鼠李糖乳桿菌GG治療兒童牛奶蛋白過敏的研究進展

譚煒富 李薇

暨南大學附屬東莞醫院新生兒科 523900

牛奶蛋白過敏（cow’s milk protein allergy，CMPA）是由一種或多種牛奶蛋白介導的與遺傳相關的免疫反應，是嬰兒在出生后第1年內發生過敏的最常見原因［1-2］。作為兒童時期最常見的過敏性疾病，CMPA 癥狀多表現為蕁麻疹、血管性水腫、嘔吐、腹瀉、便血、咳嗽、全身過敏反應等，且可能與患兒未來發生慢性鼻炎、哮喘等有關［3］。近年來針對兒童CMPA 診治的研究迅速發展。現有研究發現，鼠李糖乳桿菌GG（Lactobacillus rhamnosus GG，LGG）因其具有調節腸道菌群失衡、提高機體抵抗力、誘導口服耐受等作用，可用于治療CMPA。

1 CMPA的流行病學及其發病機制

1.1 流行病學 食物過敏在兒童中的發病率較高，有研究指出其在幼兒中的發病率達6.25%～28.00%［4-5］。而兒童食物過敏在全世界范圍內亦呈逐年上升趨勢。在中國，兒童食物過敏患病率已由1999 年的3.5%大幅上升至2009 年的7.7%，2012 年國內9 個地區自報食物過敏率則達到了8.4%；而在美國，其患病率從1997—1999 年的3.4%上升至2009—2011年的5.1%［6-8］。針對CMPA的人群患病率，亦表現出其具地區差異性。2015 年歐洲一項包括來自9 個不同國家和地區的12 000 名兒童的出生隊列隨訪信息顯示，進行數據調整后的CMA 總體患病率為0.59%，不同國家的患病率則在0%～1.3%［9］。而丹麥一項始于20 世紀90 年代的非選擇性3 歲兒童的隊列研究中，CMPA 的患病率為0.6%［10］。在中東地區，Katz 等［11］的一項包含13 234 名新生兒信息的單中心前瞻性研究顯示CMPA 的累計發病率達0.5%，其平均發病年齡為3.9 月齡。而有研究報道，中國南方地區CMPA患病率為2.69%［12］。

1.2 發病機制 CMPA 發病涉及一種或多種蛋白質，其主要以乳清蛋白及酪蛋白作為過敏原。而CMPA 的發生受多因素的影響。現有的雙胞胎和家族研究表明，遺傳成分可能在食物過敏的發生中起著重要作用［13-14］。Berni Canani 等［15］研究發現免疫球蛋白E（IgE）介導的CMPA 的耐受性獲得受Th2［白細胞介素（IL）-4、IL-5］和Th1［IL-10、γ干擾素（IFN-γ）］相關細胞因子基因的表觀遺傳所控制。一項針對50 名巴西CMPA 兒童IL-10 基因多態性研究發現，CMPA兒童-1082（rs1800896）A/G的G等位基因純合子較健康對照兒童更為常見，證明-1082 A/G 基因多態性的G 等位基因純合與兒童持續發生CMPA 有關［16］。除了上述遺傳因素外，還可能與母親食物過敏病史、孕期抗生素接觸史、母乳喂養時間長短、不必要的配方奶應用等有關［17-19］。

近年來，腸道菌群狀態逐漸成為CMPA 發病機制研究的熱門課題。現有研究表明，腸道菌群可影響腸道的屏障功能、免疫功能和營養物質的利用，并可能通過胃腸道上皮的直接信號傳導來影響機體健康狀態［20-21］。有研究指出，嬰幼兒早期腸道微生物群變化可能影響兒童食物過敏結局［22-23］。亦有人提出現代生活方式和環境特征限制了生命早期微生物的腸道定植，從而影響了免疫耐受的自然發展過程，進而導致了過敏性疾病的發生［24］。

2 兒童CMPA的治療

目前市面上有多種氨基酸配方奶粉、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 患兒的CMPA 癥狀并取得良好的效果［25］。此外脫敏治療及免疫治療也具有廣闊的臨床應用前景［26-27］。益生菌在新生兒腸道中定植，通過在腸道黏膜的排列及對腸道黏液分泌的刺激，可強化腸道屏障功能，維護腸道黏膜屏障的完整性。曾有學者總結了益生菌菌株的選擇及緩解過敏癥狀機制的實驗模型，發現在變態反應研究中可通過判斷Th1/Th2平衡曲線選擇有用益生菌菌株［28］。其中，LGG 在許多動物和人類研究中均顯示其可改善腸道微生物平衡和過敏癥狀。尤其是，LGG對CMPA的抗過敏作用受到多方重視。

3 應用LGG治療CMA的研究進展

3.1 LGG 的生物學特性 LGG 是第一株發現的乳桿菌，屬益生菌，最初由Sherwood 和Barry 從健康人的糞便樣本中分離而來，并于1989 年獲得專利。由于其對酸和膽汁具有抵抗力，良好的生長特性以及可定植于腸上皮層，被認定為潛在的益生菌菌株［29］。綜合前人研究，LGG 可通過以下機制發揮其腸道保護作用：（1）通過菌株直接作用或通過對腸道其他共生菌群產生影響而排除或抑制病原體［30］。（2）通過調節信號傳導途徑（如NF-κB，Akt 和MAPK 依賴性途徑）增強上皮屏障功能的能力，可引起黏液分泌或增強細胞緊密連接［31-32］。（3）可調節宿主機體免疫反應，發揮菌株特異性局部和全身作用［33］。

3.2 LGG 治療CMPA 的動物學機制研究 Thang 等［34］首次應用全牛奶蛋白構建CMPA 小鼠模型探究LGG 對過敏進程的影響。該研究將含有牛奶蛋白的磷酸緩沖液及以霍亂毒素為佐劑的牛奶蛋白溶液，通過管飼和腹膜注射方式誘發Balb/C 小鼠產生過敏癥狀。實驗結果顯示，給予LGG不僅抑制Th2 細胞反應，降低了小鼠模型超敏反應評分及血清牛奶蛋白特異性IgG水平，同時還可通過誘導IFN-γ和升高牛奶蛋白特異性IgG2a水平以促進Th1細胞反應，提示LGG通過促使Th1/Th2平衡以治療機體CMPA癥狀。

通過予C3H/HeOuJ 小鼠口服以霍亂毒素為佐劑的β-乳球蛋白建立CMPA 模型，探究單獨使用深度水解酪蛋白配方（extensively hydrolyzed casein formula，EHCF）及聯合LGG 配方奶粉對小鼠過敏癥狀的影響。研究發現，口服EHCF 聯合LGG 更有利于過敏癥狀的緩解和發病機制的消除，其中LGG 的免疫作用更偏向于Th1 細胞的反應［35］。另一通過β-乳球蛋白誘導的食物過敏小鼠模型中，采用LGG治療還可通過調節細胞的緊密連接以增強腸道黏膜屏障功能［36］。

Chen 等［37-38］運用Balb/C 小鼠探究β-乳球蛋白過敏導致的小鼠腸道損傷后LGG 的治療機制。總結該團隊2 項實驗結果可發現，通過LGG治療后，小鼠受損的小腸絨毛獲得顯著恢復，腸道癥狀好轉。該系列研究對干預小鼠進行了qPCR 分析，結果顯示LGG 影響了過敏小鼠TCR 通路上的IL4ra 和IL13ra2 基因的表達，導致該通路的IL4ra、IL13ra2 和Tglbr2 上調，同時導致Ifnar2 的下調。LGG 通過干預以上相關分子的基因表達以調節T細胞受體信號（TCR）通路，進而改變免疫細胞的分化方向，維持Th1/Th2平衡。除此以外，應用LGG的小鼠其腸道類桿菌屬相對豐度增高，腸道代謝物中脫氧膽酸及石膽酸亦顯著升高，這提示LGG 還可能通過調節腸道菌群及機體膽汁分泌等途徑以發揮其生物療效。

3.3 LGG 治療CMPA 患兒的臨床療效研究 2012 年發表的一項涉及美國和意大利的前瞻性隨機、雙盲、對照、交叉試驗，共納入31 例確診為CMPA 的兒童。對納入病例隨機地先后予以單純EHCF 或每克混有108個LGG 的EHCF-LGG 奶粉喂養，并家庭喂養1 周。所有患兒均已停止接觸過敏原7 d，在患兒分別進食不同的配方奶粉后進行雙盲安慰劑食物激發試驗（double-blind placebo-control food challenge，DBPCFC），間隔不少于2 h 后，再予另一配方奶粉，進行口服食物激發試驗。在此次研究中，29 例患兒2 次試驗無過敏癥狀發生，其余2 例患兒中1 例患兒輕度鼻涕癥狀在試驗前后未發生變化，另1 例試驗前出現的瘙癢和皮疹癥狀得到改善。證明EHCF 中添加LGG 不會改變配方奶粉的低免疫原性，CMPA 患兒使用此類配方奶粉可獲得良好耐受［39］。

2013 年一項前瞻性臨床研究共納入260 例月齡在1～12 個月的CMPA 兒童，并分別持續予以喂養單純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，并在喂養前及喂養1 年后進行DBPCFC。將5 組患兒的耐受性評估結果進行對比，給予添加LGG 的EHCF 患兒獲得口服耐受性比例達78.9%，明顯高于單純EHCF（43.6%）及其他配方奶粉喂養兒。此研究顯示，CMPA 患兒使用添加LGG 的EHCF 能更快地獲得口服耐受，有利于患兒生長發育［40］。

2015年一項研究，通過對20例健康兒及19例CMPA 患兒治療前后的糞便樣本進行細菌菌群DNA 分離和16S rDNA測序，發現對于深度水解蛋白配方聯合LGG治療的患兒，無論最終是否獲得免疫耐受，其腸道菌群中勞特菌屬、羅斯菌屬和糞球菌屬比例均較治療前增加；對于產生牛奶蛋白耐受性的CMPA 患兒，其糞便中丁酸水平及勞特菌屬、羅斯菌屬的增加較未耐受患兒更為顯著［41］。此研究證實應用益生菌LGG 有利于CMPA 患兒腸道菌群建立，可緩解患兒過敏癥狀。

2017年美國一項多中心、雙盲、平行對照研究，是對先前一項隨機對照試驗的繼續探討。其先前研究將289名健康足月兒隨機分配喂養單純EHCF、添加LGG的EHCF以及添加LGG的PHF，并在30、90、120、150日齡進行身體測量以及牛奶蛋白耐受性，最終有210例兒童完成研究。結果顯示，不同配方奶粉在以上時間點所測得的生長率、配方奶粉耐受性等無顯著差異。這證明添加LGG的深度和部分水解配方奶粉都支持健康足月兒的正常生長，且安全性一致。而此次研究則進一步探究應用添加LGG的水解配方奶粉的長期安全性。最終結果顯示，添加LGG的深度或部分水解配方均與5歲以下的正常生長發育有關，且沒有可歸咎于早期攝入LGG有關的不良事件發生［42］。換而言之，兒童1歲內接受添加LGG的深度水解配方在5年內也是安全可靠的。

2019 年一項回顧性分析，比較了深度水解乳清配方奶粉和添加LGG 的EHCF 治療CMPA 患兒的效果，其940例患兒病例數據均來源于英國“健康促進網”。數據分析顯示，在開始使用配方奶粉后，使用深度水解乳清配方奶粉的嬰兒更容易發生過敏反應（7.1%比3.1%，P＜0.02），提示應用添加LGG 的EHCF 作為CMPA 患兒一線食品，可有效延緩過敏進程［43］。

同年，意大利學者公布了一項關于LGG 飲食干預對CMPA 兒童表觀遺傳機制影響的隨機對照試驗成果［44］。前人已有研究證明，Treg 細胞中叉頭盒蛋白3（FoxP3）去甲基化與誘導食物過敏的免疫耐受有關，對于產生免疫耐受的患者其去甲基化水平更高［45-46］。而該項研究亦創新性地引入FoxP3 的去甲基化率作為判斷LGG 影響CMPA 患兒免疫進程的重要結局指標。研究結果發現，CMPA 患兒在應用混合LGG 的配方奶粉后其FoxP3 的去甲基化水平更高且更快，證實了LGG在誘導產生免疫耐受上的獨特作用。

4 小 結

CMPA 是兒童時期最常見的過敏性疾病之一，其可引起包括皮疹、胃腸道、呼吸道以及嚴重全身過敏癥狀。CMPA 的發生發展機制尚未明確，其內因涉及遺傳基因多態性，外因則與腸道菌群失衡等有關，而益生菌LGG 治療CMPA 的相關機制及其生物療效亦需更進一步的驗證。就現有研究證據而言，LGG 具有緩解CMPA 過敏癥狀，改善腸道菌群結構及促進機體免疫耐受等諸多優點，可作為一種輔助治療CMPA的藥物。

利益沖突：所有作者聲明無利益沖突。