综述：胆碱及其膳食形式在全生命周期的免疫调节特性

《The Journal of Nutrition》：Immunomodulatory properties of choline and its dietary forms throughout the lifespan

　　

胆碱参与全生命周期各阶段广泛的关键生理功能。尽管胆碱在神经递质合成、细胞膜完整性、脂质转运和一碳代谢中的必需性已被广泛研究，但现有证据表明胆碱在免疫功能和炎症中发挥着尚未被充分探索的作用。本叙述性综述综合了临床前与临床研究的证据，系统考察了胆碱对免疫发育与调节的影响。关键发现显示，充足的胆碱摄入——特别是磷脂酰胆碱（Phosphatidylcholine, PC）和鞘磷脂（Sphingomyelin, SM）等脂溶性形式的胆碱——支持免疫细胞信号传导、膜完整性和肠道屏障功能。生命早期的胆碱暴露（包括母体和产后暴露）可程序化免疫发育，增强T细胞功能和细胞因子平衡。补充胆碱，特别是脂溶性形式，还可缓解与肥胖和慢性疾病（如炎症性肠病（Inflammatory Bowel Disease, IBD）、关节炎）相关的免疫功能障碍和/或炎症。观察性数据显示较高的胆碱摄入量与较低的全身性炎症相关（如较低的C反应蛋白（C-reactive protein, CRP）、白细胞介素-6（Interleukin-6, IL-6）），但结果尚无定论且人体试验仍然有限。关键的是，膳食中胆碱的形式具有重要意义。同时含有脂溶性形式（PC、SM）和水溶性形式（游离胆碱（Free Choline, FC）、甘油磷酸胆碱（Glycerophosphocholine, GPC）、磷酸胆碱（Phosphocholine, PhoC））的混合物，比仅含水溶性形式的膳食更能增强免疫发育和功能。

**2. 免疫系统简介**

免疫系统的重要功能在于防御外来侵袭因子的同时维持平衡且受调控的炎症反应。固有免疫系统作为机体第一道防线，由物理和化学屏障以及效应细胞组成，包括吞噬细胞（中性粒细胞、单核细胞和巨噬细胞）、抗原呈递细胞（Antigen-Presenting Cells, APC，如树突状细胞（Dendritic Cells, DC））和细胞毒性细胞（如自然杀伤（Natural Killer, NK）细胞）。适应性免疫系统则提供更为特异和持久的防御，由B淋巴细胞和T淋巴细胞介导，具有免疫记忆能力。CD8⁺细胞毒性T细胞直接杀伤感染细胞，CD4⁺辅助性T细胞（Helper T cells, Th）通过激活其他免疫细胞协助调控免疫应答。Th细胞可分化为多种亚群，包括Th1、Th2、Th9、Th17、Th22、调节性T细胞（Regulatory T cells, Tregs）和滤泡辅助性T细胞（Follicular Helper T cells, Tfh），各亚群产生特异性细胞因子影响炎症反应。例如，Th1细胞产生干扰素-γ（Interferon-gamma, IFN-γ）和肿瘤坏死因子-α（Tumor Necrosis Factor-alpha, TNF-α）等促炎细胞因子参与病原体清除，Th2细胞则释放IL-4、IL-5和IL-13等细胞因子支持抗体产生并通过IL-10促进抗炎反应。

免疫系统发育始于妊娠第四周造血干细胞的出现。早期淋巴样祖细胞由胎儿肝脏迁移至胸腺成熟为初始T细胞。抗原呈递细胞如DC和B细胞同样首先在胎儿肝脏产生。肠道相关淋巴组织（Gut-Associated Lymphoid Tissue, GALT）是免疫应答和耐受发育的关键场所，包括派尔集合淋巴结、孤立淋巴滤泡和肠系膜淋巴结（Mesenteric Lymph Node, MLN）等结构，对免疫监视和耐受诱导至关重要。GALT具有诱导口服耐受的独特能力，防止对无害抗原产生不当免疫应答。Tregs在GALT中生成，对于维持耐受、防止过度免疫反应具有核心作用。肠道菌群组成可影响Tregs分化和抗炎细胞因子产生，从而调节免疫应答。

**3. 胆碱的代谢**

膳食中胆碱以脂溶性形式（PC和SM）和水溶性形式（FC、PhoC和GPC）存在，其吸收代谢途径因形式而异。水溶性胆碱经门脉循环直接转运至肝脏。FC于空肠和回肠吸收，通过钠非依赖性载体介导转运或高浓度时被动扩散进入肠上皮细胞，在细胞内不可逆氧化为甜菜碱或进入胞苷二磷酸（Cytidine Diphosphate, CDP）-胆碱途径合成PC。进入CDP-胆碱途径时，胆碱先磷酸化为PhoC，这是FC转化为PC的关键步骤。肝PhoC浓度与膳食摄入量强相关，对膳食缺乏最为敏感。

脂溶性PC最初由磷脂酶A₂水解形成溶血磷脂酰胆碱（Lyso-phosphatidylcholine, lyso-PC）后被肠上皮细胞吸收。lyso-PC可重新酰化为PC或进一步降解形成GPC及随后FC。脂溶性形式包装入乳糜微粒，经淋巴循环吸收转运，优先递送至脂肪组织和肌肉等外周器官，最后到达肝脏。值得注意的是，无论何种形式，胆碱的主要命运均为转化为PC，该转化发生在所有有核细胞中，哺乳动物细胞膜中约50%的磷脂由PC组成。

**4. 全生命周期胆碱摄入量及主要膳食来源**

目前仅建立了胆碱的适宜摄入量（Adequate Intake, AI）和可耐受最高摄入量（Tolerable Upper Intake Level, UL）。女性AI为425 mg/天，男性为550 mg/天；孕妇和哺乳期妇女因需求增加，AI分别为450 mg/天和550 mg/天。成人UL设定为3,500 mg/天。尚未建立估计平均需要量（Estimated Average Requirement, EAR）和推荐膳食摄入量（Recommended Dietary Allowance, RDA），部分原因是缺乏适合推导膳食参考值的胆碱摄入或状态生物标志物。

**4.1. 婴幼儿和儿童期的胆碱摄入**

母乳是前6个月纯母乳喂养婴儿胆碱迭碱的唯一来源。母乳中总胆碱浓度约为125-166 mg/L，其中PhoC是主要形式，GPC也占相当比例，水溶性形式约占人乳总胆碱含量的84%；少量脂溶性形式主要存在于乳脂肪球膜（Milk Fat Globule Membrane, MFGM）中。母亲胆碱摄入高于AI（>550 mg/天）可增加母乳中PhoC、GPC、FC和总胆碱浓度。婴儿配方粉中总胆碱含量差异显著（311-2280 μmol/L），且与母乳相比FC为主要形式。

1-3岁幼儿平均胆碱摄入量略低于AI水平（约191 mg/天），4-9岁儿童通常可满足AI（平均262 mg/天），但进入青春期后平均摄入量趋于低于推荐水平，女孩221 mg/天、男孩257 mg/天。

**4.2. 成人胆碱摄入**

成人胆碱主要来源包括鸡蛋、乳制品、牛肉、鱼类和豆类。西方队列研究显示约50%的膳食胆碱通过动物产品摄入，其中PC约占膳食总胆碱摄入的50%。植物性蛋白来源较高的饮食通常含水溶性胆碱形式比例较高。动物源性产品通常胆碱含量高于植物性来源且主要以脂溶性形式存在。鸡蛋是胆碱最丰富的膳食来源，主要为PC形式，浓缩于蛋黄中。然而流行病学数据显示全球成人胆碱摄入量普遍低于AI，北美男性平均384 mg/天、女性约276 mg/天，欧洲、亚洲和拉丁美洲国家亦呈相同趋势。加拿大AprON队列研究显示，孕妇和哺乳期妇女估计平均摄入量相似（346.5 mg/天），仅23%和10%的参与者分别达到AI。

**5. 胆碱对全生命周期免疫系统重要性的证据**

胆碱通过与免疫细胞信号和结构的相互作用以及系统性相互作用，在多层面发挥免疫调节功能。健康成人临床试验显示，限制膳食胆碱可导致淋巴细胞凋亡，这是胆碱对免疫功能必需性的最有力证据。

胆碱通过参与磷脂代谢在免疫功能中发挥关键作用，特别是PC和SM的合成。这些磷脂是免疫细胞膜的主要成分，影响膜流动性和结构。PC帮助维持膜完整性并促进膜结合免疫信号蛋白的正常功能。PC的脂肪酸组成可调节炎症反应，如花生四烯酸（Arachidonic Acid, AA）可从细胞PC的sn-2位释放形成二十烷类化合物调控炎症过程；二十二碳六烯酸（Docosahexaenoic Acid, DHA）则参与调节发育、神经保护和抗炎过程。

PC通过参与脂筏（Lipid Rafts）形成影响免疫细胞信号。脂筏是细胞膜中富含PC和SM的特化微域，作为信号分子的组织中心，包括G蛋白偶联受体和Src家族激酶等，对免疫细胞激活和下游信号传导至关重要。PC在维持这些脂筏中的核心作用突显了其在调节T细胞激活、抗原呈递和炎症消退中的重要性。

胆碱及其衍生物（特别是PC）通过多种机制影响炎症过程。胆碱代谢产物如甜菜碱和二甲基甘氨酸可调节炎症介质活性。PC代谢与生物活性脂质如lyso-PC和AA的生成密切相关，lyso-PC可激活Toll样受体（Toll-Like Receptors, TLRs）和其他炎症通路。此外，胆碱通过乙酰胆碱生产影响胆碱能抗炎通路，提示其可通过神经调节调控炎症。在炎症中，核因子-κB（Nuclear Factor-kappa B, NF-κB）通路触发TNF-α等促炎基因表达，而PC可抑制NF-κB转录系统及TNF-α和促炎基因。

SM经肠道消化水解为神经酰胺和鞘氨醇，鞘氨醇磷酸化为鞘氨醇-1-磷酸（Sphingosine-1-Phosphate, S1P），参与免疫细胞 trafficking 和发育；神经酰胺则参与T细胞受体表达和细胞因子产生的调控。

胆碱还通过维持肠道屏障完整性间接调节免疫功能。PC与高度糖基化蛋白黏蛋白相互作用，促进黏膜层疏水性，PC和lyso-PC约占肠黏膜磷脂的90%。胆碱缺乏损害紧密连接蛋白如occludin和zonulin（ZO-1）的表达，导致肠道通透性增加和炎症反应增强。胆碱影响肠道菌群组成，进而影响短链脂肪酸（Short-Chain Fatty Acids, SCFAs）等代谢物产生，丁酸盐对于维持肠上皮细胞完整性和通过促进抗炎通路调节免疫应答至关重要。

**5.1. 胆碱摄入/状态与免疫系统的关联（观察性研究）**

流行病学证据主要关注胆碱与母婴健康及2型糖尿病、肥胖、心血管疾病、非酒精性脂肪肝病等的关系，直接考察胆碱与免疫功能的研究显著不足。希腊ATTICA研究横断面分析（n=3042）发现，较高膳食胆碱摄入与CRP和IL-6等炎症标志物呈负相关。Zhou等报告美国成人中膳食胆碱摄入与白细胞计数呈负相关。但Rohrmann等在1050名健康德国成人中未发现与CRP或IL-6的关联。在肥胖和2型糖尿病等以低度全身性炎症为特征的疾病背景下，较高胆碱摄入与改善葡萄糖代谢、降低总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇、减少体重和体重指数以及改善身体成分相关，但胆碱对免疫功能的直接作用仍待探索。

**5.2. 膳食胆碱及其形式在早期生命免疫系统发育中的作用**

充足母体膳食胆碱对后代发育不可或缺。动物研究显示，妊娠期胆碱缺乏的大鼠后代出现淋巴细胞减少、T细胞刺激指数降低和体外IFN-γ产生减少；即使断奶后补充胆碱，仍观察到长期免疫损伤，包括总辅助性T细胞和活化辅助性T细胞比例降低、刺激后IL-6分泌减少。

多项临床前研究表明，调节膳食中不同胆碱形式的比例可影响免疫系统发育。Lewis等比较了含1 g/kg FC和PC的饲料，发现PC组后代T细胞丝裂原刺激后产生更多IL-2、IL-6和IFN-γ，APC刺激后产生更多IL-6和TNF-α，提示增强的Th1反应。用lyso-PC孵育脾细胞比对照油酸导致更高T细胞增殖，表明增加PC供应支持更好的T细胞功能。

后续研究中，大鼠母鼠分别饲喂含混合大豆胆碱（50%大豆PC、25% FC、25% GPC）或高GPC（75% GPC、12.5%大豆PC、12.5% GPC）的饲料。断奶后标准饲料饲喂发现，混合大豆胆碱和高GPC组后代3周龄时活化辅助性T细胞（CD3⁺CD4⁺CD25⁺）比例更高，关键Th1细胞因子（IFN-γ和TNF-α）产生减少而T细胞增殖（如IL-2产生）维持；10周龄时APC比例较低但产生更多IL-10，提示混合胆碱形式饮食导致更高效的T细胞反应并将免疫系统程序化导向后期较低炎症反应。

含1.7 g/kg胆碱的酪乳饲料（37%乳PC、34% SM、17% GPC、7% FC、5% PhoC）或不含SM的混合大豆胆碱饲料在哺乳和断奶期饲喂，均提高T细胞刺激后TNF-α、IFN-γ和IL-2（仅断奶后代）产生；两种饲料均增加LPS刺激后脾细胞IL-10产生。10周龄后代中，细胞毒性T细胞表达记忆标志物（CD3⁺CD8⁺CD27⁺）比例增加，提示再次免疫刺激时产生更强应答的能力。酪乳组IL-1β和IL-6产生增加，活化B细胞（CD45RA⁺CD86⁺）和巨噬细胞（CD11b/c⁺）比例降低，提示APC对细菌攻击有更大应答能力，可能归因于酪乳饲料较高的SM含量。

肠道相关免疫系统同样快速发展成熟。哺乳期饲喂混合胆碱形式对GALT发育产生程序化效应。高GPC（75%）或100% PC饲料的母鼠后代，MLN中T细胞刺激后IFN-γ产生升高，高GPC饲料还增加IL-2产生。含SM和PC的酪乳及混合大豆胆碱饲料均改善MLN中T细胞反应，增加IL-2和TNF-α产生；SM和PC组还增加IFN-γ产生。用膳食抗原（卵清蛋白, OVA）评估口服耐受发育时，酪乳和混合大豆胆碱饲料组后代MLN中促炎细胞因子TNF-α、IL-6、IFN-γ及IL-2产生降低，IL-10产生升高。这些研究表明，哺乳期提供脂溶性胆碱形式即产生免疫程序化效应，而在哺乳和断奶期均给予时效应更显著，尤其是含多种胆碱形式且富含脂溶性形式的膳食。

人体直接测量胆碱及其不同形式对免疫系统发育影响的研究有限。一项学龄前儿童前瞻性双盲随机临床试验中，每日摄入200 mL添加2.5%奶油来源MFGM浓缩物（提供500 mg磷脂/天）的乳配方，与对照配方相比减少发热天数。另一项双盲随机临床试验中，<2至6月龄的配方喂养婴儿接受MFGM富集乳清蛋白浓缩物（70 mg磷脂/100 mL）或标准配方（30 mg/100 mL），MFGM补充组急性中耳炎发生率降低、退热药使用减少，肺炎球菌血清型1、5和14的IgG浓度较低。这些临床研究表明MFGM补充可能有助于缩小母乳喂养与配方喂养婴儿的营养差距，但文献仍限于相对较小且异质性的研究。

**5.3. 妊娠期和哺乳期膳食胆碱及其形式对免疫系统的作用**

妊娠期和哺乳期胆碱需求虽高，但此关键期免疫系统发育的最佳膳食摄入量尚不明确。标准研究饲料提供1 g/kg FC。一项研究中，初产Sprague-Dawley大鼠饲喂无胆碱饲料或含不同剂量FC（1、2.5、6.2 g/kg）的饲料。无胆碱饲料降低哺乳期母鼠丝裂原刺激后细胞因子产生；增加胆碱至推荐量6倍对免疫反应影响较小，但IL-2、TNF-α和IL-6产生增加，提示更夸张的免疫反应。

后续研究中，含1或2.5 g/kg大豆PC的饲料改善母体啮齿动物APC反应，增加IL-6产生及脾脏DC和巨噬细胞比例。PC增加至2.5 g/kg时，T细胞刺激后脾细胞产生更多IL-2和IL-6，与FC饲料增加剂量无差异形成对比，提示增加脂溶性胆碱形式对T细胞反应的影响大于增加水溶性形式。混合胆碱形式饲料中，混合大豆胆碱或高GPC饲料使母鼠脾细胞产生较少IL-6和IFN-γ而IL-2相似；MLN细胞中IL-2和IFN-γ产生增加。含1.7 g/kg胆碱的酪乳（富含SM及PC、FC、GPC、PhoC）饲料增加脾细胞IL-2、TNF-α和IFN-γ产生。整体而言，母体膳食需含足够混合胆碱形式以维持母体免疫功能。

**5.4. 膳食胆碱对肥胖相关免疫功能障碍的影响**

肥胖及其相关低度全身性炎症与多种慢性疾病相关。中心病理环节是免疫功能障碍，受改变代谢环境和紊乱的炎症通路影响。肥胖导致肠道黏膜破坏、肠道通透性增加，LPS等内毒素进入血流触发全身性炎症。脂肪细胞肥大导致缺氧和细胞死亡，促进脂肪组织中免疫细胞募集，M2样巨噬细胞向M1样巨噬细胞转变，分泌TNF-α和IL-6等促炎细胞因子。

胆碱在肥胖条件下调节免疫应答具有潜力。早期研究表明胆碱丰富饮食降低大鼠内毒素休克模型中循环TNF-α水平并提高存活率。乳源性SM补充通过降低血清LPS和炎症细胞因子水平减少全身性炎症。Azarcoya-Barrera等证明，高脂饮食雄性Wistar大鼠中，含1.5 g/kg胆碱的蛋PC饲料改善脾细胞对T细胞丝裂原的反应，逆转肥胖动物通常出现的免疫抑制。Rusnak等在剂量反应研究中进一步明确，含50%蛋PC和50% FC的1.5 g/kg总胆碱饲料，与高FC饲料相比，通过改善T细胞刺激后IL-2和TNF-α产生有益地管理肥胖相关免疫功能障碍，且50%或更高剂量蛋PC可缓解高脂饮食诱导的肠道通透性。尽管动物模型研究前景乐观，人体证据仍然有限。ATTICA研究等观察性研究表明较高胆碱摄入与CRP和IL-6等炎症标志物呈负相关，但需更多临床试验证实。

**5.5. 膳食胆碱对慢性疾病相关免疫功能障碍的影响**

慢性疾病如心血管疾病、癌症和自身免疫病与持续免疫激活和全身性炎症密切相关。胆碱补充，特别是PC等脂溶性形式，在管理慢性炎症状态中可能发挥重要作用。

IBD背景下，PC在肠黏膜中减少而膳食胆碱显示出调节炎症反应的潜力。Kovacs等证明含2% PC的饲料减少化学诱导结肠炎大鼠的炎症标志物并改善肠黏膜结构完整性。Stremmel等发现UC患者PC补充（6 g/天）使相当数量参与者获得临床缓解。PC还可影响肠道通透性和黏膜免疫应答，如PC补充降低LPS攻击前大鼠肠道通透性、缓解全身性炎症。

MFGM对胃肠道损伤具有保护作用。极低出生体重小鼠补充乳清来源MFGM，显著降低LPS诱导的炎症，循环炎症细胞因子（TNF-α、IL-6、IFN-γ和IL-1β）水平降低，胃肠道炎症减轻，紧密连接蛋白表达增加。临床试验中，20 g/天MFGM补充减少健康成人腹泻性大肠杆菌感染期间胃肠道症状，感染1天后粪便钙卫蛋白（肠道炎症标志物）升高幅度较小。

呼吸系统疾病方面，Mehta等发现氯化胆碱补充（3000 mg/天）降低哮喘参与者促炎血浆细胞因子（IL-4、IL-5和TNF-α）并缓解症状。Keller等关于特应性皮炎的双盲安慰剂对照随机交叉研究发现，每日3 g乳磷脂（含PC和SM）补充改善皮肤病变并调节免疫细胞反应。Hartmann等检验PC对关节炎大鼠早期炎症迹象的缓解作用，口服PC在减轻肿胀方面与非甾体抗炎药同等有效，减少膝关节组织中中性粒细胞积聚和静脉中细胞间黏附分子-1（Intercellular Adhesion Molecule-1, ICAM-1）免疫反应性，提示PC通过减少中性粒细胞介导的微循环炎症反应有益于减轻关节炎炎症。

尽管临床前数据前景良好，人体研究仍然有限。一项随机交叉临床试验显示，每日额外摄入400 mg胆碱（以3个鸡蛋或胆碱酒石酸氢盐形式）4周降低血浆IL-6水平，鸡蛋组CRP水平也降低，但组间无差异，可能部分归因于完成研究的个体数量较少（8名男性和15名女性）。Framingham后代研究和护士健康研究发现较高膳食胆碱摄入分别与较低同型半胱氨酸和CRP水平相关。需更广泛临床试验确认这些发现并评估胆碱补充作为慢性炎症疾病治疗策略的潜力。

**6. 展望与未来方向**

综合证据表明，膳食胆碱的量和形式对全生命周期免疫功能均重要。临床前研究表明，较高比例脂溶性胆碱形式的饲料比较低比例者更能支持免疫发育和功能。人群水平上，人类约50%的总胆碱摄入来自PC，这可能是有利的；但许多人群胆碱摄入仍低于AI。由于人类膳食含混合胆碱形式，公共卫生努力应优先保证充足总胆碱摄入，同时考虑膳食形式。

胆碱在早期发育中的重要性已确立，但其在免疫系统发育和功能中的作用近期才浮现。DHA补充用于缩小母乳喂养与配方喂养婴儿的营养差距提供了有用先例；类似地，需要更大规模、高质量的临床试验才能就胆碱和/或MFGM补充的早期健康获益得出确切结论。目前仅少数配方反映母乳的胆碱 profile（PhoC占主导），大多数配方由FC、PC或其组合主导。仅高PC配方含SM，且SM/PC比例远低于母乳。鉴于胆碱在此关键期的重要性，婴儿营养产品中胆碱含量和形式的更清晰标注以支持知情选择是必需的。

母体免疫功能亦有待进一步研究。鉴于妊娠期和哺乳期高胆碱需求及全球持续低摄入报告，需更多研究确定充足母体胆碱摄入如何有益于母体和婴儿免疫功能。加拿大食品指南仅建议增加胆碱丰富食物消费，这可能不足够。目前大多数产前维生素含胆碱甚少，且通常为水溶性胆碱盐形式，而非脂溶性形式。鉴于PC在维持细胞膜和胎儿脑发育中的重要作用，应考虑产前补充中胆碱的形式。

性别差异在当前文献中鲜有考察。雄性和雌性表现不同免疫表型和代谢并发症，如雌性Wistar大鼠高脂饮食下肥胖表型较轻、细胞因子产生维持更久。因此在推广建议前应调查对PC反应的性别差异，这尤其相关因为雌激素调节磷脂酰乙醇胺N-甲基转移酶（Phosphatidylethanolamine N-Methyltransferase, PEMT）基因活性导致从头PC合成存在性别差异。

这些发现对产业和公共卫生均有意义。产业方面，多项临床前研究表明PC或混合胆碱形式支持更强的免疫挑战应答，提示仅含FC的研究饲料可能不能反映真正的"健康"对照饲料，未来应研究对照饲料中理想的FC:PC比例。公共卫生方面，加拿大和全球现行膳食指南日益强调植物性饮食，若不经仔细规划可能减少总胆碱摄入并将摄入转向水溶性形式，需引起更多关注。

现有证据支持重新审视当前胆碱建议。流行病学数据显示人群胆碱摄入常低于AI，但这不一定转化为缺乏。由于当前AI仅基于一项男性参与者研究，可能不能反映全人群需求。建立EAR和RDA将有助于卫生专业人员规划营养充足的膳食，同时考虑胆碱形式。