牛乳过敏与肠道微生物相关性研究进展.pdf

专题论述 Journal of Dairy Science and Technology 2023,Vol.46 No.2 50 牛乳过敏与肠道微生物相关性研究进展曲也直，苏米亚，陈文亮，贾宏信，刘海安（乳业生物技术国家重点实验室，上海乳业生物工程技术研究中心，光明乳业股份有限公司乳业研究院，上海 200436）摘 要：近几十年来，由于生活环境和方式的改变，牛乳过敏（cows milk allergy，CMA）发病率急剧上升，尤其是婴幼儿的发病率，成为世界瞩目的重大公共卫生问题。有研究表明，生命早期肠道微生物群与宿主免疫系统间相互作用，能够影响食物过敏的发展进程，且早期肠道微生态的失调将会导致宿主在日后发生免疫介导疾病的概率增加。因此，生命早期肠道内有益微生物群的定植很有可能成为预防和治疗CMA的关键靶点。本文在阐述CMA的发病机制和流行病学研究现状的基础上，重点讨论肠道微生物群与CMA的关系和微生物在防治CMA中的积极作用，旨在为精准预防CMA、改善CMA危害提供潜在策略。关键词：牛乳过敏；过敏原蛋白；过敏机制；肠道微生物群；防治方法Research Progress in the Correlation between Milk Allergy and Gut MicrobiotaQU Yezhi,SU Miya,CHEN Wenliang,JIA Hongxin,LIU Haian(Shanghai Engineering Research Center of Dairy Biotechnology,State Key Laboratory of Dairy Biotechnology,Dairy Research Institute,Bright Dairy and Food Co.Ltd.,Shanghai 200436,China)Abstract:In recent decades,due to the change of peoples living environment and lifestyle,the incidence rate of cows milk allergy(CMA)has risen sharply,especially in infants and young children,which has become a major public health problem worldwide.Some studies have shown that the interaction between the intestinal microbiota and the host immune system in early life can affect the development of food allergy,and the imbalance of intestinal microecology in early life will lead to anincreaseintheprobabilityofimmune-mediateddiseasesinlaterlife.Therefore,thecolonizationofbeneficialmicrobiotain the gut at the early stage of life is likely to become a key target for the prevention and treatment of CMA.Beginning with an overview of the current status of research on the pathogenesis and epidemiology of milk allergy,this paper focuses on the relationshipbetweentheintestinalmicrofloraandCMAandonthepositiverolemicroorganismsplayinthepreventionandtreatment of CMA,aiming to provide potential strategies for precision prevention and improvement of CMA.Keywords:cowsmilkallergy;allergenicprotein;allergicmechanism;intestinalmicroflora;preventionmethodsDOI:10.7506/rykxyjs1671-5187-20230117-002中图分类号：TS252.1 文献标志码：A 文章编号：1671-5187（2023）02-0050-09引文格式：曲也直,苏米亚,陈文亮,等.牛乳过敏与肠道微生物相关性研究进展J.乳业科学与技术,2023,46(2):50-58.DOI:10.7506/rykxyjs1671-5187-20230117-002.http:/QU Yezhi,SU Miya,CHEN Wenliang,et al.Research progress in the correlation between milk allergy and gut microbiotaJ.Journal of Dairy Science and Technology,2023,46(2):50-58.(in Chinese with English abstract)DOI:10.7506/rykxyjs1671-5187-20230117-002.http:/收稿日期：2023-01-17基金项目：上海市国资委能力提升项目（2022013）第一作者简介：曲也直（1997）（ORCID:0000-0002-3903-6313），女，硕士，研究方向为乳品营养与科学。E-mail:食物过敏是机体针对特定食物过敏原产生的不良免疫反应，发作时临床症状可涉及全身多处脏器，严重者可引发休克或危及生命1。过去的20 年间，由于食物多样化和居住环境变迁，食物过敏的自然史发生了巨大变化，如患病率的上升、临床表现的严重程度、持续复发的高风险性等，这直接加剧了医疗资源的负担以及医疗成本的大幅度增加，成为全球高度重视的公共卫生安全问题2-5。牛乳过敏（cowmilk allergy，CMA）是婴幼儿51 2023,Vol.46 No.2 乳业科学与技术 专题论述时期最常见的食物过敏。据统计，全球CMA患病率为2%7%6。目前，除了饮食回避法外，并没有有效的CMA治疗方法。而饮食回避法往往操作困难且易造成营养素缺失等问题，因此探究更加安全且精准、有效的防治方法对CMA具有重要意义，同时也给开发针对CMA的婴幼儿食品和特殊医学用途配方食品提供了挑战与机遇。随着人类和微生物群的共同进化，共生微生物不可避免地会对人类健康产生相当大的影响。由于其高水平的微生物丰富度，肠道整体呈现了一个高度耐受的稳态环境，其中免疫细胞对食物过敏原有良好的反应。越来越多的证据表明，人类肠道微生物群可以通过促进局部稳态相互作用和调节周围黏膜对食物过敏原的免疫反应，在肠道黏膜免疫中发挥重要作用7。肠道微生物的定植从婴儿出生开始，与宿主的生长发育平行进化，然而，个体差异会导致肠道内共生微生物群的类型和数量有所不同，并可能受到外部因素的影响8。例如，饮食模式、抗生素使用、分娩方式、母乳喂养等因素均可以改变肠道微生物群的定植及组成，这些变化有可能会引起免疫失调，影响宿主免疫系统对过敏原的正常反应，从而影响食物过敏的进程。曾有研究用健康或CMA婴儿的粪便移植无菌小鼠，发现这些被健康婴儿的微生物群定植的小鼠对-乳球蛋白（牛乳中的主要过敏原）的过敏反应具有抑制作用9。由此可见，肠道微生物群与CMA间存在很强的相关性，但其确切的调控机制尚不清楚。本文主要就CMA的免疫机制、肠道微生物群与CMA的相关性等作出阐述，进一步归纳益生菌、益生元等物质对调节肠道微生态平衡、缓解CMA的作用，旨在从肠道微生物角度调节免疫失调引起的CMA，以期为精准预防和有效治疗CMA提供新的思路。1 CMA流行病学流行病学研究是目前可以详细观察到CMA在全球及各个地区发病率的最佳方法，可以长期监测CMA在自然史中流行率的变化情况，同时对研究其他食物过敏具有一定参考价值。在过去的3040 年里，有大量针对不同人群的CMA患病率、自然史、人口统计学模式等研究，从结论中可以发现，CMA在人群年龄、初发时间和地理区域上有显著差异10。相较于成人，CMA多发于婴幼儿及学龄前儿童，且不同地区的儿童发病率存在一定差异。据统计，在中国，有2.69%的儿童患有CMA11。在北美和欧洲等发达国家，儿童患病率最高可达3%12-14。不同国家、地域的发病率差异通常情况下是由地区性饮食结构特点所决定。最近一项横断面调查显示，在美国，1.9%的成年人出现CMA的症状，其中77.3%的过敏者表示过敏是从婴幼儿时期就持续存在15。这说明，婴幼儿期发生的CMA是机体“过敏性行军”的第1阶段，它有可能会潜伏至患者成年或晚年阶段并表征为其他过敏性疾病，例如出现哮喘、特应性湿疹、荨麻疹和鼻结膜炎等症状16-18。大多数患儿随着年龄增长，机体的胃肠功能和免疫系统逐渐发育成熟，因此婴儿期的CMA通常在儿童或青少年时期有所缓解；但儿童期发生的CMA在后续过程中缓解较慢，持续到青春期甚至成年的比率较高19-20。尽管CMA的自然史发展通常有积极的好转迹象，但其长期的影响力依旧值得关注。近年来，CMA流行率迅速增加引起了广泛关注，相较于遗传因素，环境和生活方式的改变是导致这种变化的关键性因素。从农村环境移居城市、不健康的饮食模式、频繁接触宠物等均会导致生命早期肠道微生物群多样性降低，影响机体免疫系统的发育，诱发机体过敏反应。抗生素的使用也是CMA发病率上升的主要诱因之一。抗生素在消灭体内致病微生物的同时，也会消除部分肠道微生物，降低肠道微生物群的丰度和多样性，引发微生态失衡并影响微生物发挥其生理功能。此外，分娩方式、母亲怀孕期间饮食习惯、母亲肠道微生态失调等同样会导致新生儿肠道微生物群组成的变化，增加其患过敏性疾病的风险21。肠道微生物群的种种变化会使机体内维持体内平衡的信号缺失，Th1/Th2平衡遭到破坏，且向Th2反应倾斜，从而诱发过敏反应22。因此，生命早期的肠道微生物定植过程是调节免疫系统、维持免疫稳态的关键时期，了解肠道微生物的定植过程和功能有助于进一步了解CMA的反应机制以及设计基于微生物的防治方法。2 CMA作用机制CMA是指机体在接触或摄入牛乳及牛乳制品后产生的一种复杂的不良免疫介导反应。通常情况下，牛乳中所有的蛋白质都是潜在的过敏原，其中引起人体过敏反应的主要是-乳白蛋白、-乳球蛋白和酪蛋白。基于免疫介导的机制不同，CMA反应类型主要分为免疫球蛋白E（immunoglobulin E，IgE）介导、非IgE介导和混合型（IgE与非IgE结合），不同的免疫机制导致CMA患者广泛的临床表征23-28。由IgE介导的CMA是一种型超敏反应，通常在摄入后几分钟至12 h表征，故也被称为速发性过敏29。在所有CMA患者中，约有60%是由IgE介导的30。当牛乳蛋白首次进入患者体内时，免疫系统不对其产生特异性免疫反应的过程被称为免疫耐受，过敏原蛋白通过肠道黏膜系统引起的免疫耐受即为口服耐受。在此过程中，发挥主要作用的是树突状细胞（dendritic cell，DC）。专题论述 Journal of Dairy Science and Technology 2023,Vol.46 No.2 52 经过DC的内化加工后，具有迁移能力的DC会携带过敏原迁移至富含T细胞的肠系膜淋巴结中，同时将其呈递给初始T细胞分化和增殖为调节性T细胞（regulation T cells，Treg），这时巨噬细胞分泌的白细胞介素（iterleukin，IL）-10刺激Treg大量增殖，使其发挥免疫抑制功能，产生耐受；此外，DC通过分泌IL-5和IL-6，促进B细胞分化为产生IgA的浆细胞，从而维持并促进免疫耐受31。当口服耐受失调时，机体开始出现过敏反应，这时机体针对CMA原所产生的特异性IgE抗体会与嗜碱性粒细胞和肥大细胞上的高亲和力受体（FcRI）结合，随后受体交联并激活肥大细胞发生脱颗粒，释放包括组胺、白三烯在内的强力炎症介质（图1）。这些介质会引起血管舒张，导致机体的皮肤系统、呼吸系统、胃肠道系统等出现急性过敏症状，其中皮肤症状包括荨麻疹、血管性水肿、喉咙紧绷；呼吸系统症状包括呼吸窘迫、咳嗽和气喘；胃肠道症状包括腹痛、腹泻和恶心呕吐；心血管症状包括头晕、神智不清和低血压等。严重情况下，可能危及生命32。IgE介导的过敏反应，其诊断主要是基于结合过往病史和CMA反应的特异性，利用皮肤点刺试验在肥大细胞或是血清中检测特异性IgE抗体的存在及数量。?IgE?Th1?-?-DCsDCsTh0TregIgE?Th2B?lgE?IgA?FcRIFcRI?图 1 CMA机制图Fig.1 Mechanism of CMA非IgE介导的CMA主要是细胞毒性超敏反应和迟发性超敏反应，通常在机体摄入过敏原的几小时后甚至几天内延迟发作30。据估计，约0.5%的婴儿患有这种形式的CMA33。一项针对德国不同年龄组的研究结果显示，非IgE介导的CMA发生率会随着年龄的增长而增长34，这说明从发病率上看，非IgE介导的CMA在成年人中具有更高的发生率。相较于速发性CMA，迟发性过敏的临床症状主要反映在胃肠道系统，其中包括小肠结肠炎、直肠结肠炎、肠易激综合征、嗜酸性食管炎和便秘等，偶有皮肤症状出现，主要表现为瘙痒、特应性皮炎及原发性湿疹复发35。目前，针对非IgE介导CMA的确切发病机制仍存在争议，理论上非IgE介导的CMA是由几种免疫机制共同介导36。过敏症状的出现是由特异性T细胞反应造成，抗体介导的机制可能涉及型或型超敏反应机制，如抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用或补体依赖的细胞毒性作用37。虽然测量特异性T细胞反应的特应性贴片测试可能有助于评估特异性T细胞反应，但针对特异性IgG和IgA的测量对诊断非IgE相关的CMA38均无效。生命早期，CMA反应的发生一般可分为以下2 种情况：1）过敏在妊娠早期发生：孕妇摄入消化的少量牛乳过敏原通过胎盘传送给胎儿，这种情况可以在脐带血中检测到IgE抗体的存在39-40；2）新生儿出生后摄入牛乳及制品后发生过敏反应：大多数CMA婴儿通常是在停止母乳喂养后或是在饮食中引入牛乳配方乳粉后的几天或几周内出现红疹或荨麻疹等症状41-42。除经口摄入外，CMA也可以通过皮肤接触或吸入的方式致敏，相对应出现特应性皮炎或是哮喘等症状33。CMA是一个极复杂的多机制免疫反应，当机体出现像乳糖不耐受等表征与过敏极为相似的病症时，快速、准确地判断过敏反应的性质以及与摄入物的因果关系变得更加困难，这也是精准防治CMA的重要难题之一。3 肠道微生物群与CMA相关性3.1 早期肠道微生物定植过程人类肠道中含有丰富的微生物群，统称为肠道微生物群，其中包括细菌、古生菌、真核生物和相关病毒。人类肠道微生物群主要由4 个门构成，分别是拟杆菌门、厚壁菌门、放线菌门和变形菌门，其中拟杆菌门和厚壁菌门占微生物群总数的90%以上43。新生儿出生时，肠道主要被来自母亲的皮肤、粪便、阴道和母乳的共生微生物群所定植，主要是变形菌门和放线菌门；出生3 个月时，新生儿肠道定植的主要菌属来自母亲阴道和母乳中的双歧杆菌和乳杆菌，其中双歧杆菌的丰度最高44。随后，婴儿期肠道菌群组成呈动态变化，微生物多样性逐渐增加，在23 岁时基本成熟稳定。这时的肠道微生物群逐渐形成一个以厚壁菌门和拟杆菌门为主的组合，且具有不同的功能；成年后，人体主要的肠道细菌为厚壁菌门、拟杆菌门和放线菌门；随着年龄的增长，厚壁菌门和双歧杆菌的丰度减少，而拟杆菌和变形杆菌的丰度增加，肠道屏障能力也逐步减弱45。健康人群的肠道微生物群按一定比例组成，细菌间相互限制、相互依赖，维持一定数量和比例的微生态平衡，在机体的免疫反应调节中发挥重要作用。虽然婴儿的肠道微生物群是动态且可变的，但它有相似的发展轨迹和不同的成熟速度46。多项证据表明，肠道微生物群的发展与机体IgE 水平相关，同时也与机体发生过敏的风险相关47。因此，在生命早期建立一个稳定且健康的肠道微生物群直接影响机体免疫系统的发育，对后期维持免疫系统平衡稳态，降低CMA风险至关重要。53 2023,Vol.46 No.2 乳业科学与技术 专题论述3.2 CMA儿童肠道微生物群变化近年来的许多研究均能证实CMA患者肠道菌群组成与健康人群有显著差异，而这些差异在婴儿和儿童中更为明显。一项对166 名1 岁婴儿的研究显示，7.2%的患者对牛乳或多种过敏原敏感，过敏婴儿的肠道微生物群多样性显著低于非过敏婴儿48。使用16S rRNA测序比较过敏儿童和健康儿童的粪便微生物组成，发现过敏儿童的狭义梭菌和厌氧杆菌水平升高，拟杆菌和梭状芽孢杆菌XVIII水平降低49。进一步的研究结果显示，相较于健康婴儿，过敏婴儿肠道中多尔氏菌（Dorea）和嗜黏蛋白阿克曼菌（Akkermansia muciniphila）的丰度显著降低，Veronococcus的丰度显著增加50。特别是，1 周龄婴儿肠道中乳酸菌和双歧杆菌的丰度与5 年后发生过敏的风险呈显著负相关51。Bunyavanich等52对226 名CMA受试者的肠道微生物群组成进行为期8 年的跟踪调查发现，年龄为36 个月的CMA康复儿童肠道中梭状芽孢杆菌和厚壁菌门含量较高，对其进行宏基因组分析发现，他们的肠道微生物群脂肪酸代谢能力有明显下降。这说明相较于健康儿童，CMA儿童的肠道微生物群多样性偏低，有益菌数量减少，条件致病菌数量增加，肠道整体处于失调状态，影响机体的正常免疫功能代谢，由此引发过敏反应。同时Feehley等9的研究发现，健康小鼠和CMA婴儿微生物群定植小鼠回肠菌群组成及上皮细胞基因表达存在差异，并筛选出一种可以降低CMA反应的梭状芽孢杆菌，即粪厌氧棒杆菌（Anaerostipes caccae）。这不仅说明这株菌可能与预防CMA有关，更为通过调节微生物群的组成治疗CMA这一思路提供了可能性。到目前为止，关于CMA患者肠道微生物群特征的研究仍处于起步阶段，尚未发现直接作用于CMA通路的特定微生物类群。且该类研究存在一定局限性，主要在于能获取完整信息的过敏患者数量很少，无法排除潜在混杂变量（如分娩方式、母乳喂养、饮食、抗生素摄入和接触宠物）的影响进行统计分析。此外，肠道微生物参与CMA的发展过程不能用单一因素解释，但大量研究着重于分析CMA患者的肠道微生物群多样性变化，但关于微生物群在CMA中的作用以及不同类群间的相互作用及其代谢效应方面鲜有研究，对应的作用机制也尚不明确，仍需深入研究。4 基于肠道微生物的CMA防治手段多年来，CMA的防治手段主要集中在通过物理、化学的加工方法改变过敏原的理化性质，从而降低牛乳的致敏性53。为了避免CMA发生，CMA婴幼儿的主要食物是深度水解乳粉或氨基酸配方乳粉。然而，这些策略并不能直接治愈CMA，目前最有效的方法依旧是饮食回避法54。但在日常生活中，长期的饮食回避可能会造成营养素缺失的问题。近年来研究人员通过大量实验发现，通过肠道微生物组成变化可直接影响机体免疫反应，有缓解或消除CMA的可能性。一方面，肠道微生物群可通过Toll样受体信号通路抑制Th2型细胞因子分泌，维持Th1/Th2反应平衡，实现对机体免疫反应的调控，缓解CMA的症状；另一方面，肠道微生物群可通过与DC、先天免疫细胞和巨噬细胞相互作用，通过IL-22的产生间接增强肠道屏障功能，阻止机体对过敏原的摄取，减少CMA发生。此外，肠道微生物群及其代谢物也可通过肠道黏膜免疫系统中的多种细胞相互作用调控免疫反应，促进机体对牛乳及制品的口服耐受性。对此，一些基于肠道微生物-宿主免疫系统互作的潜在策略，如益生菌和益生元、粪便微生物群移植等方法被开发出来，用于辅助预防和治疗CMA婴儿9,55。4.1 益生菌益生菌是一种活性微生物群，一定数量的益生菌可以对人类健康产生积极影响，其作用途径一般包括增强肠道黏膜屏障功能，产生具有抗菌作用的代谢物，竞争性抑制致病菌生长，调节对非过敏反应的免疫反应，以及过敏原蛋白的降解55-56。最常见的益生菌主要是乳杆菌和双歧杆菌两大类。有大量的菌株在动物模型和临床试验中被发现具有抗过敏的潜力，例如，长双歧杆菌、短双歧杆菌和植物乳杆菌等57。通常在研究中发现益生菌可以将向Th2反应倾斜的Th1/Th2反应纠正到Th1/Th2平衡，则被认为该菌株是有效的。益生菌对CMA的防治主要集中在促进过敏者的口服耐受、维持Th1/Th2细胞平衡、改善肠道屏障功能及维持肠道微生物群平衡。目前，对CMA婴儿的粪便宏基因组学分析显示，其中总细菌和厌氧菌的数量很高58，但可以缓解儿童CMA症状的梭状芽孢杆菌和厚壁菌门数量较少52，因此，有针对性地补充适量益生菌可以有效减缓过敏反应。据报道，在婴幼儿深度水解配方乳粉中添加鼠李糖乳杆菌GG（Lactobacillus rhamnosus GG，LGG），可以有效减缓过敏症状，如特应性皮炎的严重程度、便血情况、粪钙卫蛋白水平及肠道炎症标志物水平，并促进由IgE介导的CMA患者产生口服耐受性59-64。另外，短链脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFAs）是肠道微生物的主要代谢产物之一，也是调节黏膜和系统免疫稳态的关键介质。补充LGG可提高毛螺菌科和瘤胃菌科等参与SCFAs代谢的菌株丰度，表明益生菌可以通过增加肠道微生物群的多样性，提高SCFAs代谢菌的丰度，调节参与过敏途径的基因表达，促进患者对牛乳的免疫耐受65。除单一菌株外，混合菌株也会对CMA产生一定积极作用。Cukrowska等66将鼠李糖乳杆菌OCK0900、鼠李糖乳杆菌OCK0908和干酪乳杆菌OCK0918制成混合制剂并以一定剂量治疗患有CMA的儿童，结果发现，这种专题论述 Journal of Dairy Science and Technology 2023,Vol.46 No.2 54 益生菌混合制剂可以通过激活紧密连接组分（连蛋白、闭合蛋白），发挥肠道上皮细胞之间的连接作用，影响肠道上皮屏障的形成和成熟；此外，混合菌株的定植可以激活肠道中分泌型IgA的产生，从而增强肠道屏障，增强对过敏原黏附作用的抑制。给怀孕或哺乳期的妇女补充益生菌可以调节母乳中的微生物群、抗炎因子及免疫调节分子，对新生儿的胃肠道健康有益，并可以在一定程度上预防过敏的发生67-68。新生儿通过母乳摄取的转化生长因子（transforming growth factor，TGF）-不仅可以抑制肠上皮细胞和T细胞的炎症反应，还可以诱导Treg细胞对食物过敏原和体内肠道微生物的免疫耐受，产生正向调节作用68。同时，它可以促进分泌型IgA的生成，改善肠道屏障功能。此外，益生菌的另一种作用形式是发酵。Anggraini等69在相同条件下利用乳酸菌分别发酵奶牛乳、水牛乳和山羊乳，发现其致敏性的降低程度有明显差异，这表明不同类型乳的过敏原结构和表位不同。有研究70表明：利用益生菌发酵可以降解大分子的过敏原蛋白，破坏其抗原表位，以达到降低食物过敏原免疫原性的目的；-乳白蛋白和-乳球蛋白在经过干酪乳杆菌LcY发酵后，免疫原性有所降低，且其致敏性在模拟消化后发生了更大程度的降低。MengLingying等71在筛选具有抗过敏效用的菌株时发现，植物乳杆菌AHQ-14和保加利亚乳杆菌BD0390在发酵时所产生的微生物蛋白酶可以破坏-乳球蛋白的抗原表位，从而有效降低其发酵乳制品中-乳球蛋白的致敏性。除了这2 种过敏原外，在粪肠球菌VB63F发酵UHT脱脂乳的过程中，菌株产蛋白酶可以有效水解过敏原Bos d 9-11，降低其致敏能力72。此外，研究73-74表明，利用瑞士乳杆菌和嗜热链球菌联合发酵可以有效降低-乳白蛋白和-乳球蛋白抗原性，并且联合菌株间具有协同作用。在Wroblewska等70进行的Bos d 4/5免疫小鼠实验中，发现多种益生菌混合发酵的乳清可以降低小鼠体内的过敏标志物（IL-4、IgE和特异性IgG1）水平，使主要调节细胞因子（IL-10和TGF-）增加，并推动Th1/Th2平衡向Th1反应倾斜，这进一步阐明了益生菌如何通过发酵有效降低牛乳过敏原的致敏性并调节免疫反应。综上所述，大量动物实验和临床实验结果证实单一益生菌、混合益生菌或某些益生菌成分对CMA具有一定的预防和治疗作用，初步证明了益生菌在调节CMA方面的潜力（表1）。但其中一些实验结果不具有一致性且不稳定，仍存在争议。近年来，关于益生菌的研究重点大多集中在微生物本身，而不是宿主-微生物间的互作，关于治疗CMA的益生菌数据都是基于观察性研究，临床试验较少，因此关于益生菌治疗CMA的作用机制尚不明晰，仍需要进一步研究。此外，益生菌的使用过程中可能会产生的不良影响也是需要关注的问题，如肠道微生物群中耐药性基因的传播、益生菌菌株中的致病因子、表 1 益生菌对CMA的作用机制Table 1 Mechanism of action of probiotics in the treatment of CMA菌株过敏原受试者剂量、治疗期效果参考文献LGG牛乳30 名婴儿1106 CFU/g，1 个月改善胃肠道症状（便血和粪钙卫蛋白含量）59LGG牛乳80 名婴儿1.4107 CFU/100mL，12 个月加速患者获得对牛乳蛋白的耐受性60LGG牛乳260 名婴儿未规定剂量，12 个月诱导患者获得对牛乳蛋白的耐受性60LGG牛乳220 名儿童未规定剂量，36 个月调节肠道微生物群和表观遗传机制，减少IgE介导的CMA儿童 过敏症状出现，并加速口服耐受性的发展61LGG牛乳19 名婴儿4.51078.5107 CFU/g，6 个月通过增加可产生丁酸盐的菌株丰度，影响婴儿肠道菌株水平的 细菌群落结构，促进CMA婴儿的耐受性62干酪乳杆菌CRL431乳双歧杆菌Bb-12牛乳119 名婴儿未规定剂量，6 个月使受试婴儿对配方乳粉临床耐受性良好，并显著改善特应性皮炎（scoring atopic dermatitis，SCORAD）指数评分和标准化生长指数63LGG（ATCC53103）牛乳31 名婴儿5108 CFU/g，每日2 次，1 个月可改善SCORAD指数，并减少肠道炎症标志物64鼠李糖乳杆菌OCK 0900鼠李糖乳杆菌OCK 0908干酪乳杆菌OCK 0918牛乳151 名儿童1109 CFU/d，3 个月OCK混合菌株可以影响肠道上皮屏障的形成和成熟，主要通过激活紧密连接组分（连蛋白、闭合蛋白）、发挥作用的肠道上皮细胞之间的连接；此外，这些菌株的定植可以激活肠道中分泌性IgA的产生，从而增强肠道屏障，增强对包括过敏原在内的有毒有害物质黏附的抑制66瑞士乳杆菌嗜热链球菌-乳白蛋白-乳球蛋白在发酵过程中，由于蛋白水解酶的水解作用，可以破坏蛋白的某些表位，以达到降低其抗原性的目的，此外适当的联合菌株之间会有协同作用74干酪乳杆菌LcY脱脂乳发酵可以显著降低牛乳过敏原Bos d 4和Bos d 5的免疫原性和致敏性，模拟消化后，发酵乳的致敏性进一步降低70植物乳杆菌AHQ-14和保加利亚乳杆菌BD0390脱脂乳体积分数2%植物乳杆菌AHQ-14和保加利亚乳杆菌BD0390在酸乳中的抗原降低率均大于80%，可以有效降低-乳球蛋白的抗原性71粪肠球菌VB63FUHT脱脂牛乳粪肠球菌VB63F在发酵过程中所产的蛋白酶可以有效降解过敏原Bos d 9、10、11，降低其致敏性72嗜热链球菌2 K保加利亚乳杆菌BK植物乳杆菌W42乳双歧杆菌Bi30乳清粉Bos d 4/5免疫小鼠益生菌发酵乳清产物可促进Th1/Th2平衡向Th1反应方向倾斜，增强IL-10和TGF-这类调节细胞因子的分泌，降低Bos d 4/5免疫小鼠体内的过敏标志物（IL-4、IgE和特异性IgG1）水平70注：.文献中未注明剂量及实验周期。55 2023,Vol.46 No.2 乳业科学与技术 专题论述向组织和血液转移、炎症反应和感染等。因此，未来仍需要进一步研究肠道微生物在CMA乃至食物过敏中的作用和机制，选择更有效的菌株进行治疗和预防，促进基于肠道微生态的CMA调节新方法的建立。4.2 益生元益生元类碳水化合物是细菌生长的主要底物，能够有选择性地刺激肠道微生物群中有益物种的生长和/或活性。益生元在母乳中含量十分丰富，包括低聚半乳糖（galactooligosaccharides，GOS）、低聚果糖（fructo oligosaccharide，FOS）、2-岩藻糖基乳糖和乳糖-N-新四糖等。它们通常能够完好无损地到达肠道，通过与宿主上皮屏障相互作用对宿主有直接影响，通过代谢物有间接作用75。它们还可作为胃肠道中常驻能够促进微生物选择性发酵的能量和营养来源，可以抵御病原体，改善肠道屏障功能，并协助调节免疫途径76。除了积极的免疫调节作用外，益生元也展示出了对CMA的预防作用，并促进机体重塑免疫耐受的环境77。补充益生元已被认为是治疗过敏性疾病的有效干预策略78。目前，我国市面上多为添加FOS/GOS的婴幼儿配方乳粉，国外也只有少数的母乳低聚糖可以被合成并依法添加到婴儿配方乳粉中，显示出对防治CMA有益。虽然益生元的使用对改善过敏反应有积极的影响，但现有的证据还不够充分。因此，在推荐更多的母乳低聚糖和其他益生元作为预防配方喂养食品中过敏的常规补充剂之前，有必要采用随机、双盲和安慰剂对照设计进行更深层次和更严格的临床研究。此外，有研究79发现，使用益生元低聚果糖和短双歧杆菌M-16V补充的氨基酸配方乳粉可以有效改善非IgE介导的CMA婴儿肠道微生物群的组成及其代谢活性，其中，双歧杆菌的含量相对增加，毛螺菌科的多样性有所降低，这说明安全且具有协同效应的合生元组合可以丰富肠道微生物群中对治疗CMA有益的特定类群，为CMA婴儿提供长期的益处。4.3 其余靶向防治手段如前所述，肠道微生物群与过敏反应的发生密切相关80。随着科学水平的发展，越来越多用于研究微生物的技术被用于靶向防治CMA。粪便微生物移植（fecal microbiota transplantation，FMT）是一种将正常的肠道微生物群从健康人群转移给患者，重建肠道微生物群生态系统的菌群移植技术，目前已被应用于治疗多种肠道疾病，包括炎症性肠病（inflammatory bowel disease，IBD）和艰难梭菌感染（Clostridium difficile infection，CDI）81-82。使用FMT策略的CDI引起的IBD的生存率可达到90%83。最近的一项研究将产妇的粪便菌群移植到剖腹产的新生儿，结果发现，被移植的新生儿肠道微生物群恢复到与自然分娩的新生儿相似的正常状态，说明FMT可以有效调节婴儿的肠道微生物群至平衡态84。另外，有动物实验表明，FMT可以改善CMA症状85。因此FMT可以作为一种治疗CMA的潜在策略。然而，由于婴儿的肠道微生物群尚不成熟，所以应用于CMA治疗的FMT仍需进一步探究其安全性和稳定性，疗效也有待综合评价86。此外，不同的饮食结构在CMA的发展中起着至关重要的作用。早期的饮食干预已被证明是预防食物过敏的有效策略。在生命早期引入固体食物可能会减少食物过敏的发生率76。但由饮食引起的肠道微生物群的变化是短期的，长期饮食干预所产生的效果仍不清楚。因此，可在考虑微生物群的个体差异和机体对饮食的个性化反应的前提下，设计含有有助于提高有益菌丰度的功能性健康食品来调节肠道微生物群组成，以维持肠道微生态平衡，防止过敏反应的发生。未来这类健康食品的设计对于个性化营养补充策略至关重要87。另外，在了解CMA婴儿的特征微生物类群和饮食-微生物群相互作用机制后，也可以通过检测特征微生物作为诊断CMA的潜在生物标志物，并通过设计个性化饮食辅助治疗CMA88。随着合成生物学和计算方法的发展，通过整合多组学数据和临床特征，定向干预CMA婴儿的微生物群也成为CMA的潜在治疗策略89-91。5 结 语如今，由于基因组-环境相互作用和现代生活方式的改变，CMA已成为一大食品安全问题，获得广泛的关注。应用益生菌纠正肠道菌群失衡，调节食物过敏已成为一个研究热点，将益生菌与其他饮食干预措施相结合已被证明对预防和治疗过敏性疾病有显著作用。但肠道微生物群调节食物过敏的机制和益生菌的疗效尚处于初步探索阶段，暂且尚无明确、具体的结论。此外，CMA的诊断和治疗需要深入了解CMA婴儿的肠道微生物群，并确定其发展过程中的关键类群，以此作为靶点深入研究。因此，目前的研究重点应从描述CMA肠道菌群的变化转移到宿主-微生物群互作，揭示CMA机制中特征微生物群的类群和功能。此外，补充益生菌、益生元以及微生物靶向治疗是未来治疗CMA的趋势。如果能将具有降敏效果的益生菌、益生元及副产品等与婴幼儿食品相结合，并基于肠道微生物群与CMA的关系，可能很快制定出基于微生物的CMA防治策略，从而为低致敏性婴幼儿配方乳粉实现工业化生产提供方向，也可以改善CMA婴儿的健康和生活质量。参考文献：1YANGHui,QUYezhi,GAOYaran,etal.Researchprogressonthecorrelation between the intestinal microbiota and food allergyJ.Foods,2022,11(18):2913.DOI:10.3390/foods11182913.专题论述 Journal of Dairy Science and Technology 2023,Vol.46 No.2 56 2 SKRIPAK J M,MATSUI E C,MUDD K,et al.The natural history of IgE-mediated cows milk allergyJ.Journal of Allergy and Clinical Immunology,2007,120:1172-1177.DOI:10.1016/j.jaci.2007.08.023.3MCBRIDED,KEILT,GRABENHENRICHLB,etal.TheEuroPrevall birth cohort study on food allergy:baseline characteristics of 12 000 newborns and their families from nine European countriesJ.Pediatric Allergy and Immunology,2012,23:230-239.DOI:10.1111/j.1399-3038.2011.01254.x.4ELIZURA,KATZY.Timingofallergenexposureandthedevelopment of food allergy:treating before the horse is out of the barnJ.Current Opinion in Allergy and Clinical Immunology,2016,16:157-164.DOI:10.1097/ACI.0000000000000243.5GUPTAR,HOLDFORDD,BILAVERL,etal.Theeconomicimpactof childhood food allergy in the United StatesJ.JAMA Pediatrics,2013,167:1026-1031.DOI:10.1001/jamapediatrics.2013.2376.6MEHAUDYR,JUREGUIMB,VINDEROLAG,etal.Cowsmilk protein allergy:new k