《Future Foods》：Insect-derived bioactives for sustainable functional food development: evidence, limitations and translational insights from established natural sources
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在人口快速增长和资源可用性持续受限的背景下，未来可持续食品生产至关重要。研究人员在本综述中强调自然资源在功能食品开发及作为健康相关生物活性化合物来源中的重要性。研究人员以乳源、微生物、真菌、植物和海洋来源生物活性物作为已确立的转化参照，考察昆虫源功能食品和生物
在人口快速增长和资源可用性持续受限的背景下，未来可持续食品生产至关重要。研究人员在本综述中强调自然资源在功能食品开发及作为健康相关生物活性化合物来源中的重要性。研究人员以乳源、微生物、真菌、植物和海洋来源生物活性物作为已确立的转化参照，考察昆虫源功能食品和生物活性物如何可能为炎症性肠病（IBD）与肠道健康、病毒感染、癌症、心血管健康和肥胖研究作出贡献。在这些领域中，昆虫源材料已显示对炎症信号、肠道屏障功能、病毒复制、细胞凋亡、心血管相关通路、脂质代谢和肠道微生物群的作用。然而，多数证据来自体外（in vitro）和动物研究，人体证据非常有限。对于明确化合物和表征组分，机制置信度高于全虫粉或粗提物，后者的活性成分和相关剂量常不确定。与已确立天然来源的比较凸显了化合物表征、证据强度、可重复性、安全性、生物利用度和临床转化方面反复出现的局限。因此，昆虫是功能食品配料和候选生物活性化合物的有前景且可持续来源；然而，当前证据尚不支持将其作为人类疾病的既定治疗方法，除非开展进一步研究。
研究背景：人口增长和资源受限使可持续食品生产成为关键议题，功能食品及天然来源健康相关生物活性物受到关注。乳、微生物、真菌、植物和海洋来源已积累从发现、提取、表征到临床转化的经验；昆虫蛋白含量较高、养殖资源需求可能较低，且昆虫源材料在多类健康相关通路中已有报道。但现有证据多来自体外和动物研究，人体证据有限；全虫粉和粗提物常难以明确活性成分与相关剂量，提取、组成、剂量、模型和结局差异较大，单一研究多、独立重复少，安全性和生物利用度评估不足。因此，研究人员开展批判性叙述综述，按昆虫源材料类型和转化成熟度评价其作为功能食品配料及候选生物活性物的证据，并以已确立天然来源作为转化参照，而非等效疗效比较。结论是昆虫源材料具有前景，但当前证据不支持其作为人类疾病既定治疗，需进一步研究。其意义在于提供从全虫/粗提物走向表征组分和明确化合物的转化框架。
关键技术方法：本研究为批判性叙述综述，未开展新的动物或人体研究，也未使用新样本队列；有限人体证据来自已发表研究，包括cricket powder人体干预试验（clinicaltrials.gov NCT03383341）。研究人员仅纳入Insecta纲来源材料，分为全虫/幼虫制剂、加工提取组分、明确化合物/肽和昆虫分泌物；排除非昆虫节肢动物、植物来源蜂相关材料及无法分离昆虫贡献的多组分配方。证据按实验模型、独立重复、材料与化合物表征、剂量生理相关性、安全性、生物利用度和人体证据进行叙述性评估，未赋正式偏倚风险评分；并以乳源、微生物、真菌、植物和海洋来源已确立生物活性物作为应用特异性转化参照。
研究结果：3.2.1 肠道炎症与肠道健康。3.2.1.1 Mealworm：黄粉虫幼虫粉在DSS（葡聚糖硫酸钠）诱导小鼠结肠炎中改善结肠病理，降低IL-1β（白细胞介素-1β）、IL-6、TNF-α（肿瘤坏死因子-α）及磷酸化IκB和NF-κB（核因子-κB）。3.2.1.2 Cricket：cricket powder人体干预增加Bifidobacterium animalis 5.7倍并降低血浆TNF-α；Gryllus bimaculatus在Caco-2细胞中提高细胞活力，降低TNFα、IL-6、IL-1β、IFN-γ并降低肠道上皮通透性。3.2.1.3 Black Soldier Fly（BSF，黑水虻）：BSF幼虫油在巨噬细胞和DSS结肠炎小鼠中抑制TLR刺激后促炎细胞因子释放，转录组提示经mTOR（雷帕霉素机制靶点）和PPAR（过氧化物酶体增殖物激活受体）发生免疫代谢偏移；20%油饮食改善体重丢失、结肠缩短、脾肿大和早期分泌型IgA（免疫球蛋白A）。3.2.1.4 Comparison：与发酵食品、海藻和海洋壳聚糖等机制重叠，但昆虫活性成分常不明确，人体证据少。3.2.2 抗病毒。3.2.2.1 Coleoptera（鞘翅目）：PBSL多糖PBS-P抑制鼠诺如病毒复制，涉及IFN-β、TNF-α及NF-κB、STAT1/2、TBK1-IRF3；R. ferrugineus和S. littoralis粗乙酸乙酯提取物对HAV（甲型肝炎病毒）和HSV-1（单纯疱疹病毒1型）抑制较低。3.2.2.2 Lepidoptera（鳞翅目）：S. littoralis提取物呈类似低抑制；Podalia sp.和M. albicollis血淋巴及组分3抑制HSV复制；cecropin抑制HIV-1（人类免疫缺陷病毒1型）基因表达和感染性病毒产生，ID50为2–3 μM。3.2.2.3 Blattodea（蜚蠊目）：E. sinensis多糖降低HepG2.2.15细胞和HBV（乙型肝炎病毒）转基因小鼠HBsAg、HBeAg、HBV DNA、RNA及核心蛋白，涉及TLR4、IFN-β、TNF-α和IL-6；P. americana PAE60对HSV-2的IC
50=4.11±0.64 μg mL
?1，选择性指数64.84，对HSV-1的IC
50=25.6±3.16 μg mL
?1。3.2.2.4 Comparison：与乳蛋白、海洋代谢物和溶瘤病毒比较；明确肽/多糖的机制证据强于粗提物，但主要限于细胞和动物，缺生物利用度和人体证据。3.2.3 抗癌。3.2.3.1 Coleoptera：cantharidin抑制NCI-H460迁移侵袭，降低MMP-2/-9，调控FAK、RhoA、AKT、ERK1/2、p38、JNK1/2、NF-κB、uPA及NF-κB p65；诱导EAC细胞凋亡、坏死和自噬，降低线粒体膜电位，激活caspase-9和-3/7并降低乳酸脱氢酶；水甲虫蛋白提取物降低PC-3活力并增加Cyt-C和caspase-3。3.2.3.2 Lepidoptera：Bombyx mori和Samia ricini蛹蛋白提取物抑制MCF-7，降低IL-6、IL-1β和TNF-α；sericin促SW480凋亡，激活caspase-3并下调Bcl-2；silkworm pup protein在裸鼠结肠癌模型中降低TNF-α和IL-2、增加IFN-γ，降Ki-67、增cleaved caspase-3、降Vimentin、增E-cadherin；YASPVH抑制HCC-1937增殖和转移，经线粒体功能障碍Bcl-2/Bax/caspase-3通路和内质网应激通路抑制EMT（上皮-间质转化）。3.2.3.3 Hymenoptera（膜翅目）：bee venom诱导结肠癌细胞凋亡，增DR4/DR5、p53、p21和Bax，激活caspase-3/-8/-9并抑NF-κB；裸鼠xenograft中降肿瘤体积和重量；MEL和PLA2单独有细胞毒，联合作用更强并破坏癌细胞膜完整性。3.2.3.4 Comparison：已确立天然抗癌物体现从复杂材料到化学明确且可重复活性化合物的进展；昆虫研究正从全虫/粗蛋白走向cantharidin、sericin、melittin和YASPVH，但多为细胞或动物异种移植，选择性、系统毒性、递送、生物利用度和体内暴露仍不足。3.2.4 改善心血管功能。3.2.4.1 Hymenoptera：Apis mellifera幼虫补充小鼠提高HDL-C（高密度脂蛋白胆固醇）、降低LDL-C（低密度脂蛋白胆固醇）和致动脉粥样硬化指数；bee venom缓解ISO诱导心肌肥厚，melittin被预测靶向ACE（血管紧张素转换酶）和REN（肾素），抑β-MHC、ANP、BNP及JAK2/NF-κB和IL-1β；但全蜂毒效应不能全归因于melittin。3.2.4.2 Coleoptera：TML蛋白提取物具ACE抑制活性，YAN和NIKY肽显示抑制；脱脂TML补充4周降低SHR（自发性高血压大鼠）血压，改善心率和冠脉灌注压，增红细胞GSH/GSSG并降脑炎症细胞因子。3.2.4.3 Comparison：与阿司匹林、地高辛、海洋omega-3和乳清蛋白比较；昆虫证据仍为生化、细胞和啮齿类，口服生物利用度、有效剂量和浓蜂毒成分安全需研究，无明确昆虫源心血管化合物的人体证据。3.2.5 抗肥胖和体重管理。3.2.5.1 Mealworm：TML乙醇提取物在脂肪细胞中降脂质积累达90%，激活AMPK（AMP活化蛋白激酶）和MAPKs，肥胖小鼠减重并改善肝健康/肝酶；<1 kDa flavourzyme水解物在3T3-L1细胞增强脂肪生成和脂质积累，上调C/EBPδ、下调p27；脱脂TML或Alphitobius diaperinus在高脂饮食小鼠减重、改善HDL/LDL及能量代谢/炎症/抗氧化基因；TML非蛋白提取物抑胰脂肪酶、降胆固醇生物可及性、抗氧化、降iNOS、增线粒体呼吸和AKT磷酸化；老龄肥胖小鼠TML油和发酵提取物降体脂和血清甘油三酯、恢复B细胞和细胞因子；TML/A. diaperinus蛋白改变肠道菌群alpha多样性。3.2.5.2 BSF：BSF幼虫MCFAs（中链脂肪酸，主要月桂酸）在高脂饮食小鼠减重、改善血脂、降血糖和leptin、降下丘脑内质网应激，经能量消耗和产热；BSF幼虫油改善母体糖耐量和胰岛素敏感性，减哺乳期高脂饮食增重、降血脂和氧化应激，抑PPAR/MAPK；Hermetia illucens壳聚糖抑脂肪细胞分化和脂质积累，抑ROS、mTOR和PPARγ，高脂小鼠降白色脂肪、肝重和血浆胆固醇并调节菌群。3.2.5.3 Bee venom：抑脂肪细胞分化和脂质积累，高脂肥胖小鼠减重，下调C/EBPs和PPARγ，激活AMPK和ACC；作为分泌物，其效应归全蜂毒而非明确肽。3.2.5.4 Comparison：与母乳、植物和发酵食品比较；昆虫证据异质且制备依赖，一例低分子量TML水解物反而增脂肪生成，说明不能以物种整体概括；缺人体疗效、长期安全、消化稳定性和生物利用度。3.3 跨领域比较与转化综合：证据强度更多由材料性质和表征决定，明确化合物和表征组分比全虫粉或粗提物更利于评估机制与剂量；与已确立天然来源比较识别出转化路径，包括活性化合物表征、生产标准化、独立模型确认、生理相关剂量、消化稳定性/药代、安全性和人体研究；多数昆虫材料处早期，功能食品和药物开发要求不同，不能由昆虫来源或报告机制推断适用性。3.4 总体局限与未来展望：多数为体外/动物证据，单研究多且独立重复少，提取、组成、剂量、模型和结局差异大；全虫/副产物常缺活性成分表征；昆虫生物活性受物种、发育阶段、饮食、加工和环境条件影响，代谢文献存在制备依赖甚至矛盾结果；提取分离利于标准化，但全虫基质协同作用需单独解释；干预期短、剂量相关性和生物利用度不足、安全报告有限；未来需标准化生产、组成分析、独立重复和严谨人体试验。
讨论与结论：讨论强调，昆虫源材料在炎症、病毒感染、癌症、心血管功能和代谢调节相关实验中显示生物活性，但证据成熟度取决于受试材料是全虫、加工组分还是明确化合物；与已确立天然来源的机制相似性只说明生物学合理性，不等于等效疗效、安全性或转化成熟度。当前主要局限包括人体证据少、活性化合物表征不足、标准化缺乏、剂量与生物利用度不明、长期安全性资料有限。结论部分翻译：特定昆虫源制剂和化合物是潜在功能食品配料和生物活性物的新兴来源，已在肠道炎症与肠道健康、病毒感染、癌症、心血管功能和代谢调节中报道健康相关生物活性；但证据须按全虫制剂、加工组分或明确化合物解释。当前发现支持进一步研究而非既定治疗用途。气候变化和人口增长使食品资源需求增加，食用昆虫生产的蛋白含量和可能较低资源需求可支持未来粮食安全和气候可持续目标，这些营养和环境属性为开发昆虫食品提供额外理由。总体而言，昆虫源材料值得作为功能食品配料和明确生物活性化合物来源进一步研究；其可持续食品系统贡献应与健康相关生物活性独立评估。目前证据未确立临床疗效，也不支持将昆虫源材料用于慢性病管理；但新兴研究支持进一步研究昆虫源功能食品和生物活性物与慢性病相关通路。食用昆虫食品的持续开发可有助于气候可持续和粮食安全目标。
