Introduction

自20世纪初Elie Metchnikoff发现益生菌以来，研究人员对其进行了广泛的研究，益生效果受到研究人员和消费者的好评。益生菌能调节肠道微生物群，维持肠道稳态，并调节其他生理状况。益生菌产品可用于治疗/缓解便秘、心血管疾病、高脂血症、高血糖、高血压等临床症状。乳酸杆菌常见于发酵食品中，并经常用于工业食品发酵，乳杆菌属的许多成员被普遍认为是安全的（GRAS）。乳酸杆菌属于革兰氏阳性菌，存在于各种自然环境中。现代食品和健康产业一直在研究和开发广泛的益生菌菌株，这些菌株是从食品、饲料、植物、动物和人类等营养丰富的生境中分离出来的。已有大量报道指出，益生菌对人类健康有益。最近的研究也表明，乳酸杆菌的使用可以减轻抗生素引起的副作用，如肠道生物紊乱、腹泻和免疫失调。最常用的益生菌乳酸杆菌属包括嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌和植物乳杆菌（ Lactobacillus plantarum）等。

近来， L. plantarum 因部分菌株在临床上表现出调节胃肠功能、降低血清胆固醇、增强免疫力等良好效果，被应用于促进健康的产品中。食用益生菌产品最明显的一个有益健康的作用是免疫调节。随着细胞生物学和分子生物学的发展，人们对益生菌如何调节免疫系统有了更深入的了解。关于 L. plantarum 物种的临床和实验工作已经得到了有力的证据。该物种已被发现能够调节先天性和适应性的细胞免疫和体液免疫。例如，有研究表明，服用 L. plantarum IS-10506可以提高成年特应性皮炎患者的白细胞介素（IL）-4和IL-17的水平。此外， L. plantarum 可以通过提高抗炎因子（IL-10）水平，同时降低促炎因子（肿瘤坏死因子（TNF）-α、IL-6和IL-8）水平，缓解铁人三项运动后的氧化应激。此外， L. plantarum IS-10506可以通过降低特应性皮炎患儿血清中的IL-17、IL-4和干扰素（IFN）-γ水平来调节免疫系统。

荟萃分析最早由英国心理学家Glass命名。2001年的一项报道指出，荟萃分析是将多个研究数据的结果进行统计分析，评价干预措施对受试者影响的有效方法。一些研究者利用荟萃分析探讨了益生菌对过敏的治疗作用和对肠道菌群的调节作用。L. plantarum具有许多生理功能，其中免疫力是最重要的功能之一。然而，目前还没有具体的数据表明L. plantarum在免疫调节中的作用。因此， 内蒙古农业大学的Wei Zhao、Chuantao Peng、Wenyi Zhang等 设计了这项关于L. plantarum使用效果的荟萃分析研究，主要侧重于过去几十年中进行的免疫调节研究。

Results

文献检索结果

从4 个数据库中共检索到677 篇参考文献（去除重复的研究后）（图1）。根据标题和摘要，排除了641 篇不相关的文章，因为这些文章是动物试验和体外研究。其余36 篇文章在阅读全文后是相关的。根据纳入和排除标准，其中30 篇文章被排除（2 篇文章与本荟萃分析无关，1 篇文章不是安慰剂对照试验，17 篇文章不充分，10 篇文章基于非盲试验）。最终，本次荟萃分析只考虑了6 篇文章。在纳入的文章中，第1篇测量了两项免疫相关指标，因此本研究被视为两项独立试验；第2篇也测量了两项不同的免疫相关指标；第3篇测量了四项不同的免疫相关指标；第4篇测量了四项不同的免疫相关指标；第5篇测量了三项不同的免疫相关指标；第6篇测量了三项不同的免疫相关指标。因此，本荟萃分析纳入了18 项随机对照试验。

图1 荟萃分析流程图

数据提取结果

从所选临床试验中提取数据。如表1所示，提取的数据包括益生菌菌种、干预措施、实验类型、干预剂量、样本量和结果指标信息。参与者总人数为1047 人，其中益生菌组514 人，安慰剂组533 人。此外，本次荟萃分析选取的免疫参数为TNF-α、IL-4、IFN-γ和IL-10。

表1 数据提取

数据分析

采用Review Manager 5.3（Cochrane协作网）对4 项指标进行统计分析，包括TNF-α（4 项研究）、IL-4（5 项研究）、IFN-γ（4 项研究）和IL-10（5 项研究）。这些指标的平均差异和95% CI如图2～图5所示。

采取干预措施后，在5 项关于IL-4的研究中，有2 项研究的95% CI为0（下限＜0，上限＞0）（图2）。其他3 项研究的95% CI的上下限均＜0，说明这些研究具有统计学意义， L. plantarum 干预对IL-4有效。总效果的平均差值为−0.48 pg/mL（ P ＜0.05），其95% CI为−0.79～−0.17 pg/mL，说明 L. plantarum 能有效降低IL-4的水平，调节宿主免疫力（图2）。

图2 L. plantarum对IL-4影响的森林图

森林图显示，纳入的5 项关于IL-10的研究中，第一项和最后一项研究的95% CI均为0（下限＜0，上限＞0），即本研究无统计学意义，L. plantarum治疗不能有效调节IL-10水平。其他3项研究的95% CI上下限均＞0，说明这些研究有统计学意义，L. plantarum对调节IL-10水平有效。总效应的平均差值为9.88 pg/mL（P＜0.05），95% CI为6.52～13.2 pg/mL，表明L. plantarum在提高IL-10水平、调节宿主免疫力方面具有一定的有效性（图3）。

图3 L. plantarum对IL-10影响的森林图

TNF-α的森林图显示，4 项研究中有一项研究的95% CI为0（下限＜0，上限＞0），表明该研究对TFN-α没有统计学意义。其他3 项研究的下限和上限均＜0，说明这些研究具有统计学意义，L. plantarum治疗能有效调节TNF-α的水平。总效果的平均差值为−2.34 pg/mL（P＜0.05），95% CI为−3.5～−1.19 pg/mL，说明L. plantarum能有效降低TNF-α的含量，调节免疫系统（图4）。

图4 L. plantarum对TNF-α影响的森林图

IFN-γ的森林图显示，4 项研究中95% CI的上下限均＜0，说明对IFN-γ有显著影响。L. plantarum处理对调节IFN-γ水平有效。总效果的平均差值为−0.99 pg/mL（P＜0.05），95% CI为−1.56～−0.41 pg/mL，说明L. plantarum治疗能有效降低IFN-γ的含量以调节免疫系统（图5）。

图5 L. plantarum对IFN-γ影响的森林图

Discussion

IL-4是一种T细胞衍生的B细胞生长因子。在过去的几十年里，免疫学研究大大扩展了对IL-4的细胞来源和功能的认识。IL-4作为一种抗炎细胞因子，已被应用于临床生物材料中，以促进植入手术后的伤口愈合，降低免疫反应。IL-4主要促进CD8 + T细胞增殖，内源性IL-4可抑制IL-10的分泌，促进TNF-α和GM-CSF的释放。在先前的试验中， L. plantarumIM76能显著降低由房屋灰尘过敏原引起的过敏性小鼠的IL-4水平。同样，从印度尼西亚发酵乳制品 dadih中分离出的益生菌菌株 L. plantarum IS-10506可以下调轻度特应性皮炎儿童的IL-4。此外， L. plantarum的裂解物可以抑制Nc/Nga小鼠的IL-4水平，调节特应性皮炎等炎症性疾病。这些研究结果与目前的研究结果一致，即食用 L. plantarum能显著降低IL-4水平。除T细胞外，IL-4还可由肥大细胞、嗜碱细胞等髓细胞和NTK细胞等先天性淋巴细胞产生。它是2型免疫反应的代表细胞因子，在调节宿主免疫方面起直接作用。

荟萃分析发现，食用L. plantarum可增强IL-10的产生。有研究表明，L. plantarum 299可以通过调节IL-10的产生来调节Th1和Th2细胞的比例。另一项研究表明，L. plantarumLS/07能促进结肠炎大鼠的IL-10产生，因此L. plantarum LS/07可用于治疗炎症性疾病。此外，给大鼠服用L. plantarum CIRM653能上调克雷白氏菌感染的肺炎大鼠的IL-10水平。作为一种抗炎因子，IL-10对保护宿主免受病原体感染的免疫反应急性期的组织损伤至关重要。这种调节机制有助于维持T细胞的平衡。此外，IL-10几乎可以由所有的免疫细胞产生，以自动调节这些细胞的功能。IL-10通过抗原呈递细胞（APCs）发挥免疫抑制作用。IL-10能显著抑制APC，尤其是巨噬细胞和树突状细胞（DC）。IL-10可以减少主要组织相容性复合体（MHC）II类分子以及共刺激分子（CD）80和CD86的表达。此外，它还能促进B7-H1分子的表达，降低APC抗原呈递能力。IL-10的另一个重要作用是抑制DCs和巨噬细胞分泌IL-1、IL-6、IL-12等促炎因子和肿瘤坏死因子。综上所述，IL-10可作用于多种免疫细胞亚群，以多种方式发挥免疫抑制作用，在抗炎症方面发挥了重要作用。

研究结果表明，摄入L. plantarum能显著降低TNF-α水平，这与之前的一项研究表明补充L. plantarum能降低有代谢综合征的雄性Wistar大鼠的TNF-α浓度是一致的。此外，摄取L. plantarum C4可以抑制雄性BALB/c小鼠体力运动后的TNF-α产生。此外，一种L. plantarum菌株能减弱非酒精性脂肪性肝炎（NASH）大鼠的TNF-α水平。TNF-α是一种主要由巨噬细胞分泌的细胞因子，其功能是通过调节免疫细胞来调节全身炎症。另一方面，作为一种内源性热原，它可以引起发热、细胞凋亡，同时防止肿瘤发生和病毒复制。在炎症状态下，TNF-α可促进其他炎症细胞因子的表达并加重炎症。它还可导致中性粒细胞的移动，干扰胃黏膜内皮细胞的功能，造成胃黏膜损伤。TNF受体可向细胞传递生存和死亡信号，在细胞增殖、分化、凋亡、调节免疫应答、诱导炎症等方面发挥重要作用。

目前的荟萃分析发现，食用L. plantarum能显著降低人类受试者的IFN-γ产生。同样，有研究发现，L. plantarum KLDS1.038可下调IFN-γ的分泌，通过免疫抑制促进小鼠恢复。另有研究表明，L. plantarum P-8可以降低应激成年人的IFN-γ等促炎细胞因子的水平。另一项研究表明，L. plantarum C4可以减少IFN-γ的产生，通过免疫抑制避免小鼠肠道感染。IFN-γ是一种促炎细胞因子，主要由活化的NK细胞和Th细胞产生。IFN-γ的主要生物学效应是免疫刺激，诱导多种抗原呈递细胞表达MHC-I/II分子，激活巨噬细胞和单核细胞，增强免疫细胞的裂解活性，以及增强其他细胞因子如IL-1、IL-6、IL-8和TNF-α的分泌。虽然IFN-γ作为一种促炎细胞因子，能增强宿主的免疫力，但在某些场合下，它的过量分泌可能会对宿主造成有害的组织损伤。因此，在某些情况下，利用L. plantarum的免疫抑制特性防止过强的免疫反应将是有益的。

有研究表明，L. plantarum菌株通过与病原菌竞争限制营养素、抑制病原菌生长、调节肠道微生态、形成生物屏障来发挥其免疫调节功能。此外，L. plantarum通过代谢产生乳酸、二乙酰、细菌素等，可调节结肠环境和微生物组，提高其在其他共存微生物菌群中的竞争优势。此外，L. plantarum可能通过几种机制与宿主免疫相互作用。首先，L. plantarum可以通过影响非特异性免疫反应并提高各种免疫细胞的活力，如多形核细胞（主要是中性粒细胞）和参与单核吞噬的细胞（如巨噬细胞），来达到免疫调节作用。这些细胞与自然杀伤细胞一起刺激单核因子（如溶酶体酶和活性氧）的分泌。第二种机制是影响细菌的特异性免疫反应，如血清和黏膜表面的IgA、IgG和IgM水平增加。因此，增强体液免疫功能，促进B淋巴细胞、T淋巴细胞的成熟和增殖，增强细胞免疫反应是L. plantarum免疫调节的一些机制。另一方面，L. pantarum可能会减少促炎细胞因子（如TNF-α和IFN-γ）的产生，并通过IL-10诱导的抗原特异性T细胞功能障碍来诱导外周耐受。

Conclusion

本研究对L. plantarum给药效果进行了荟萃分析，主要集中在近十年来进行的免疫调节研究。所得结果显示，L. plantarum能显著提高IL-10的水平，而显著降低IL-4、IFN-γ和TNF-α的水平（P＜0.05）。因此，荟萃分析结果表明，L. plantarum可以通过共同调节促炎和抗炎细胞因子来改善宿主免疫力。

Meta-analysis: randomized trials of Lactobacillus plantarum on immune regulation over the last decades

Wei Zhaoa,b,c,1, Chuantao Penga,b,c,d,1, Hafiz Arbab Sakandara,b,c, Lai-Yu Kwoka,b,c, Wenyi Zhanga,b,c,*

a Key Laboratory of Dairy Biotechnology and Engineering, Ministry of Education, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot, China

b Key Laboratory of Dairy Products Processing, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot, China

c Inner Mongolia Key Laboratory of Dairy Biotechnology and Engineering, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot, China

d Qingdao Special Food Research Institute, Qingdao Agricultural University, Qingdao, China

1These authors have contributed equally to this work

Correspondence to: zhangwenyizi@163.com

Abstract

Lactobacillus (L.) plantarum strains, belong to lactic acid bacteria group, are considered indispensable probiotics. Here, we performed meta-analysis to evaluate the regulatory effects of L. plantarum on the immunity during clinical trials. This meta-analysis was conducted by searching across four most common literature databases, namely, Cochrane Central Register of Controlled Trials, Web of Science, Embase, and PubMed. Clinical trial articles that met the inclusion and exclusion criteria were analyzed by Review Manager (version 5.3). p-value < 0.05 of the total effect was considered statistically significant. Finally, total of 677 references were retrieved, among which six references and 18 randomized controlled trials were included in the meta-analysis. The mean differences observed at 95% confidence interval: interleukin (IL)-4, −0.48 pg/mL (−0.79 to −0.17; p < 0.05); IL-10, 9.88 pg/mL (6.52 to 13.2; p < 0.05); tumor necrosis factor (TNF)-α, −2.34 pg/mL (−3.5 to −1.19; p < 0.05); interferon (IFN)-γ, −0.99 pg/mL (−1.56 to −0.41; p < 0.05). Therefore, meta-analysis results suggested that L. plantarum could promote host immunity by regulating pro-inflammatory and anti-inflammatory cytokines.

该文章《Meta-analysis: randomized trials of Lactobacillus plantarum on immune regulation over the last decades》发表于Food Science and Human Wellness 2021年2期。点击下方阅读原文即可查看摘要原文。

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翻译：梁安琪；编辑：袁月；责编：张睿梅

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