏膜免疫的重要细胞靶点。益生菌的表面多糖可能是调节DCs的关键效应物质。此外，益生菌也可从氧化应激的水平调控DCs。活性氧（ROS）水平与体内抗氧化水平的失调会导致促炎因子增多，产生炎症。DCs会受体内谷胱甘肽氧化还原状态的影响，调节Th1/Th2平衡。益生菌中含有谷胱甘肽过氧化物酶、硫氧还蛋白还原酶以及超氧化物歧化酶等多种抗氧化物酶，具有清除ROS的作用。

益生菌对肠上皮细胞的调控

益生菌可增加肠上皮细胞（IECs）的紧密连接蛋白的表达量，进而加强IECs的屏障功能。研究发现部分乳杆菌，如嗜酸乳杆菌表面的S-层蛋白（Slp）具有生物活性，可增强闭合蛋白（Occludin）-1的表达。益生菌也可调节IECs的炎症通路，核转录因子-κB（NF-κB）和丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）是机体两条重要的炎症通路。部分益生菌表面的细胞外囊泡携带了重要的信号分子，含有SlpB，可介导NF-κB和MAPK信号通路。此外益生菌可通过黏附作用与IECs上的黏附素受体结合起到定植效应，阻止抗原透过肠道屏障，进而起到防治食物过敏的作用。

益生菌对肠道菌群的调控

许多临床研究及动物模型都表明益生菌具有调节机体肠道菌群的功能。益生菌可通过调控肠道菌群的多样性和丰度来维持肠道平衡，防止食物过敏发生。研究表明每日向婴儿给予鼠李糖乳杆菌，会增加其体内有益菌种的含量，如乳杆菌和双歧杆菌等，这些菌种可能会通过产生次生代谢产物调节肠道免疫系统。用婴儿双歧杆菌干预 原肌球蛋白 致敏小鼠可以抑制其过敏反应，并调节Dorea和Ralstonia的水平。益生菌菌株中的D-色氨酸可能是其调控肠道菌群的活性物质，D-色氨酸的补充增加了肠道微生物的多样性，并且减轻了过敏性气道疾病。

益生菌代谢产物的调控作用

益生菌能够发酵膳食纤维产生短链脂肪酸，其中乙酸盐、丁酸盐和丙酸盐对于维持宿主代谢生理和调节免疫系统具有重要作用。益生菌可通过增加短链脂肪酸的浓度调节炎症和免疫反应。丙酸盐可与肠道中的G蛋白偶联受体（GPCR）-41受体结合，丁酸盐可与GPR109A受体结合，通过信号转导，为IECs提供能量，并诱导Fox3+ Treg细胞分化，调控食物过敏。

益生菌对其他免疫细胞的调控

益生菌对Treg细胞和肥大细胞都具有调控作用。益生菌可抑制Th17细胞的分化，减轻由Th17细胞引起的炎症反应，并加强Treg细胞的表达，维持Treg/Th17细胞亚群的平衡。研究发现凝结芽胞杆菌可抑制哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）信号，从而抑制下游因子的磷酸化，诱导过敏小鼠体内CD4 + Foxp3 + Treg细胞与IL-10的产生。益生菌还可通过促使CD103 + DCs积累和产生短链脂肪酸的方式来刺激Fox3 + Treg细胞的形成，从多途径诱导Fox3 + Treg细胞，防止食物过敏的发生。

此外益生菌还可作用于肥大细胞，使其凋亡，进而防止脱颗粒现象发生。长双歧杆菌会在不干预T淋巴细胞的情况下，只通过减少小肠淋巴结中肥大细胞的数量来缓解食物过敏症状，并推测这可能得益于益生菌表面的细胞外囊泡衍生蛋白的存在。

一

顾诗敏，女，中国农业大学食品科学与营养工程学院2020级硕士研究生，研究方向食物过敏与肠道菌群。

薛文通，男，中国农业大学食品科学与营养工程学院教授，博士生导师，中国农业大学中日食品研究中心主任，农业农村部农产品加工业专家委员会委员，农业农村部农产品加标准化技术委员会粮食加工技术委员会委员，中国农业工程学会农产品加工贮藏分会副理事长，中国食品和包装机械工业学会中央厨房工程与装备委员会副会长，中国农业机械学会农产品加工机械分会副主任委员，北京农业工程学会农产品加工贮藏分会会长。近年来主要研究食物致敏原确证技术及膳食成分对人体致敏机制影响；益生菌及其代谢产物对机体免疫应答规律等。共主持国家重点研发计划项目1项（食物过敏标识的风险评估技术研究），国家重点研发计划子课题1项，国家自然科学基金面上项目5项，国家科技支撑计划项目2项，国际合作项目2项，其他省部级研究项目19项。出版《主要食物过敏原致敏机理的研究》等著作14部。授权国家发明专利8项。获省部级及以上奖励5项。在国内外学术期刊发表论文240余篇。

The role of probiotics in prevention and treatment of food allergy

Shimin Gua, Dong Yangb, Chenglong Liuc, Wentong Xuea,*

a College of Food Science and Nutritional Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China

b Beijing Key Laboratory of Functional Food from Plant Resources, College of Food Science and Nutritional Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China

c College of Food Science and Nutritional Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China

*Corresponding author.

Abstract

With the prevalence of food allergy increasing every year, food allergy has become a common public health problem. More and more studies have shown that probiotics can intervene in food allergy based on the intestinal mucosal immune system. Probiotics and their metabolites can interact with immune cells and gut microbiota to alleviate food allergy. This review outlines the relationship between the intestinal mucosal immune system and food allergy. This review also presents the clinical application and potential immunomodulation mechanisms of probiotics on food allergy. We aim at providing a reference for further studies to explore the key active substances and immunomodulation mechanisms of anti-allergic probiotics.

Reference:

GU S M, YANG D, LIU C L, et al. The role of probiotics in prevention and treatment of food allergy[J]. Food Science and Human Wellness, 2023, 12(3): 681-690. DOI:10.1016/j.fshw.2022.09.001.

文章编译内容由作者提供

编辑：梁安琪；责任编辑：张睿梅

Food Science of Animal Products（ISSN: 2958-4124, e-ISSN : 2958-3780）是一本国际同行评议、开放获取的期刊，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心主办，中国食品杂志社《食品科学》编辑团队运营，属于食品科学与技术学科，旨在报道动物源食品领域最新研究成果，涉及肉、水产、乳、蛋、动物内脏、食用昆虫等原料，研究内容包括食物原料品质、加工特性，营养成分、活性物质与人类健康的关系，产品风味及感官特性，加工或烹饪中有害物质的控制，产品保鲜、贮藏与包装，微生物及发酵，非法药物残留及食品安全检测，真实性鉴别，细胞培育肉，法规标准等。

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