益生菌在儿童变应性鼻炎中的应用

李勇 李静

儿童变应性鼻炎（allergic rhinitis,AR）患病率呈持续增加趋势，发达国家18岁以下青少年儿童中的患病率甚至高达40%；国内的调查结果差异较大，儿童AR的患病率波动在3.3%～43.0%之间[1，2]。儿童AR常常伴发其他呼吸道疾病如哮喘、咳嗽综合征、分泌性中耳炎、睡眠呼吸暂停低通气综合征和慢性鼻窦炎等[3]。另外，AR可影响患儿的在校表现与学业，还与儿童期精神抑郁和自杀倾向等心理行为异常相关，其对患儿生活的影响超过了AR症状本身[4，5]。儿童AR已经成为一个全球性健康问题。

对于儿童AR治疗方式主要有：避免接触变应原、药物治疗（包括抗组胺药、鼻用糖皮质激素、抗白三烯药物、减充血剂及色酮类药物等）以及特异性免疫治疗。完全避免接触变应原是无法做到的，与成人相比儿童应用药物治疗依从性差，特异性免疫治疗疗程较长（一般3年以上）、花费较大，同时存在一定的风险性（严重不良反应），影响了其在儿童中的广泛应用[6]。目前的治疗方案虽然能够迅速控制症状，但却无法从根本上治愈这类变应性疾病。

近来研究表明，胃肠道免疫功能为全身淋巴系统免疫功能的三分之二，其中变应性疾病与肠道微生物环境有密切的关系，菌群失调与过敏过程发生、发展有重要关联。据临床观察，罹患AR的儿童有相当大的比例伴有胃肠道症状，如厌食、胃口差、便秘、腹泻、消瘦、贫血、维生素D水平低下等，通过补充益生菌（probiotics）能改善菌群失调，预防儿童AR的发生以及缓解AR的症状，提高全身免疫功能，甚至改变AR的病程转归，被认为是一种有前景的全身免疫治疗方法。本文重点介绍肠道菌群的免疫调节作用以及益生菌在儿童AR等变应性疾病防治中的应用。

1 肠道菌群与变应性疾病

1.1 肠道菌群与免疫调节

1989 年，Strachan 等[7]提出了“卫生假说”（hygiene hypothesis），即全球工业化和城市化进程的加快，生活方式及卫生观念的改变，使人们在婴儿期接触微生物（感染或暴露）的机会减少，进而对树突状细胞（dendritic cell,DC）和天然杀伤细胞的刺激减少，造成Th1型细胞因子的产生减少和向Th2免疫反应的偏斜，最终导致变应性疾病的患病率升高。这也是针对生活方式日渐“西方化”背景下，变应性疾病的发病明显升高这一现象提出的比较有说服力的解释。然而随着研究进一步的深入，发现这一理论并不能解释AR的所有流行病学和免疫学研究。AR是遗传和环境共同作用的多因素复杂疾病，空气污染、感染、饮食及营养状况均能影响AR的发生发展。如营养元素维生素D及其相关因子被证明在AR的发病中发挥重要作用，维生素D缺乏则被认为是AR的危险因素[8，9]。

近来大量研究表明，肠道菌群在婴儿时期的定植比接触外来少量的微生物感染对免疫系统的完善要重要得多。新生儿刚出生时胎粪是无菌的，出生后大约2h即可从肠道检出大肠埃希菌、肠球菌、葡萄球菌等，即微生物开始在肠道定植，最终形成以厌氧菌为优势菌的菌群结构，此过程一般需3年左右的时间。伴随着肠道菌群的定植，宿主的黏膜屏障和免疫系统也在发育成熟，健康成人肠道栖息着约1014个细菌，多达近1000～1150种细菌，是人类宿主细胞数的10倍，其在很多方面影响人类的生活与健康[10]。胃肠道黏膜是人体肠道中的重要的一道黏膜免疫屏障，它含有大量淋巴组织，且80%的免疫生成细胞存在于此，使肠相关淋巴样组织（gut-associated lymphoid tissue,GALT）成为人体内最大免疫器官[11]。生理状态下，肠道菌群的功能主要体现在以下方面[12-14]：①维持和增强肠道黏膜屏障：肠道内的共生菌通过占位性保护效应、营养代谢产生有机酸和拮抗作用发挥生物屏障功能；②促进固有和获得性免疫的发育成熟：肠道菌群能够通过不断刺激局部或者全身免疫应答来促进GALT的发育，可激发Th1免疫应答，促进Th1/Th2细胞平衡；③刺激肠道产生分泌性IgA（sIgA）：sIgA黏附于肠道黏液层，阻止病原微生物的黏附并促使其随肠道蠕动排出体外；④通过激活调节性T细胞（Terg）的活性参与免疫耐受的形成。

1.2 菌群失调与儿童变应性疾病的发生发展

菌群失调是指在某一微生态环境内正常菌群中，各菌种间的比例发生较大幅度的变化而超出正常范围的状态。流行病学调查、粪便菌群分析和临床研究均提示，变应性疾病的发生、发展与早期肠道菌群的紊乱密切相关[15]。小婴儿肠道未成熟的黏膜屏障可能是导致生后头几年胃肠道感染和食物过敏发生率高的原因[16]，以后随着年龄的增加肠道黏膜屏障不断成熟，食物过敏的发生率也随年龄增加而下降。Melli等[17]对多项前瞻性研究进行了系统评价，发现患有过敏性疾病的患儿在新生儿期肠道菌群的密度明显低于正常儿童，而且以厚壁菌为主，类杆菌数量也较正常儿童高。同时，在刚出现变应性疾病症状的儿童中也发现其肠道菌群的数量较正常儿童明显减少，并且存在肠道菌群的失调，乳酸杆菌、双歧杆菌减少，而脆弱芽孢杆菌、大肠杆菌、艰难梭菌、链霉菌等增多。上述研究表明，变应性疾病患者的肠道微生物菌群改变先于临床症状的出现，而非继发现象。

另外，新生儿肠道菌群的定植与分娩方式、喂养方式、营养元素缺乏以及抗生素使用等相关。研究证实，剖宫产分娩的婴儿由于出生时没有足量微生物的刺激，Th1上调抑制，形成Th2优势的免疫环境，IgE生成显著增加，婴儿湿疹、哮喘等发生率明显高于自然分娩的婴儿[18]。在围产期抗生素的使用导致肠道菌群结构发生改变，乳酸杆菌（Lactobacillus）和双歧杆菌（Bifidobacterium）等数量显著减少，大肠杆菌和艰难梭菌数量明显增加，气道过敏性疾病发病率升高[19]。维生素D缺乏能够引起肠道菌群结构的改变而在变应性疾病中发挥重要作用[20]。流行病学研究发现，婴幼儿期使用广谱抗生素会引起肠道菌群失调，增强婴儿Th2细胞免疫反应，从而使基因易感儿童的AR患病率明显升高[21]。Vael等[22]研究发现，反复喘息发作的学龄期儿童粪便中脆弱类杆菌数量增加，预示今后可能发展为哮喘。这些研究均证实了肠道菌群改变在变应性疾病的发生发展中起重要作用。

2 益生菌在儿童AR中的应用

2.1 益生菌概述

胃肠道中的细菌菌群大致分为共生菌、机会菌和致病菌，其中共生菌约占90%，包括双歧杆菌、乳酸杆菌、丙酸菌及球菌等，多为专性厌氧菌，这类细菌对宿主是有益的，能够改善肠道菌群失调而发挥调节机体免疫的作用。世界卫生组织（WHO）将这类对宿主有益的肠道活性微生物称为益生菌[23]，可通过调节肠道微生态系统从而实现对宿主全身免疫系统的调控，进而对变应性疾病的防治产生有益效应。研究采用的益生菌种类较多，包括约氏乳酸杆菌（L.johnsonii）、干酪乳酸杆菌（L.casei）、鼠李糖乳酸杆菌（L.rhamnosus）、嗜酸性乳酸杆菌（L.acidophilus）、副干酪乳酸杆菌（L.paracasei）、保加利亚乳酸杆菌（L.bulgaricus）、长双歧杆菌（B.longum）、青春双歧杆菌（B.adolescentis）、嗜热链球菌（S.thermophilus）和粪肠球菌（E.faecalis）等菌株[24]。

2.2 益生菌治疗变应性疾病的作用机制

2.2.1 益生菌对T细胞的调节

大量体内及体外研究均证实益生菌可以促进Th1类细胞因子（TNF-α、IFN-γ、IL-6）的释放，抑制Th2类细胞因子（IL-4、IL-5、IL-13），从而调节 Th1/Th2细胞平衡[25]。另外，益生菌本身以及其代谢产物短链脂肪酸（short chain fatty acids,SCFAs）能够通过多种方式诱导及活化Treg[26]。Treg能够分泌TGF-β和IL-10，抑制Th1、Th2以及Th17细胞的过度表达，下调免疫应答，从而抑制变态反应。

2.2.2 益生菌对DC的调节

益生菌可通过识别Toll样受体、分泌细胞因子以及菌体细胞壁成分或DNA片段直接与DC结合等方式调节DC的分化和功能成熟，对黏膜以及全身的免疫反应进行调控，并决定Th0细胞的分化方向[27]。乳酸杆菌与DC体外共培养时，能够促进DC的成熟和活化，增强促炎细胞因子IL-12的分泌，促使T细胞向Thl细胞分化和增殖，纠正变应性疾病中Th1/Th2的失衡而发挥治疗作用[28]；酪酸可通过诱导DC分泌TGF-β来促进Treg的产生，且肠道中，酪酸聚集的部位同时伴随着Treg的聚集[29]。Treg可抑制其他免疫细胞的增殖和细胞因子产物，可诱导免疫耐受。值得注意的是，益生菌的免疫调节具有菌株特异性，甚至同一菌株在不同的培养系统中以及不同剂量对免疫细胞的影响亦不相同。

2.3 益生菌对儿童AR的治疗

大量体外实验均证实益生菌能调节免疫活性，改善AR和其它过敏症状：在小鼠花粉AR模型中，口服胚芽乳杆菌CJLP133和CJLP243菌株可明显减轻鼻部症状，减少鼻黏膜组织的炎性粒细胞浸润，促进Th1型细胞因子（IFN-γ）和减少Th2型细胞因子（IL-4、IL-5和 IL-13）分泌，从而纠正 Th1/Th2细胞平衡[25]。有学者用鼠李糖乳杆菌治疗卵清蛋白致敏的AR大鼠模型，能够明显改善鼻炎症状，并可以增加肠系膜淋巴结中CD4+CD25+和Foxp3+的Treg数量[30]。国内的研究中，朱鲁平等[31]采用减活的肠球菌属FK-23和TN菌株干预AR小鼠模型，干预初期小鼠的鼻部症状并未得到明显改善，而随着持续、规律地使用达5周时，这两种益生菌干预组小鼠的搔鼻和喷嚏症状较之未干预AR模型组有了显著的减轻，但仍未达到完全缓解的程度。这提示益生菌抗变态反应作用的发挥需要通过持续性摄入，使益生菌成分能在肠道持续存在。并且经过6周的经口灌胃，发现干预组和未干预组小鼠的生长发育均正常，提示FK-23和TN在动物体内使用具有良好的安全性。以上体外动物实验结果表明益生菌用于治疗AR是安全可行的。

多项随机、双肓、安慰剂对照试验（RCT）的结果证实了益生菌治疗儿童AR的临床疗效[32]：尘螨过敏的常年性AR患儿（5～18岁）食用添加了副干酪乳酸杆菌33株（LP-33）的发酵乳1个月，与未添加LP-33的同一种发酵乳相比较，能明显改善儿童鼻-结膜炎生活质量问卷评分。另一项RCT研究显示[33]：唾液乳杆菌属PMA006治疗尘螨过敏的儿童（6～12岁）能够明显改善患儿鼻炎症状评分，并且能减少药物使用，但实验室各项免疫指标未见明显差异。Giovannini等报道[34]，2～5 岁患有哮喘和/或 AR 的学龄前儿童长期（12个月）使用添加干酪乳杆菌DN-114 001株的发酵乳后，哮喘的发作次数无明显差异，但AR的年发作次数减少2倍，提示益生菌长期干预对预防AR发作有较好的效果。Ciprandi等[35]用克劳氏芽孢杆菌联合左西替利嗪片治疗12～15岁花粉AR患儿3周，其症状改善优于单纯使用抗组胺药，并且能够减少嗜酸性粒细胞浸润。另一项研究中[36]，约氏乳酸杆菌EM1株联合左西替利嗪治疗7～12岁儿童中重度常年性AR，能够明显改善症状和生活质量，治疗效果较单纯左西替利嗪治疗组明显，在停用左西替利嗪治疗后，联合治疗组的效果能持续至停药后3个月，而左西替利嗪组则没有后续的持续治疗作用，提示益生菌能提高抗组胺药对儿童AR的疗效和延长治疗持续时间。

但也有研究得出了不同的结论，即益生菌对儿童AR临床疗效不明显。Lin等[37]使用副干酪乳杆菌HF.A00232联合左西替利嗪治疗常年性儿童AR显示，其疗效与单纯抗组胺药治疗组未见明显差异，但停用抗组胺药后，联合治疗组能维持治疗效果。一项Meta分析显示[38]，孕期和新生儿服用益生菌能够有效预防婴幼儿特应性皮炎，但儿童AR及哮喘的发生率未见明显差异。

2.4 益生菌联合特异性免疫治疗

特异性免疫治疗（allergen-specific immunotherapy，SIT）目前被认为是治疗变应性疾病的唯一的针对病因疗法[39]。虽然SIT的临床疗效已经被循证医学所证实，但仍然需要进一步提高其治疗有效率。有研究显示[40]益生菌能够提高SIT治疗变应性疾病的临床疗效。Xu等[41]用酪酸梭状芽胞杆菌联合SIT治疗AR患者，在单纯SIT治疗组，经治疗6个月后，与对照组相比能够明显改善AR患者临床症状（鼻部症状评分下降52.5%），血清特异性IgG4明显升高，但特异性血清IgE、Th2型细胞因子以及变应原皮肤点刺试验（SPT）阳性率等无明显改变；在SIT联合益生菌组，能够进一步提高SIT的临床疗效，不仅使鼻部症状缓解81.2%，还能使血清特异性IgE、Th2型细胞因子以及SPT阳性率明显下降。在7～12个月的停药期间，联合治疗组依然能够维持其治疗效果，但SIT组在停药1个月之内鼻部症状又回到了治疗前。上述研究提示，益生菌能够提高维持SIT的临床疗效，并改变Th1/Th2细胞偏斜，为益生菌的临床应用开辟了新的方向。但目前在儿童AR中的联合治疗未有报道，有待大规模临床试验进一步证实。

3 展望

综上，益生菌作为全身免疫治疗对儿童AR的疗效在部分研究中被证实，但多中心强证据的临床研究资料目前还较少，而且选择的益生菌种类、数量、活菌状态，以及使用方法、干预时间不同和研究群体等使各项研究结果存在较大异质性。目前，是否能在临床上广泛应用益生菌治疗儿童AR仍然存在争议。作为变应性疾病防治的一种新策略，在体外实验中其能明显改善免疫指标，但益生菌的临床有效性仍不明确，目前的研究仅限于动物模型或小规模临床试验，今后还需要通过高质量的循证医学研究进一步验证其临床有效性。益生菌对儿童AR防治效果需要从多角度进行探讨。此外，不同菌株针对不同疾病可能具有不同的免疫效应，尚需针对特定的益生菌进行更深入的基础和临床研究。随着肠道菌群检测的逐渐普及，以及新的益生菌株发现、临床应用，个体化补充益生菌预防及治疗AR等变应性疾病可能会成为有前景的方法。