过敏性疾病包括过敏性哮喘、特应性皮炎、过敏性鼻炎和食物过敏等，其发病率逐年升高。近年来越来越多的研究证实了肠道微生态与过敏性疾病的关系，肠道菌群对免疫系统的影响是其重要机制之一。现以机体免疫状态与肠道微生态的关系为基础，回顾与探讨生命早期肠道菌群改变在过敏性疾病发生发展中的重要作用及机制，以及益生菌在过敏性疾病中应用的研究进展，以期深刻理解肠道微生态与儿童过敏的关系，为防治过敏性疾病提供新思路。
版权归中华医学会所有。
未经授权，不得转载、摘编本刊文章，不得使用本刊的版式设计。
除非特别声明，本刊刊出的所有文章不代表中华医学会和本刊编委会的观点。
过敏性疾病(allergic disease)又称变态反应性疾病，包括特应性皮炎、过敏性鼻炎、过敏性哮喘、食物过敏、过敏性结膜炎、荨麻疹等。过敏性疾病的发病机制十分复杂，尚未完全阐明。微生态学是研究正常微生物群、环境与其宿主相互关系的一门新兴的生命科学。国内外大量研究认为机体微生态，尤其是肠道微生态，可通过"肠-肺轴"促进宿主免疫系统的成熟和免疫耐受的形成，对免疫系统进行调控。各种因素(分娩方式、喂养方式、抗生素使用、环境暴露等)导致的早期肠道微生态失调可能破坏辅助性T淋巴细胞(Th)1/Th2细胞之间的平衡调节机制，进而对免疫耐受的发展产生负面影响，最终可能激活过敏进程、增加过敏风险，提示儿童肠道菌群多样性和数量的减少与过敏性疾病的发生发展密切相关[1]。
"卫生学说"(hygiene hypothesis)认为，婴幼儿期接触一定的细菌、寄生虫、病毒等感染有利于抑制过敏性疾病的发生与发展。婴幼儿期肠道微生物的定植会影响儿童时期的免疫状态，紊乱的菌群会改变多种免疫细胞因子，从而诱发和加重过敏性疾病，尤其是在出生～100 d，这一特殊时期是微生物与机体相互作用的关键时期[2]。研究发现过敏性疾病患儿肠道菌群的多样性明显低于健康儿童，其菌群的组成和数量均有显著性差别。过敏性疾病患儿肠道菌群以厚壁菌门为主，类杆菌、梭状菌和肠杆菌计数较高，一些厌氧细菌数量增加，同时双歧杆菌和乳酸菌的数量下降，这些变化与机体的过敏状态和过敏性疾病的发生密切相关[3,4]。有学者认为某些药物的治疗效应也可能是通过改变微生物菌群来发挥作用的。
大量临床研究证实了生命早期肠道菌群改变在过敏性哮喘、特应性皮炎及食物过敏等过敏性疾病发生发展中的重要作用。有研究发现1月龄婴儿气道内的微生物多样性及特定菌群(如韦氏菌、普雷维菌等)的丰度与6岁时的哮喘相关，此类细菌的高丰度会降低肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素(IL)-1β，增加趋化因子2(CCL2)、CCL17，从而影响呼吸道黏膜的免疫状态[5]。相关的系统综述和荟萃分析结果显示，出生后的益生菌暴露能维持肠道内菌群的稳态，对哮喘有预防作用[6]。
生命早期肠道菌群多样性的减少也与变应性皮炎相关。相关证据表明1岁时拟杆菌多样性缺失或艰难梭菌的定植，会增加2岁时发生特应性皮炎的风险，特应性皮炎个体缺少产生黏蛋白的细菌，而这种细菌为肠道的共生菌提供食物，如果缺乏，则会引起致病菌过度生长[7]。近年发现湿疹患儿还存在皮肤菌群紊乱，主要为菌群多样性和数量的减少。
生命早期肠道菌群的紊乱与食物过敏相关。研究发现3周龄时，梭状芽孢杆菌的增加与出生第1年的食物过敏发病有关[8]。在1～2月龄时，双歧杆菌和乳酸菌种类减少会增加5岁时发生食物过敏的风险[9]。
菌群对儿童过敏性疾病发挥重要影响不仅表现在出生后早期阶段，越来越多的证据表明孕母体内的菌群对于决定儿童是否发生过敏性疾病至关重要。从这一角度讲，哮喘等过敏性疾病的防治措施不仅要从成人期提前到儿童期，尤其是出生早期，还要再进一步提前到出生前。因此，过敏性疾病的早期预防任重而道远。
肠道菌群在出生后免疫系统发育成熟过程，特别是免疫耐受中起至关重要的作用。研究发现无菌小鼠不能诱导Th2介导的免疫耐受，而重建肠道菌群后则能形成口服免疫耐受。肠道菌群对免疫发育的作用是通过树突状细胞(DCs)实现的，其作用由Toll样受体2(TLR2)介导。此外，调节性T淋巴细胞(Treg)在免疫耐受中发挥关键的调节作用。肠道菌群及其代谢产物可诱导Treg细胞，参与黏膜免疫耐受的形成。肠道菌群还可通过刺激分泌型免疫球蛋白A(sIgA)的分泌，增强黏膜屏障作用。肠道菌群通过对固有免疫和适应性免疫的作用，保护宿主免于发生过敏反应。
肠道菌群紊乱还会影响呼吸道黏膜免疫耐受的形成。Gill等[10]报道了肺部免疫、黏膜免疫系统及肠道菌群组之间的关系：肠道菌群的变化导致下游免疫反应的改变，影响免疫系统的发育，从而影响远端黏膜器官的免疫反应(如肺部，继而导致肺部炎症的形成)；反之，免疫系统异常又会影响肠道菌群的组成，继而影响远端黏膜系统免疫反应，引发肺部免疫失衡。肠道菌群能通过菌群及其代谢产物增强肺部免疫和清除肺部病原体，减少肺部疾病的发生发展；反之，肺部疾病又能影响肠道菌群的结构组成和多样性，引起相应的肠道症状。肠道微生态失调或许与肺部炎症同时存在。例如，研究发现肠易激综合征(IBS)患者中有33%患有不同程度的呼吸道疾病，在这些呼吸道疾病患者中约50%诊断为哮喘[11]；另一项研究发现，慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者合并溃疡性结肠炎(UC)和克罗恩病(CD)的风险是健康人群的3倍[12]。传统中医理论认为肠和肺这两个脏腑是相互影响的，称之为"肺与大肠互表里"。而现代医学则将上述肠道与肺的相互作用与影响称为"肠-肺轴"。"肠-肺轴"概念的提出有助于临床医师更好的理解肠道菌群与过敏性哮喘的关系。
肠道菌群代谢产物作为T淋巴细胞亚群分化增殖的关键因素，在对抗过敏中发挥了重要的作用。研究表明肠道菌群影响肺部免疫的机制与肠道菌群的代谢产物短链脂肪酸(SCFAs)有关。肠道菌群对未消化的膳食纤维进行发酵，产生SCFAs，其中丙酸盐、乙酸盐和丁酸盐是最丰富的代谢物。SCFAs从肠道进入血液，到达骨髓后促进造血干细胞(HSCs)分化为多能祖细胞(MPPs)，而MPPs又能分化为淋巴样前体细胞(CLPs)或髓样前体细胞(CMPs)。这些炎性DCs前体细胞迁移到肺中，在肺中分化为成熟的CD11b+DCs，具有较高的吞噬能力，但其活化程度较低，无法有效的活化Th2细胞，从而降低了气道炎症水平[13]。
肠道菌群在过敏性疾病的发病中发挥了重要作用，而作为调节肠道菌群的重要的途径，益生菌与过敏性疾病的关系日益受到重视，并在过敏性疾病的防治中进行了一定的临床应用。
国内外学者对于益生菌与过敏性哮喘的关系进行了一定的研究。
Forsythe等[14]于2007年就发现路特乳杆菌(Lactobacillus reuteri)能降低小鼠模型体内嗜酸性粒细胞、TNF、IL-5和IL-13等炎症因子，对卵白蛋白(OVA)致敏的哮喘症状具有明显的抑制作用。之后的研究又发现许多对哮喘有治疗作用的益生菌，如干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌(LGG)、动物双歧杆菌、短双歧杆菌、婴儿双歧杆菌和植物乳杆菌等。进一步的研究发现益生菌的作用机制是通过Treg细胞而实现的。口服LGG和乳酸双歧杆菌(BB-12)能够降低气道高反应性、抗原特异性IgE和肺嗜酸性细胞的浸润。益生菌还能抑制脾中的淋巴细胞增殖，降低肠系膜淋巴结Th2细胞因子分泌(IL-4、IL-5和IL-10)，明显增加肠系膜淋巴结分泌转化生长因子-β(TGF-β)的CD4+/CD3+T淋巴细胞[15]。另外一项研究发现LGG能够抑制气道高反应性、总IgE产生、肺嗜酸性粒细胞炎症和脾脏中淋巴细胞增殖，使血液中γ干扰素(IFN-γ)、IL-4、IL-5和IL-13降低，而脾脏中CD4+CD25+Foxp3+Treg明显增加，使用抗CD25单克隆抗体则能够阻断上述作用[16]。
本课题组研究发现，补充益生菌，如酪酸梭菌、LGG、双歧杆菌等可以明显改善哮喘小鼠的呼吸道炎症，降低IgE、IL-4和IL-13的分泌，增加sIgA细胞和CD4+CD25+Foxp3+Treg细胞，逆转Th1/Th2和Th17/Treg的失衡，最终抑制气道炎症并改善气道重塑，此外，还发现LGG的保护作用与肠道菌群的变化有明显的相关性[17,18,19,20]。
研究表明花生过敏小鼠补充混合益生菌制剂VSL#3，可以通过TGF-β诱导Treg细胞表达FoxP3减轻花生过敏症状。口服双歧杆菌可以降低OVA致敏小鼠血清中IgE和IL-4水平，显著增加血清中IFN-γ和脾脏中Treg细胞及IL-10阳性细胞水平，还可调整肠道菌群，增强肠道屏障功能和减少细菌移位。
本课题组研究[19,21]证实，益生菌或其混合制剂能够抑制OVA或β-乳球蛋白诱导的小鼠食物过敏症状。其机制与益生菌诱导CD103+的DCs，促进Treg细胞生成，增加sIgA，逆转Th1/Th2及Th17/Treg细胞失衡等有关。16S rRNA分析结果显示，益生菌可以调节肠道菌群组成，尤其是增加了肠道菌群中脱铁杆菌门和疣微菌门及穆齐螺旋菌和梭状芽孢杆菌XⅣa的比例。
到目前为止，已有多篇系统综述研究了益生菌补充剂在预防湿疹方面的作用。这些研究表明，补充益生菌的儿童组湿疹发生较少，但研究中所使用的益生菌菌株并不一致，这可能对结果造成了一定的影响。亚组分析显示，在预防儿童湿疹方面，益生菌混合物优于单一菌属。研究表明，在亚洲和欧洲婴幼儿中，不管是在产前和产后使用益生菌，或仅在产后使用，二者差异无统计学意义，均可预防特应性皮炎。一个有趣的发现是，与对照组相比，出生6个月内服用益生菌可显著降低特应性皮炎的发病率，但是益生菌干预超过12个月时，干预和对照之间的发病率并无差异[22]。临床随机对照研究所获得的结果也不尽一致，Barthow等[23]和Wickens等[24]在2016年的研究结论是益生菌可以预防婴儿湿疹和过敏，但在2018年的研究中又报道，LGG HN001干预的患者，其湿疹的发病率并未降低。在出生后的前6个月早期补充LGG似乎不能预防2岁时的湿疹[23,24,25]。一项系统回顾和荟萃分析表明，婴儿和围生期及哺乳期妇女适当补充益生菌可有效降低儿童变应性皮炎的发生风险[26]。目前较多的共识推荐可以使用双歧杆菌、乳杆菌、粪链球菌、枯草杆菌和酪酸梭菌制剂作为婴儿湿疹的辅助治疗。
益生菌与哮喘的临床研究相对较少。有报道称，LGG可降低儿童哮喘患者呼出的一氧化氮浓度[27]。然而，在之后的研究中，这些结果在类似的情况下无法重现。多项荟萃分析也发现，益生菌对哮喘防治作用的相关证据仍不充分，这可能与各研究的菌群选择、干预时间和干预时期等多种因素的影响有关。
有研究提示乳杆菌和双歧杆菌制剂对缓解过敏性鼻炎症状有一定的作用。还有研究表明口服酪酸梭菌可显著增强变应原特异性免疫治疗(AIT)对过敏性鼻炎的疗效。但由于相关研究较少，尚不足以证实益生菌对过敏性鼻炎具有明确的防治作用。
研究发现使用同时服用LGG，较单用深度水解蛋白奶粉，可以更好地促进口服耐受的产生，减轻牛奶蛋白过敏症状。但益生菌是否可防治食物过敏，尚需进行更多的临床研究证实。
由于相关临床证据的缺乏，目前尚未见相关指南将益生菌作为一项常规预防措施。而且尚无针对特定菌株的益生菌的推荐，因为大多数研究中使用的菌株都具有显著的异质性，无法得出哪一种菌株最有效的结论。由于之前强调的特定益生菌菌株缺乏同质性，现在许多研究均会仔细记录正在使用的益生菌的特定菌株，试图在不同的研究中达到报告数据的一致性。总之，关于益生菌预防过敏性疾病的临床试验很多，但结果差异较大，尚未形成标准的使用益生菌的指南。
目前用于干预菌群的益生菌主要分为2种，一种是特定菌属，如LGG，另一种是混合菌属。但二者在过敏性疾病预防中的作用仍存在很大的争议，最佳菌群、剂量、时间和给药时间等尚不清楚。除了益生菌菌株作用的特异性以外，对过敏性疾病预防干预的开始和持续时间可能也是影响其效果的主要因素。一项针对益生菌预防过敏和食物过敏的系统综述和Meta分析研究显示，母亲在妊娠后期(1个月)开始使用和出生后新生儿期使用益生菌可明显降低过敏和食物过敏的风险，特别是持续使用效果更明显，而仅在妊娠期或仅出生以后短期临时使用作用不明显[28]。随着研究的深入和相关机制的阐明，益生菌有望为过敏性疾病提供新的治疗策略。
当前我国市场流通的益生菌制剂的安全性已得到中国国家卫生健康委员会、欧洲食品安全局和美国食品药品监督管理局等权威机构的检验认可，对于消费者是安全的。但在实际应用过程中出现的一些问题仍需引起注意。
近年来，随着《可用于婴幼儿食品的菌种名单》《食品安全国家标准食品微生物学检验乳酸菌检验》《食品安全国家标准食品微生物学检验双歧杆菌检验》等一系列法律法规的出台，婴幼儿食品安全和菌种的使用规定更加完善、更加规范，也为益生菌的使用提供了更坚实的保障措施。国际益生菌与益生元科学联合会强调了益生菌在体内发挥作用的基本条件，即足够的数量、活菌状态和功能活性。但益生菌在制作、运输、销售和服用等环节均有可能受到破坏和污染，大大降低其原有的效力，甚至产生不良反应，引起食品安全问题。因此要在法规的管理下，既要做到益生菌的产品创新，又要保证产品的完整性，这是一个很大挑战。
通常认为益生菌能调节紊乱的肠道菌群，平衡机体免疫状态，对过敏性疾病起到一定的治疗作用。但亦有益生菌引起新生儿脓毒症、脑膜炎等的报道，尤其是对于免疫力低下和长期患慢性疾病的儿童。同时，对于健康婴儿来说，益生菌的耐受性也是一个值得注意的方面，婴幼儿对益生菌的不同接受度会影响益生菌效力的发挥，甚至可能会影响原有稳定的肠道菌群，造成菌群紊乱。还有来自于益生菌制剂本身的隐患，如细菌污染、种属搭配、数量等。
不同种类的益生菌之间的基因组差异较大，且同种类的不同菌株也有一定的差异，其发挥的作用差异也较大。故而应该明确不同菌株益生菌的具体作用和对机体免疫系统的影响，确定其功能，才能在对不同疾病的治疗中选用相应的益生菌菌株，有针对性地进行免疫调节。同时，不同的个体具有不同的肠道菌群和免疫状态，对同一种菌株仍可能会有不同的反应，如在益生菌的肠道定植方面、代谢产物的产生方面等。这些个体差异也是益生菌研究的一个重要课题。
自身和环境因素均会影响益生菌功效的发挥。另一方面，宿主的变化也会影响益生菌使用的预期效果，如不同的国家和地区、饮食习惯等。因此，对于益生菌的治疗作用，尤其是对儿童过敏性疾病的防治作用，尚需进行大量而深入的研究。
肠道菌群通过调节机体免疫，影响过敏性疾病的发生与发展，尤其是生命早期菌群的改变更为关键。益生菌能调节肠道菌群，维持肠道菌群平衡，参与机体免疫调节，从而影响过敏性疾病的发展进程。尽管益生菌在实际应用中仍存在一些局限性，但随着更多基础与临床研究的深入开展，益生菌在儿童过敏性疾病预防与治疗方面一定会发挥更大的作用。粪菌移植(FMT)作为调节肠道菌群的重要途径，已经应用于艰难梭菌感染引起的伪膜性肠炎及炎症性肠病等很多疾病的治疗，但应用FMT防治过敏性疾病的研究鲜有报道。如何通过多种途径调节肠道菌群，干预儿童过敏进程，尚需进行更多的基础与临床研究。
所有作者均声明不存在利益冲突
