IgG相关食物不耐受与肠道免疫微环境相关性的研究进展

文摘   2024-09-29 14:00   北京  

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DOI10.3877/cma.j.issn.2095-7157.2024.03.012

基金项目:中央保健科研课题(WJ2017023

作者单位:100853北京,解放军总医院解放军医学院1100853 北京,解放军总医院第二医学中心消化内科2

通信作者:石卉,Email: shihui3012187@163.com


【摘要】食物不耐受(FI)是指由食物或食物成分以正常人群耐受的剂量引发的不适,其发生率约为15%~45%,大多数患者无临床症状,仅表现为血清学食物特异性免疫球蛋白(IgG)检测异常,提示FI可能是一种免疫相关疾病。肠道免疫微环境(IIME)由肠上皮细胞、多种免疫细胞、免疫调节因子和微生物组成,对于维持肠道健康和整体免疫功能起着至关重要的作用。近年来有研究表明,FI患者的肠道免疫细胞数量和活性可能发生改变,其分泌的免疫调节因子的表达也会受到影响。本文将就IgG相关FIIIME相关性的研究进展进行综述。

【关键词】食物不耐受;肠道免疫微环境;免疫细胞;免疫调节因子;免疫球蛋白G


一、食物不耐受概述

1.食物不耐受的定义:食物不良反应是指因摄入、接触或吸入食品、其衍生物或其中所含的添加剂所引起的任何临床异常反应,它们可以归类为食物过敏(food allergy, FA)和食物不耐受(food intolerance, FI)1]。FI是指由食物或食物成分以正常人群耐受的剂量引发的不适,占食物不良反应的绝大多数,患病率约为15%~45%2]。其常见的消化道症状包括腹胀、腹痛以及腹泻[3],但大多数患者无临床表现,仅表现为血清学特异性食物免疫球蛋白(immunoglobulin, Ig) G检测异常,提示FI可能是一种免疫相关疾病。FA是由摄入食物蛋白抗原引发的免疫系统的病理反应,即使接触非常少量的过敏性食物也会引起临床症状,严重程度从轻度到危及生命不等,大多数由IgE介导[4]。与FA相比,FI呈现延时性、数量依赖性、累积性的特点,症状通常在进食后数小时至数天才出现。目前认为FI是由特异性IgG介导的Ⅲ型变态反应,其发病机制尚不清楚,可能与食物成分的药理作用、非乳糜泻麸质敏感性、酶缺乏或转运缺陷[5]有关。某些食物如含有乳糖、麸质、生物胺和某些食品添加剂,可能会增加不耐受个体的潜在健康风险。

2.FI的检测原理和常用方法:为了准确诊断FI,需要进行详细的病史询问、饮食和生活方式评估,并进行血液和粪便化验、内窥镜检查或放射影像学以排除器质性疾病和FA5]。然而,在临床上用于识别特定FI的试验数量有限。目前,双盲安慰剂对照口服挑战试验(a double-blinded, placebo-controlled oral challenge, DBPCFC) 被视为FI诊断的金标准,该试验通过排除食物以达到症状改善,然后逐渐重新引入食物,诱导症状以确定不耐受[6]。此外,氢和/或甲烷呼气测试与共聚焦激光显微内镜也被广泛认可作为检查FI的方法[7],但均较为繁琐而未被普遍应用。

目前临床上最常用的是食物特异性IgGIgG4血清学检验,指通过酶联免疫吸附试验测定食物或食物成分的IgGIgG4浓度[8],以此阳性结果诊断FI,可将其界定为食物特异性IgG相关FI,此方法简便易行,大多数研究采用此方法诊断FI,故将本文将研究对象限定为食物特异性IgG相关FI患者。其余检查包括细胞毒性测定、皮肤电试验、毛发分析等[9]。随着科技的不断进步,新技术如基因测序和蛋白质组学,在综合考虑个体的遗传背景、环境因素和免疫系统的状态的基础上,有望在FI的诊断中发挥更大的作用,帮助确定FI的类型和原因。

二、IgG相关FIIIME相互作用

1.肠道免疫微环境(intestinal immune microenvironment, IIME)IIME的主要组成部分为:肠上皮细胞(如肠黏膜上皮内淋巴细胞)、免疫细胞(如巨噬细胞、肥大细胞、T细胞);免疫因子(如细胞因子、趋化因子和微生物群落(包括有益菌和有害菌),它在维持肠道健康、抵御病原微生物入侵以及调节免疫应答等方面起着重要作用[10]。

IIME通过调节肠道黏膜屏障的完整性和分泌的免疫因子,维持肠道屏障功能,保护机体免受感染和炎症的侵害[11];通过调节免疫细胞的活化和功能,确保对有害物质和微生物免疫应答的适度性和准确性,有助于防止过度炎症反应和自身免疫疾病的发生[12];通过免疫细胞和因子的介导、肠道微生物的改变,影响全身免疫应答和免疫耐受的建立,因此,IIME的紊乱可能导致全身免疫功能的异常[13]。

2. IgG相关FIIIME的关联性:正常情况下,肠道免疫系统已经获得了避免对食物产生过度反应的机制,但由于某些尚未确定的原因,一些人对食物和其他蛋白质反应异常,表现为肠黏膜的免疫相关炎症[14]。研究表明,由于人体缺乏相应的酶,导致FI无法完全消化相应的食物,使其以多肽或其他分子形式存在,被人体误认为外来介质,刺激肠道黏膜淋巴组织产生IgG,并结合形成免疫复合物,进而引发肠道免疫相关炎症[15]。同样有相关研究指出,慢性抗原暴露后,不仅肥大细胞,而且嗜酸性粒细胞和淋巴细胞均浸润肠黏膜[16],通过分泌细胞因子和信号传导通路的调节,引起IIME的改变,进而导致躯体不适,甚至疾病的发生。

1 IgG相关FIT淋巴细胞:IgG相关FI促进T淋巴细胞向辅助性T细胞(T helper, Th)1亚群极化,并在Th1细胞中通过正反馈环刺激干扰素(Interferon, IFN)-γ及食物特异性IgG的产生,抑制Th2亚群的分化。Th1细胞的主转录因子为T-bet,主要分泌IFN-γ,参与对细胞内病原体(如分枝杆菌属和病毒)的免疫应答;GATA3Th2细胞的主要转录因子,它负责调控Th2细胞分泌白细胞介素(interleukin, IL)-4/IL-5/IL-13等细胞因子,参与对较大的细胞外病原体(如蠕虫)的免疫应答,也参与不同类型的过敏性疾病,如FA17]。Dieterich 等[18]检查并比较了FAFI患者的肠黏膜,发现FA患者肠道TNF-α水平升高且IFN-γ值降低,但FI患者呈现出低IgETNF-α水平,而IgGIFN-γ值明显增加。Cardoso等[19]在食物诱导的FA模型中发现,小鼠肠黏膜的特异性IgETNF-α的表达水平升高,IgGIFN-γ水平降低;Brottveit 等[20]则在麸质不耐受的患者中发现,连续每天吃4片含麸质的面包后,肠黏膜的上皮内淋巴细胞密度更高且IFN-γ mRNA表达水平明显增加。同样有研究发现,牛奶过敏儿童的Th1反应降低,但IL-4的水平增高;壳聚糖低聚糖处理过敏患者可降低Th2细胞因子(IL-4IL-5IL-13)水平,并增加Th1细胞因子(IFN-γ)水平,从而发挥抗过敏作用[21]。Th1极化的CD4+ T细胞的存在及其产生的IFN-γ抑制B细胞类转换为IgE,而促进类转换为IgG,这类抗体在介导抗体依赖的细胞毒性方面尤为重要,并在FI中高表达。以上研究均表明IgG相关FI介导IIME高表达Th1细胞及其所分泌的细胞因子,FA则与Th2细胞及其细胞因子有关(图1)。


IgG相关FI可使肠上皮内淋巴细胞(intraepithelial lymphocytes, IELs) 数量增加,肠上皮间隙和绒毛腔隙变宽。IELs是一类特殊的黏膜T淋巴细胞,约占体内T淋巴细胞的50%22],被称为肠黏膜屏障的哨兵,在肠道免疫耐受中起重要作用。研究发现[23],谷物产品引起的IgG相关FI可以导致消化道免疫炎症变化,不同部位的胃肠道IELs数量均显著增高,因此IELs介导的细胞毒性可能与FI的发病机制有关。

2 IgG相关FI与巨噬细胞(macrophages, MФ):活化的MФ可分为M1M2两种表型,又称为“经典活化型”和“替代活化型”[24]。M1参与Th1特异性免疫反应诱导极化,M2主要参与Th2特异性反应[25]。IgG相关FI介导MФ向M1极化,通过增加IL-12水平,作用于Th1细胞提高IFN-γ在IIME中的表达,其他来源的IFN-γ亦可刺激MФ向M1促炎表型极化,增强其趋化因子分泌能力。研究发现[26]:葡萄糖不耐受(glucose intolerance, GI)会诱导肠道反应,激活MФ,主要表现为M1MФ水平升高,M2MФ表达降低,通过提高M2MФ水平,增加IL-10和蛋白激酶B磷酸化,可有效治疗GI

3 IgG相关FI与自然杀伤(natural killer, NK)细胞:IgG相关FI可促进NK细胞分泌IFN-γ,该来源的IFN-γ激活M1MФ,导致其分泌的IL-12水平增加,从而建立一个正反馈回路,使IIME中的细胞因子环境有利于Th1型免疫应答。在先天免疫反应中,NK细胞和NKT细胞是产生IFN-γ的主要细胞;在适应性免疫反应中,CD4+ T细胞和CD8+ T细胞亚群是IFN-γ的产生者,并且只有Th1亚群才能有效地产生IFN-γ[27]。NKT细胞在饮食诱导的GI的发展中起着重要作用[28],将NKT细胞过继转移到缺乏NKT细胞的小鼠体内,可观察到肝脏宏观脂肪变性转变为微观脂肪变性,并显著改善GI;另有研究表明,口服IgG初乳可增加NKT细胞的数量,缓解肝损伤和胰岛素抵抗,改善GI29]。

4 IgG相关FI与肥大细胞(mast cells, MCs):IgG相关FI可促进MCs数量增加,释放炎性介质,改变肠黏膜通透性。研究显示[30],MCs可通过合成和释放多种生物活性物质,如组胺、血清素、细胞因子及脂质代谢产物等,激活免疫作用,影响肠上皮完整性和功能,改变肠道黏膜通透性,导致相关临床症状;另有研究[31]发现MCs通过释放促炎介质直接与麦醇溶蛋白片段发生反应,刺激先天性和适应性免疫反应,与M1MФ的高表达、中性粒细胞增加、以及IgG相关FI发作和进展期间的组织损伤严重程度有关。因此,肠黏膜MCs计数可作为监测IgG相关FI严重程度的标志物。

5 IgG相关FI与嗜酸性粒细胞(eosinophils, EOS):IgG相关FI诱导EOS脱颗粒,导致肠上皮屏障功能障碍。EOS可作为抗原呈递细胞,促进T细胞向Th1型或Th2型极化诱导炎症[32];亦可作为直接效应细胞释放毒性颗粒蛋白,包括主要碱性蛋白(major basic protein, MBP)、嗜酸性粒细胞过氧化物酶(eosinophil peroxidase, EPO)等。已有研究证实,MBPEPO对肠上皮有毒性作用,并可迅速诱导上皮屏障功能障碍,EOS高表达的Fcγ受体(Fcγ receptor, FcγR)Ⅰ是人类IgG唯一的高亲和力受体,IgG可通过结合FcγRⅠ而增强EOS的活性[33]。Sequeira 等[34]报告一例患有缺铁性贫血的患者在长期服用补铁制剂后诱发不耐受,在外周血、腹水、胃肠黏膜均发现大量EOS;另有学者发现自我报告FI的类风湿性关节炎患者在进行食物激发试验后,肠黏膜嗜酸性粒细胞阳离子蛋白显著增加,表明IgG相关FI可通过促进EOS脱颗粒诱发其他疾病,但在乳糖不耐受患者中EOS很少累及肠上皮或隐窝[35]。

综上,IgG相关FI作为一种高患病率疾病,目前认为是由特异性IgG介导的Ⅲ型变态反应,大多数患者虽无临床症状,但可出现肠道免疫微环境改变,包括:CD4+ T细胞向Th1极化、IELs数量增加、MФ向M1 极化、MCs的活化、EOS的脱颗粒,并通过这些途径大量分泌IFN-γ,介导肠道或全身疾病的发生发展。IgG相关FI所产生的肠道免疫微环境改变是否持续存在及对人体有怎样的影响尚需进一步探索。

参考文献(略)

孙冠超, 万军, 石卉. IgG相关食物不耐受与肠道免疫微环境相关性的研究进展[J/CD.中华胃肠内镜电子杂志,2024113: 200-203.

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