综述:饮食成分与肠道菌群共同作用,以调节食物过敏反应

《Food Chemistry》:Dietary components cooperate with intestinal flora to regulate food allergy

【字体: 时间:2025年12月05日 来源:Food Chemistry 9.8

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  全球食物过敏患病率持续上升,涉及遗传、环境、免疫及膳食等多因素。本文系统综述食物过敏机制,涵盖肠道黏膜免疫和菌群相互作用,并总结膳食成分(如碳水化合物、不饱和脂肪酸、维生素、益生菌等)通过宿主、菌群及代谢物双向调节过敏反应的作用。研究指出当前对膳食成分与菌群协同效应探索不足,需深入挖掘其机制以指导靶向菌群调节的饮食干预策略,为过敏防治提供科学依据。

  
作者名单:严嘉曦、牛莉、王伟、高睿、郝建雄、饶欢、赵丹丹、刘学强、薛文通、田洋
河北科技大学食品科学与生物学院,中国河北省石家庄市玉祥街26号,邮编050018

摘要

全球食物过敏的发病率正在上升,这一现象是由遗传、环境、免疫和饮食等多种因素共同作用的结果。本文系统地回顾了食物过敏的机制,包括肠道黏膜免疫和肠道微生物群的作用。同时,我们也总结了饮食成分在食物过敏发生中的作用。研究表明,饮食成分可以通过宿主、肠道微生物群和代谢物来调节过敏反应,从而对过敏结果产生双向调节作用。具体而言,某些饮食成分(如碳水化合物、不饱和脂肪酸、维生素、矿物质、植物化合物和益生菌)已被证明可以显著改善过敏症状。然而,目前关于饮食成分与肠道微生物群之间协同作用的研究仍然有限。因此,深入探索这些机制将为针对肠道微生物群调节的饮食干预提供科学依据。此类研究对于食物过敏的预防和治疗具有重要的科学价值和临床意义。

引言

食物过敏已成为一个日益严重的全球健康问题。食品添加剂的使用增加,加上饮食习惯和生活环境的变化,导致全球范围内食物过敏的发病率不断上升。据估计,全球约有10%的儿童和4%的成人患有食物过敏(De Martinis等人,2020年)。这些过敏原主要来源于常见的食物,其中牛奶、鸡蛋、小麦、鱼类、甲壳类动物、坚果、花生和大豆被认为是八大主要过敏原。食物过敏的症状通常包括特应性皮炎、呕吐和腹泻。在严重的情况下,可能会发展成过敏性休克甚至死亡(Peters等人,2022年)。因此,食物过敏的发病机制及其潜在的干预措施受到了广泛的研究关注。
为了研究食物过敏和肠道微生物群方面的最新研究动态,我们从Web of Science Core Collection的Science Citation Index Expanded中检索了2021年至2025年期间发表的相关文献。通过使用“food allergy”和“gut microbiota”这两个关键词进行搜索,共获得了486篇初始记录。根据既定的文献筛选标准,我们排除了195篇不相关的文章(包括综述、会议摘要和社论),最终保留了291篇文章进行进一步分析。利用VOSviewer 1.6.20软件,我们分析了这291篇文献的网络结构(图1)。分析结果显示了五个主要的研究方向:食物过敏的机制、肠道微生物群和代谢物对过敏的影响、易感人群、预防管理策略以及治疗方法(图1A)。
近年来,越来越多的学者开始研究食物致敏和脱敏的机制,旨在理解过敏反应的细胞和分子基础(图1B)。这些研究加深了我们对饮食成分如何影响食物过敏的发生和发展过程的理解。

食物过敏高发原因

目前,食物过敏的发病率逐年上升,这是遗传、环境、免疫和饮食等多种因素共同作用的结果。遗传背景决定了个体对过敏的易感性,而环境卫生条件、微生物暴露和污染物暴露等环境因素通过影响免疫系统的发育和调节进一步增加了过敏风险。此外,肠道屏障功能、微生物群组成和黏膜状况也起着重要作用。

食物过敏的机制

现代食品开发的全球化和复杂性导致了食物过敏发病率的上升。食物过敏是对特定食物成分的异常免疫反应,根据暴露方式和免疫机制的不同,可以分为三种类型:IgE介导的、非IgE介导的和混合介导的反应(Liang等人,2023年)。其中,IgE介导的反应最为常见,其特点是症状出现迅速。

肠道菌群与食物过敏的关系

肠道微生物群构成了我们体内一个极其丰富和复杂的微生态系统,由数亿微生物组成。在这个系统中,有益菌、中性菌和有害菌之间保持着相互制约和平衡(图3)。有益菌通过多种机制建立生物拮抗作用和屏障功能,产生抗菌物质,增强免疫功能,并促进营养物质的吸收。

饮食因素与食物过敏

大量研究表明,肠道微生物群在食物过敏性疾病的发生中起着关键作用。饮食是影响肠道微生物组成的最重要因素之一,饮食变化会直接影响这些微生物群的结构(图4)。研究发现,各种饮食成分(如脂类、糖类、多酚和维生素)可以改变过敏原蛋白的免疫刺激性和生物利用度(表1)。

饮食成分对食物过敏信号通路的影响

饮食成分可以通过多种机制调节肠道微生物群的组成和免疫系统的调节(图5)。膳食纤维(如果寡糖和菊粉)是双歧杆菌乳酸杆菌等有益菌的重要营养来源。这些纤维在肠道内被微生物发酵后产生短链脂肪酸(SCFAs),如丁酸、乙酸和丙酸(Luo等人,2022年)。SCFAs能够增强肠道屏障功能,限制过敏反应的发生。

食物过敏的预防

严格避免过敏原是当前食物过敏管理的基础。这种方法需要仔细识别并消除饮食中的致敏食物。预防食物过敏需要从怀孕到幼儿期的全面干预措施,这些措施应涵盖多个发育阶段和风险因素。母乳喂养是预防食物过敏的首选方法,因为母乳中含有多种免疫活性因子。

食物过敏的治疗

肾上腺素是治疗过敏性休克和过敏反应的首选药物。高风险患者应随时携带肾上腺素自动注射器(如EpiPen,Scurlock等人,2021年)。对于严重的过敏症状,立即使用自动注射器至关重要。这种及时的干预可以在紧急情况下挽救生命。抗组胺药(如西替利嗪)有助于缓解轻度至中度的过敏反应,有效缓解荨麻疹和血管性水肿等症状。

结论

全球食物过敏的发病率持续显著上升,这一趋势已成为全球性的公共卫生问题。食物过敏严重影响患者的生活质量,在极端情况下甚至可能导致危及生命的过敏反应。全球化和食品工业的发展改变了人们的饮食模式。尽管如此,
作者贡献声明
严嘉曦:撰写初稿、数据可视化、研究设计。 牛莉:数据可视化、软件操作。 王伟:撰写、审稿与编辑。 高睿:数据可视化。 郝建雄:项目监督。 饶欢:项目监督。 赵丹丹:撰写、审稿与编辑。 刘学强:资料收集。 田洋:资料提供。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究得到了国家自然科学基金(项目编号:32201950)、河北省自然科学基金(项目编号:C2022208002)、河北省高等教育机构杰出青年学者研究项目(项目编号:BJK2023101)以及陕西省科技厅研究计划(项目编号:2022PT-46)的支持。作者对此表示衷心的感谢。
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