鼠李糖乳杆菌GG治疗儿童牛奶蛋白过敏的研究进展

谭炜富 李薇

暨南大学附属东莞医院新生儿科 523900

牛奶蛋白过敏（cow’s milk protein allergy，CMPA）是由一种或多种牛奶蛋白介导的与遗传相关的免疫反应，是婴儿在出生后第1年内发生过敏的最常见原因［1-2］。作为儿童时期最常见的过敏性疾病，CMPA 症状多表现为荨麻疹、血管性水肿、呕吐、腹泻、便血、咳嗽、全身过敏反应等，且可能与患儿未来发生慢性鼻炎、哮喘等有关［3］。近年来针对儿童CMPA 诊治的研究迅速发展。现有研究发现，鼠李糖乳杆菌GG（Lactobacillus rhamnosus GG，LGG）因其具有调节肠道菌群失衡、提高机体抵抗力、诱导口服耐受等作用，可用于治疗CMPA。

1 CMPA的流行病学及其发病机制

1.1 流行病学 食物过敏在儿童中的发病率较高，有研究指出其在幼儿中的发病率达6.25%～28.00%［4-5］。而儿童食物过敏在全世界范围内亦呈逐年上升趋势。在中国，儿童食物过敏患病率已由1999 年的3.5%大幅上升至2009 年的7.7%，2012 年国内9 个地区自报食物过敏率则达到了8.4%；而在美国，其患病率从1997—1999 年的3.4%上升至2009—2011年的5.1%［6-8］。针对CMPA的人群患病率，亦表现出其具地区差异性。2015 年欧洲一项包括来自9 个不同国家和地区的12 000 名儿童的出生队列随访信息显示，进行数据调整后的CMA 总体患病率为0.59%，不同国家的患病率则在0%～1.3%［9］。而丹麦一项始于20 世纪90 年代的非选择性3 岁儿童的队列研究中，CMPA 的患病率为0.6%［10］。在中东地区，Katz 等［11］的一项包含13 234 名新生儿信息的单中心前瞻性研究显示CMPA 的累计发病率达0.5%，其平均发病年龄为3.9 月龄。而有研究报道，中国南方地区CMPA患病率为2.69%［12］。

1.2 发病机制 CMPA 发病涉及一种或多种蛋白质，其主要以乳清蛋白及酪蛋白作为过敏原。而CMPA 的发生受多因素的影响。现有的双胞胎和家族研究表明，遗传成分可能在食物过敏的发生中起着重要作用［13-14］。Berni Canani 等［15］研究发现免疫球蛋白E（IgE）介导的CMPA 的耐受性获得受Th2［白细胞介素（IL）-4、IL-5］和Th1［IL-10、γ干扰素（IFN-γ）］相关细胞因子基因的表观遗传所控制。一项针对50 名巴西CMPA 儿童IL-10 基因多态性研究发现，CMPA儿童-1082（rs1800896）A/G的G等位基因纯合子较健康对照儿童更为常见，证明-1082 A/G 基因多态性的G 等位基因纯合与儿童持续发生CMPA 有关［16］。除了上述遗传因素外，还可能与母亲食物过敏病史、孕期抗生素接触史、母乳喂养时间长短、不必要的配方奶应用等有关［17-19］。

近年来，肠道菌群状态逐渐成为CMPA 发病机制研究的热门课题。现有研究表明，肠道菌群可影响肠道的屏障功能、免疫功能和营养物质的利用，并可能通过胃肠道上皮的直接信号传导来影响机体健康状态［20-21］。有研究指出，婴幼儿早期肠道微生物群变化可能影响儿童食物过敏结局［22-23］。亦有人提出现代生活方式和环境特征限制了生命早期微生物的肠道定植，从而影响了免疫耐受的自然发展过程，进而导致了过敏性疾病的发生［24］。

2 儿童CMPA的治疗

目前市面上有多种氨基酸配方奶粉、深度水解蛋白配方、大豆蛋白配方奶粉等替代配方被用以改善CMPA 患儿的CMPA 症状并取得良好的效果［25］。此外脱敏治疗及免疫治疗也具有广阔的临床应用前景［26-27］。益生菌在新生儿肠道中定植，通过在肠道黏膜的排列及对肠道黏液分泌的刺激，可强化肠道屏障功能，维护肠道黏膜屏障的完整性。曾有学者总结了益生菌菌株的选择及缓解过敏症状机制的实验模型，发现在变态反应研究中可通过判断Th1/Th2平衡曲线选择有用益生菌菌株［28］。其中，LGG 在许多动物和人类研究中均显示其可改善肠道微生物平衡和过敏症状。尤其是，LGG对CMPA的抗过敏作用受到多方重视。

3 应用LGG治疗CMA的研究进展

3.1 LGG 的生物学特性 LGG 是第一株发现的乳杆菌，属益生菌，最初由Sherwood 和Barry 从健康人的粪便样本中分离而来，并于1989 年获得专利。由于其对酸和胆汁具有抵抗力，良好的生长特性以及可定植于肠上皮层，被认定为潜在的益生菌菌株［29］。综合前人研究，LGG 可通过以下机制发挥其肠道保护作用：（1）通过菌株直接作用或通过对肠道其他共生菌群产生影响而排除或抑制病原体［30］。（2）通过调节信号传导途径（如NF-κB，Akt 和MAPK 依赖性途径）增强上皮屏障功能的能力，可引起黏液分泌或增强细胞紧密连接［31-32］。（3）可调节宿主机体免疫反应，发挥菌株特异性局部和全身作用［33］。

3.2 LGG 治疗CMPA 的动物学机制研究 Thang 等［34］首次应用全牛奶蛋白构建CMPA 小鼠模型探究LGG 对过敏进程的影响。该研究将含有牛奶蛋白的磷酸缓冲液及以霍乱毒素为佐剂的牛奶蛋白溶液，通过管饲和腹膜注射方式诱发Balb/C 小鼠产生过敏症状。实验结果显示，给予LGG不仅抑制Th2 细胞反应，降低了小鼠模型超敏反应评分及血清牛奶蛋白特异性IgG水平，同时还可通过诱导IFN-γ和升高牛奶蛋白特异性IgG2a水平以促进Th1细胞反应，提示LGG通过促使Th1/Th2平衡以治疗机体CMPA症状。

通过予C3H/HeOuJ 小鼠口服以霍乱毒素为佐剂的β-乳球蛋白建立CMPA 模型，探究单独使用深度水解酪蛋白配方（extensively hydrolyzed casein formula，EHCF）及联合LGG 配方奶粉对小鼠过敏症状的影响。研究发现，口服EHCF 联合LGG 更有利于过敏症状的缓解和发病机制的消除，其中LGG 的免疫作用更偏向于Th1 细胞的反应［35］。另一通过β-乳球蛋白诱导的食物过敏小鼠模型中，采用LGG治疗还可通过调节细胞的紧密连接以增强肠道黏膜屏障功能［36］。

Chen 等［37-38］运用Balb/C 小鼠探究β-乳球蛋白过敏导致的小鼠肠道损伤后LGG 的治疗机制。总结该团队2 项实验结果可发现，通过LGG治疗后，小鼠受损的小肠绒毛获得显著恢复，肠道症状好转。该系列研究对干预小鼠进行了qPCR 分析，结果显示LGG 影响了过敏小鼠TCR 通路上的IL4ra 和IL13ra2 基因的表达，导致该通路的IL4ra、IL13ra2 和Tglbr2 上调，同时导致Ifnar2 的下调。LGG 通过干预以上相关分子的基因表达以调节T细胞受体信号（TCR）通路，进而改变免疫细胞的分化方向，维持Th1/Th2平衡。除此以外，应用LGG的小鼠其肠道类杆菌属相对丰度增高，肠道代谢物中脱氧胆酸及石胆酸亦显著升高，这提示LGG 还可能通过调节肠道菌群及机体胆汁分泌等途径以发挥其生物疗效。

3.3 LGG 治疗CMPA 患儿的临床疗效研究 2012 年发表的一项涉及美国和意大利的前瞻性随机、双盲、对照、交叉试验，共纳入31 例确诊为CMPA 的儿童。对纳入病例随机地先后予以单纯EHCF 或每克混有108个LGG 的EHCF-LGG 奶粉喂养，并家庭喂养1 周。所有患儿均已停止接触过敏原7 d，在患儿分别进食不同的配方奶粉后进行双盲安慰剂食物激发试验（double-blind placebo-control food challenge，DBPCFC），间隔不少于2 h 后，再予另一配方奶粉，进行口服食物激发试验。在此次研究中，29 例患儿2 次试验无过敏症状发生，其余2 例患儿中1 例患儿轻度鼻涕症状在试验前后未发生变化，另1 例试验前出现的瘙痒和皮疹症状得到改善。证明EHCF 中添加LGG 不会改变配方奶粉的低免疫原性，CMPA 患儿使用此类配方奶粉可获得良好耐受［39］。

2013 年一项前瞻性临床研究共纳入260 例月龄在1～12 个月的CMPA 儿童，并分别持续予以喂养单纯EHCF、添加LGG 的EHCF、大米水解配方、大豆配方及氨基酸配方奶粉1 年，并在喂养前及喂养1 年后进行DBPCFC。将5 组患儿的耐受性评估结果进行对比，给予添加LGG 的EHCF 患儿获得口服耐受性比例达78.9%，明显高于单纯EHCF（43.6%）及其他配方奶粉喂养儿。此研究显示，CMPA 患儿使用添加LGG 的EHCF 能更快地获得口服耐受，有利于患儿生长发育［40］。

2015年一项研究，通过对20例健康儿及19例CMPA 患儿治疗前后的粪便样本进行细菌菌群DNA 分离和16S rDNA测序，发现对于深度水解蛋白配方联合LGG治疗的患儿，无论最终是否获得免疫耐受，其肠道菌群中劳特菌属、罗斯菌属和粪球菌属比例均较治疗前增加；对于产生牛奶蛋白耐受性的CMPA 患儿，其粪便中丁酸水平及劳特菌属、罗斯菌属的增加较未耐受患儿更为显著［41］。此研究证实应用益生菌LGG 有利于CMPA 患儿肠道菌群建立，可缓解患儿过敏症状。

2017年美国一项多中心、双盲、平行对照研究，是对先前一项随机对照试验的继续探讨。其先前研究将289名健康足月儿随机分配喂养单纯EHCF、添加LGG的EHCF以及添加LGG的PHF，并在30、90、120、150日龄进行身体测量以及牛奶蛋白耐受性，最终有210例儿童完成研究。结果显示，不同配方奶粉在以上时间点所测得的生长率、配方奶粉耐受性等无显著差异。这证明添加LGG的深度和部分水解配方奶粉都支持健康足月儿的正常生长，且安全性一致。而此次研究则进一步探究应用添加LGG的水解配方奶粉的长期安全性。最终结果显示，添加LGG的深度或部分水解配方均与5岁以下的正常生长发育有关，且没有可归咎于早期摄入LGG有关的不良事件发生［42］。换而言之，儿童1岁内接受添加LGG的深度水解配方在5年内也是安全可靠的。

2019 年一项回顾性分析，比较了深度水解乳清配方奶粉和添加LGG 的EHCF 治疗CMPA 患儿的效果，其940例患儿病例数据均来源于英国“健康促进网”。数据分析显示，在开始使用配方奶粉后，使用深度水解乳清配方奶粉的婴儿更容易发生过敏反应（7.1%比3.1%，P＜0.02），提示应用添加LGG 的EHCF 作为CMPA 患儿一线食品，可有效延缓过敏进程［43］。

同年，意大利学者公布了一项关于LGG 饮食干预对CMPA 儿童表观遗传机制影响的随机对照试验成果［44］。前人已有研究证明，Treg 细胞中叉头盒蛋白3（FoxP3）去甲基化与诱导食物过敏的免疫耐受有关，对于产生免疫耐受的患者其去甲基化水平更高［45-46］。而该项研究亦创新性地引入FoxP3 的去甲基化率作为判断LGG 影响CMPA 患儿免疫进程的重要结局指标。研究结果发现，CMPA 患儿在应用混合LGG 的配方奶粉后其FoxP3 的去甲基化水平更高且更快，证实了LGG在诱导产生免疫耐受上的独特作用。

4 小 结

CMPA 是儿童时期最常见的过敏性疾病之一，其可引起包括皮疹、胃肠道、呼吸道以及严重全身过敏症状。CMPA 的发生发展机制尚未明确，其内因涉及遗传基因多态性，外因则与肠道菌群失衡等有关，而益生菌LGG 治疗CMPA 的相关机制及其生物疗效亦需更进一步的验证。就现有研究证据而言，LGG 具有缓解CMPA 过敏症状，改善肠道菌群结构及促进机体免疫耐受等诸多优点，可作为一种辅助治疗CMPA的药物。

利益冲突：所有作者声明无利益冲突。