益生菌预防和治疗儿童过敏性疾病的现状

严永东 王婷 滑洁

苏州大学附属儿童医院呼吸科（江苏苏州 215003）

过敏性疾病已是全球严重的公共卫生问题，有30%～40%的人口受此困扰，且有逐年上升的趋势，故世界卫生组织将其列为21 世纪需要重点研究和防治的三大疾病之一。经典的“卫生假说”认为，随着生活和卫生水平的提高，婴儿期暴露于微生物的机会减少，进而对树突状细胞和自然杀伤细胞的刺激减少，导致Th 1 细胞因子产生减少，转向Th 2 占优势，致使过敏性疾病增加[1]。近年研究表明，肠道微生物群的失调与过敏性疾病发生风险的增加有关[2]。益生菌可以通过纠正微生态失衡、维持黏膜屏障、调节免疫功能等机制在儿童过敏性疾病防治方面发挥一定的作用。但目前关于益生菌防治过敏性疾病的疗效报道不尽相同，其作用机制、品种选择、介入时机、使用疗程尚未达成共识。

1 肠道微生态失衡与过敏性疾病

肠道微生物群是一个由数百到数千种生活在人体内的微生物组成的庞大而复杂的微生态系统，而70%免疫细胞和黏膜淋巴组织聚集于肠道，肠道又是机体最大的免疫调节器官。肠道微生物群不断参与宿主体内分子和细胞的信息交流，影响儿童早期免疫系统的发育、功能以及随后过敏性疾病的发生、发展[3]。研究表明，患有过敏性疾病的婴儿和没有过敏性疾病的婴儿肠道菌群组成不同[4]。在以后发展为过敏性疾病的患儿早期肠道菌群中的双歧杆菌、类杆菌和乳杆菌数量减少，而大肠杆菌、难辨梭状芽孢杆菌等数量增多[5]。但研究又发现，过敏性鼻炎与荨麻疹、湿疹等皮肤过敏性疾病患者的肠道菌群差异显著，提示不同疾病菌群间具有较高的异质性[6]。肠道微生物群不仅可以在肠道内驱动免疫调节，而且可以在肠道以外的远端器官及黏膜等部位发挥免疫调节作用[7]。目前认为，肠道微生物群失调及功能紊乱可通过肠-肺轴、肠-皮轴、肠-脑轴等途径影响过敏性疾病的发生、发展。

1.1 肠-肺轴

肠-肺轴是指肠和肺的黏膜免疫功能及其微生物群之间密切的相互交流，特别是肠道微生物群参与调节呼吸道感染的免疫反应和慢性呼吸道疾病(如哮喘)的发病[8]。其机制尚不完全明确，但其中有一个理论强调了肠道微生物发酵产生的短链脂肪酸的重要性，如醋酸盐或丁酸盐，它们具有抗炎和免疫调节特性。研究发现，饮食中的膳食纤维通过减少厚壁菌门、增加拟杆菌门，促进短链脂肪酸的产生[9]。短链脂肪酸具有全身性影响，包括增加外周血Th1和Th17亚群比例、调节细胞因子表达、刺激骨髓祖细胞(树突状细胞和巨噬细胞)、抑制Th2免疫反应、促进嗜酸性粒细胞凋亡等，从而抑制过敏性疾病。

1.2 肠-皮轴

越来越多的证据表明，肠道和皮肤之间也存在密切的双向联系。肠道黏膜和皮肤都是人体重要的生理屏障，有高度的神经支配和血管化，都具有重要的免疫和内分泌作用等特征。联系这两者之间的桥梁即“肠-皮轴”[10]。肠道微生态失衡导致肠道黏膜屏障功能受损，一些物质穿过肠壁进入血液循环，刺激免疫系统产生局部和全身性炎症反应，可导致特应性皮炎等发生。此外，肠道微生物发酵产生的短链脂肪酸也被认为是影响皮肤微生态稳态的关键因素[9]。一些队列研究发现，特应性皮炎患儿体内双歧杆菌和拟杆菌减少，青春期双歧杆菌和肠杆菌等水平较高，肠道微生态失衡使微生物群的抗炎活性减弱，从而导致过敏症状出现[11]。

1.3 肠-脑轴

肠道微生物群和大脑通过代谢产物、神经内分泌和免疫途径进行双向交流和沟通，共同维持机体胃肠道、中枢神经和微生物系统的内环境平衡，称为肠道微生态-肠-脑轴[12]。一方面,肠道菌群能产生多巴胺、去甲肾上腺素、5-羟色胺、γ-氨基丁酸等激素样神经递质参与调节下丘脑-垂体-肾上腺轴（HPA）；另一方面，慢性应激下产生的高皮质醇环境降低了HPA轴的负反馈调节，通过激活交感神经系统，减缓消化过程、改变胃肠血流动力，促使黏膜氧化应激以及影响免疫细胞活性及细胞因子分泌等降低肠道屏障功能，直接或间接影响肠道微生态。此外，肠道微生物发酵产生的丁酸和丙酸等短链脂肪酸是神经元的主要能量来源，从共生肠道菌群中提取的肽聚糖可通过激活固有免疫系统特异性模式识别受体介导肠道菌群与大脑之间的信息传导。

2 益生菌防治过敏性疾病的可能机制

根据国际粮农组织和世界卫生组织的定义，益生菌是一种活的微生物，当给予足够数量（至少106CFU/g）时，会给宿主带来益处[13]。关于益生菌防治过敏性疾病的机制目前尚不完全清楚，根据动物实验及临床试验的研究结果，大致可以归纳为以下几个方面[14-15]。①修复肠道微生态失衡，拮抗致病菌，调节肠上皮细胞间的紧密连接，增强肠道黏膜物理和免疫屏障功能；②调节Th1/Th2平衡，减少IL-13、IL-4、IL-5、IgG1、IgG2a等引起过敏反应介质的表达，增加IL-10、IFN-γ、TGF-β 等抑制过敏反应介质的表达，抑制抗原特异性IgE产生；③促进Treg细胞发育，抑制Thl7细胞增殖，诱导和增强免疫耐受；④改变过敏原受体（TLR）的敏感性,缓解过敏症状；⑤在基因水平改变Toll样受体mRNA的表达量，增强免疫耐受性。

3 益生菌在儿童过敏性疾病中的应用

过敏性疾病的治疗方法主要包括环境控制、药物治疗、免疫治疗、健康教育四个方面。其中，特异性免疫治疗（specific immunotherapy，SIT）被认为是唯一针对病因治疗过敏性疾病的最佳手段，但目前仅有针对尘螨的商品化试剂。药物治疗控制症状是最主要治疗方式，但不能改变过敏性疾病的进程，也不能从根本上达到治愈的效果。众多临床研究显示益生菌对儿童过敏进程中相关疾病可能有一定的干预作用。

3.1 益生菌在食物过敏中的应用

食物过敏包括IgE介导的速发性反应、非IgE介导的延迟性反应以及混合因素介导，其中以由IgE介导为主。牛奶和鸡蛋过敏最常见，其次是小麦、大豆、坚果和海鲜等，食物过敏会出现消化道、皮肤黏膜、呼吸道的相关症状，严重者发生过敏性休克甚至死亡。

多项研究探讨了益生菌预防食物过敏的作用，结果存在争议。有研究发现，从母亲怀孕36周至婴儿出生后6个月内日常补充乳酸杆菌和双歧杆菌能减少牛奶和鸡蛋白皮肤点刺试验敏感性，但不减少牛奶过敏（CMA）的发生率[16]。提示益生菌可能调节对食物的致敏，但不一定转化为预防食物过敏。另一项meta分析表明，孕期和婴儿出生后服用益生菌能有效降低食物过敏的风险，尤其是在过敏高危家庭[17]。当孕期和婴儿出生后连续服用益生菌或干预时间较长时，预防效果更好。欧洲过敏与临床免疫学会（EAACI）工作组在《预防婴幼儿食物过敏指南(2020 年更新)》中没有明确赞成或反对在孕期、哺乳期或婴儿期补充益生元、益生菌或合生元来预防食物过敏[18]，需要进一步研究。

使用益生菌辅助治疗食物过敏、诱导免疫耐受及减轻食物过敏相关的临床病症有一定疗效。Berni Canani等[19]评估CMA儿童使用深度水解酪蛋白配方奶粉(EHCF)加和不加鼠李糖乳杆菌(LGG)的疗效，结果发现，3年治疗期间接受EHCF加LGG组合的婴儿牛奶耐受性的发生率更高，包括哮喘、荨麻疹、湿疹和鼻结膜炎在内的过敏性疾病的发生率降低。在一项LGG联合花生口服免疫疗法治疗花生过敏患者18个月的临床试验中，治疗组89.7%获得脱敏，明显高于对照组的7.1%。停止治疗4 年后，治疗组67%保持无反应状态，高于对照组的4%。治疗组花生皮肤点刺试验反应明显小于对照组，花生sIgG4/sIgE比值明显高于对照组[20]。Santos等[21]比较不同益生菌疗效发现，LGG 干预效果最显著，其次是短双歧杆菌和乳酸双歧杆菌。

3.2 益生菌在特应性皮炎中的应用

特应性皮炎是皮肤微生物群异常、免疫反应过度和上皮屏障功能缺陷等因素导致的以复发、皮肤干燥、红斑和瘙痒为特征的慢性炎症性皮肤疾病。约1/2的儿童可能会发展为过敏性哮喘，2/3儿童在未来有变应性鼻炎的风险[22]。

多项系统回顾与meta分析表明，母亲孕期、哺乳期和婴儿出生后持续使用益生菌特别是母亲孕期摄取益生菌可以降低5 岁尤其2 岁以内高危儿童特应性皮炎的发病率，而只在出生后使用益生菌没有这种作用[22-25]。使用混合益生菌、疗程＞6个月能显著降低特应性皮炎的发病率。单独补充LGG和副乳杆菌比单独补充雷氏乳杆菌和嗜酸乳杆菌更有效。Jiang等[26]研究显示，益生菌单菌和混合菌辅助治疗特应性皮炎，均有显著改善症状的效果，疗程＞8周治疗效果比＜8周好。对年龄较大的患者进行1年的随访未发现显著效果，故年龄是影响疗效的因素。

3.3 益生菌在哮喘中的应用

哮喘是多种细胞及细胞组分共同参与的气道慢性炎症性疾病，这种慢性炎症导致气道高反应性和可逆性气流受限，临床表现为反复发作的喘息、气促、胸闷或咳嗽等症状，50%～80%哮喘患儿伴有变应性鼻炎。

多项系统回顾和meta分析显示，在母亲孕期或婴儿生命早期口服益生菌对儿童喘息和哮喘的发展没有保护作用[27-28]。但也有系统综述和meta分析发现，在母孕期或婴儿生命早期补充益生菌可降低特应性体质婴儿的喘息发生率[29]。

益生菌辅助治疗哮喘、喘息的meta 分析显示，出生后使用LGG能降低哮喘发病率[30]。Huang等[31]研究发现，副干酪乳杆菌、发酵乳杆菌以及混合菌治疗3 个月能降低儿童哮喘严重程度，改善哮喘控制测试(C-ACT)评分，混合菌治疗组峰值呼气流速(PEFR)明显升高，IgE水平降低。益生菌儿科哮喘管理(PROPAM)研究表明，唾液乳杆菌和短双歧杆菌使用8周是安全的，相比于对照组，可显著降低哮喘加重频率三分之一以上,提示益生菌可作为哮喘的辅助治疗[32]。

3.4 益生菌在变应性鼻炎中的应用

变应性鼻炎是由IgE 介导的鼻黏膜非感染性慢性炎症，其特征是鼻塞、鼻痒、流涕、打喷嚏。30%～40%变应性鼻炎患儿伴发哮喘。

一项40 614名儿童参与的母亲孕期和婴儿期摄入益生菌乳制品与特应性湿疹、鼻结膜炎和哮喘关系的队列研究显示，儿童在18～36个月间的鼻结膜炎发病率较对照组降低[33]。但又由文献综述表明，没有足够证据表明益生菌对预防变应性鼻炎有效，一些围产期开始服用益生菌的患儿在5～10岁时变应性鼻炎的患病率甚至可能增加[34]。这可能与环境、菌株选择和剂量、给药时机和遗传背景等多重混杂因素有关。

益生菌在变应性鼻炎的辅助治疗中发挥一定的作用。Anania 等[35]研究发现，在过敏季节来临前3 个月，变应性鼻炎患儿分别接受常规治疗(鼻用皮质激素和/或口服抗组胺药物)和益生菌干预（常规治疗+口服益生菌），结果发现，常规治疗+乳酸BB 12 和屎肠球菌L 3 可显著减少变应性鼻炎的体征和症状，且能减少常规药物治疗的用量。Chen等[36]的meta分析显示，左西替利嗪+益生菌（乳酸菌或双歧杆菌）治疗组儿童鼻结膜炎生活质量问卷(PRQLQs)、鼻症状总评分(TNSS)、鼻或眼症状总评分(NSS或ESS)较左西替利嗪+安慰剂组显著降低，但对血清IgE和嗜酸性粒细胞无显著影响。Nabil等[37]探讨了舌下免疫治疗（sublingual immunotherapy，SLIT）联合益生菌对变应性鼻炎患儿的疗效，两组变应性鼻炎患儿总鼻症状评分(TNSS)均显著降低，联合治疗组（SLIT 6 个月+嗜酸乳杆菌2 个月）在TNSS改善百分比、减少抗过敏药物使用方面明显优于单药组（SLIT 6个月）。SLIT联合益生菌对变应性鼻炎患儿可能有益。

4 益生菌防治效果的影响因素

4.1 干预时机与疗程

益生菌干预过敏性疾病开始的时间和持续时间是影响其效果的主要因素。一项关于益生菌对过敏症状预防的系统综述和meta分析显示，母亲孕期和婴儿出生后持续使用益生菌明显降低发生过敏的风险，而仅在孕期或出生以后使用效果不明显[17]。一项关于孕期和/或出生后补充益生菌预防婴幼儿特应性皮炎的研究表明，出生后服用益生菌不超过6个月的婴幼儿特应性皮炎发病率显著降低，而服用益生菌超过12个月并不能有效预防特应性皮炎的发生[23]。目前尚无益生菌防治各种过敏性疾病使用疗程的具体规定。

4.2 菌株选择和剂量

不同种类的益生菌和同种类不同菌株之间具有显著的异质性，对不同疾病的作用差异也较大。研究发现具有抗过敏作用的益生菌主要来源于乳杆菌和双歧杆菌属，包括嗜酸乳杆菌、LGG、罗伊乳杆菌、干酪乳杆菌、副干酪乳杆菌、植物乳杆菌、双歧杆菌、短双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、乳酸双歧杆菌和长双歧杆菌等[38]，但目前针对不同疾病的特异菌株尚不明确。单一菌种益生菌和混合益生菌都能起到一定的作用，大多数情况下，多菌株混合不比单菌株更有效。关键是基于菌株功效，而不是菌种数量来选择一种合适的益生菌[39]。一般认为，益生菌的剂量必须达1亿～100亿微生物才有效[15]，且呈现一定的剂量依赖性，但具体所需剂量尚未形成共识。

4.3 宿主因素

宿主因素不同，益生菌治疗的效果不同。如出生方式（自然分娩或剖宫产）、饮食结构（母乳喂养或去蛋白配方、高脂肪和低纤维饮食）、环境暴露、抗生素使用、遗传背景、肠道菌群紊乱的程度和方式等，这些个体差异会影响益生菌对不同患者的临床效果[40]。多数研究发现，孕期和出生后给予益生菌可预防湿疹至出生后2年内，少数延至5～7年[41]。剖宫产儿童更加受益于益生菌的补充，可降低IgE相关过敏性疾病的患病率，甚至在10 岁时，湿疹的减少效果仍然明显。可能系剖宫产儿出生时缺少母亲阴道微生物的作用。

4.4 给药途径

纵观以上益生菌对不同过敏性疾病的疗效，口服益生菌防治特应性皮炎效果最佳，优于呼吸道过敏性疾病哮喘和变应性鼻炎。考虑它们可能分属于不同的系统和器官，是否可以使用不同给药方法来提高疗效？Jamalkandi等[42]总结和评估既往研究发现益生菌经口腔和鼻腔途径治疗过敏性疾病、哮喘可能都有益，鼻内给药比口服途径更有效。由此推测，鼻腔途径给药可能提高益生菌对呼吸系统过敏性疾病的疗效，但需要更多的临床研究进行验证。

5 益生菌的安全性

益生菌的使用不应对宿主的健康产生危害，菌株的潜在致病性以及是否携带和传递耐药性是其安全性评价的重点。在全球范围内尚未见到益生菌引起严重不良反应的报道[43]。临床上常用的乳酸杆菌属和双歧杆菌属分离自健康人体肠道，具有长期安全使用历史。大多数菌株被认为是无致病性的共生微生物，个别与益生菌相关的菌血症、肺炎、心内膜炎和脑膜炎病例均为免疫功能受损者[44]，故对于危重患儿及免疫功能严重低下的患儿须谨慎使用。

6 小结

肠道微生态失衡与儿童过敏性疾病的发生、发展和转归有关，补充益生菌提供了一种可能的干预措施。由于不同研究在益生菌菌株、治疗人群、给药时间、剂量和疗程、随访时间、评估指标、喂养方式等方面的差异导致了meta 分析和RCT 结果的异质性较大甚至相互矛盾，难以在最佳目标人群、益生菌选择、介入时间、剂量和疗程、疗效等方面达成共识。世界过敏组织(WAO)支持在有过敏性疾病家族史的婴儿、孕妇/哺乳期妇女中补充益生菌，预防高危婴儿的湿疹,不支持常规使用益生菌预防其他任何形式的过敏性疾病[45]。故尚需进行更高质量的、标准化设计的、多中心、大样本、随机对照试验来评估益生菌的实际疗效和长期影响，从而为益生菌预防和治疗过敏性疾病提供更好的证据。