综述：肝脏类器官：发现功能性食品和进行食品安全风险评估的新工具

《Trends in Food Science & Technology》：Liver organoids: novel tools for discovering functional foods and food safety risk assessment

Lachnospiraceae通过代谢产物调控肠道屏障和免疫应答，为食物过敏管理提供新方向，但需解决功能异质性和氧敏感性带来的开发挑战，建议结合多组学验证、精准合生配方及可扩展封装技术。

　　

刘贵荣|车慧莲|孟卓群|唐杰

西华大学食品与生物工程学院，中国成都610039

摘要

背景

Lachnospiraceae菌属在食物过敏（FA）发病机制中的特异性作用使其成为具有治疗潜力的目标。然而，其显著的功能异质性和对氧气的敏感性为功能性食品的开发带来了重大障碍。

范围和方法

本综述批判性地综合了临床和实验证据，探讨了Lachnospiraceae菌属变化与食物过敏发病机制之间的关联。我们分析了通过微生物代谢物（主要是短链脂肪酸SCFAs）调节宿主免疫的饮食策略，并评估了功能性食品应用的递送平台和临床转化途径。

主要发现和结论

Lachnospiraceae菌属在食物过敏保护方面表现出显著的功能多样性。特定的饮食成分（如抗性淀粉、多酚和N-乙酰神经氨酸）可以选择性地促进具有治疗意义的菌株生长。这些菌株通过协同机制发挥抗过敏作用，包括增强肠道屏障完整性和诱导调节性T细胞分化。然而，一些有效的干预措施伴随着Lachnospiraceae菌属总体数量的减少，这突显了分类学负荷与功能输出之间的差异，以及进行菌株水平表征的必要性。为了弥合这一转化差距，未来的研究必须优先考虑：（1）通过整合多组学技术和无菌生物学验证建立菌株-功能关联；（2）通过精准合生制剂优化代谢性能，而不是采用通用的饮食调节方法；（3）开发可扩展的仿生封装系统，以确保这些对氧气敏感的厌氧菌的存活和功能发挥。解决这些挑战将促进基于Lachnospiraceae菌属的功能性食品的研发。

引言

全球食物过敏（FA）的患病率显著上升，在发达国家中约有10%的儿童和4%的成人受到影响，发展中国家也报告了类似的上升趋势（J. Luo等人，2022年）。这一增长归因于现代生活方式的变化，包括饮食转变和微生物暴露的减少。虽然一些西方国家的整体FA发病率可能已经稳定，但严重过敏反应的发生率仍然存在，这凸显了现有预防和管理策略的不足。

目前的食物过敏管理受到两个主要限制的制约。首先，由于常见过敏原（如牛奶、鸡蛋）在加工食品中的普遍存在及其相关的营养缺乏风险，严格的过敏原回避变得越来越难以维持。其次，虽然针对特定过敏原的免疫疗法显示出治疗前景，但其临床效果不稳定——尤其是在多敏化患者中——加上治疗时间较长、成本高昂和安全问题。这些挑战需要开发替代性的治疗干预措施（Renz等人，2018年）。

最近的研究表明，肠道微生物组是调节食物过敏易感性的关键因素，其作用机制不同于传统的遗传和环境因素。值得注意的是，特定微生物的免疫影响具有异质性：某些乳酸菌菌株提供基于情境的保护，Akkermansia muciniphila水平的升高与过敏反应增加相关，而Prevotella的减少与免疫耐受性受损相关（Liang等人，2023年）。从机制上讲，肠道微生物群通过复杂的代谢物网络调节免疫稳态，其中短链脂肪酸（SCFAs）作为关键调节因子，增强肠道屏障完整性。这种相互作用构成了一个可靶向的“微生物群-免疫-食物过敏”轴（Bai等人，2022年；Szukalska等人，2025年）。

在这个生态框架中，Lachnospiraceae菌属作为Bacillota门中的一个优势菌科，通过维持肠道生态系统稳定性和影响疾病病理发挥关键作用（Zaplana等人，2023年）。尽管人类和动物研究一致报告食物过敏患者中Lachnospiraceae菌属的数量发生变化，但这些变化的方向因表型而异，从总体减少到选择性菌株富集不等。该菌科合成了一系列生物活性代谢物，包括SCFAs、二肽醛、Ruminococcin A（RumA）和胞外多糖（EPS），这些代谢物调节免疫和肠道健康，为其对食物过敏的影响提供了合理的机制基础（Lin等人，2024年）。然而，将这些观察结果转化为临床疗法受到Lachnospiraceae菌属功能异质性的阻碍——这是微生物组疗法固有的挑战，鉴于该菌科多样的代谢功能，这一点尤为重要。

本综述通过三个主题视角整合了微生物组科学和食品技术。首先，我们研究了Lachnospiraceae菌属在食物过敏发病机制中的不同作用。其次，我们阐明了饮食驱动的Lachnospiraceae代谢产生免疫调节代谢物的机制。最后，我们提出了将这些发现转化为针对微生物群的功能性食品设计的创新策略。总体而言，这项工作为利用Lachnospiraceae的代谢网络开发下一代抗过敏食品提供了转化路线图，有可能为未来的治疗范式提供参考。

章节片段

Lachnospiraceae作为饮食代谢专家

Lachnospiraceae菌属是Bacillota门中一个系统发育多样化的菌科，占健康成人肠道微生物群的10-30%。当前的分类框架认可了94个有效发表的物种，而宏基因组分析还发现了另外73个未培养的候选物种，突显了该菌科的生态重要性和功能多样性（Parte等人，2020年）。

Lachnospiraceae菌属成员表现出卓越的代谢特异性，这得益于其广泛的代谢能力

食物过敏中的Lachnospiraceae变化：临床和动物证据

临床和实验证据表明，不同食物过敏表型中Lachnospiraceae菌属的数量存在显著但异质性的变化，从减少到增加不等。这些不一致的结果可能源于该菌科的功能多样性（Abdugheni等人，2022年；Lin等人，2024年；Sorbara等人，2020年），这种复杂性通常在菌科或属水平上被捕捉到，因为当前文献主要使用16S rDNA测序方法。

通过饮食调节Lachnospiraceae以管理食物过敏

通过饮食调节肠道微生物群已成为调节食物过敏免疫反应的有希望的方法（Liang等人，2023年）。越来越多的临床和临床前证据表明，能够重塑微生物群的饮食成分对过敏结果有显著影响。值得注意的是，成功的干预措施通常伴随着Lachnospiraceae菌属数量的显著变化，尽管这种变化是双向的，但这表明某些分类单元是关键的中介因素

Lachnospiraceae的代谢驱动功能异质性

食物过敏的发病机制根本上是由肠道屏障完整性的丧失和Th2型免疫失调引起的（Renz等人，2018年；图1A）。这种屏障缺陷促进了过敏原的渗透，引发病理级联反应。在此过程中，树突状细胞向Th2细胞呈递抗原，导致IgE类别转换，最终导致肥大细胞脱颗粒。目前的管理策略——从避免接触过敏原到针对特定过敏原的干预

利用Lachnospiraceae开发抗过敏食品

特定Lachnospiraceae菌株在临床研究中的有效性为开发抗过敏功能性食品奠定了坚实的基础。例如，Ruminococcus hominis（美国专利号US9314489）通过上调紧密连接蛋白表达来增强肠道屏障完整性（D. Kelly & Mulder，2016年），这是预防食物过敏的关键机制。同样，Anaerobutyricum soehngenii和A. hallii在改善胰岛素敏感性方面也表现出效果

结论

越来越多的证据表明，Lachnospiraceae菌属是食物过敏管理中的有希望的资产，既可作为治疗目标，也可作为下一代功能性食品的候选菌株。为了将这一科学潜力转化为临床应用，重点需要从分类学上的数量转向功能代谢输出。未来的进展将依赖于精准营养学、严格的多组学验证以及可扩展的、适合厌氧环境的递送系统的协同整合

未引用的参考文献

Bai等人，2024年；Chen等人，2024年；Li等人，2023年；Wang等人，2022年；Xu等人，2024年；Zhang等人，2024年。

作者贡献

刘贵荣：概念构思、初稿撰写、审阅和编辑；车慧莲、孟卓群和唐杰：初稿撰写、审阅和编辑。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文报告的工作。

致谢

图表修改自Servier Medical Art（https://smart.servier.com/），根据Creative Common Attribution 3.0 Generic License授权（https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/）。