第十五章 增强免疫力的功能性食品 本章要点 免疫的基本概念 具有增强免疫力功能的物质 概述 在生物进化过程中，免疫系统出现于脊椎动物身上并趋于完善。免疫是指机体接触“抗原性异物”或“异己成分”的一种特异性生理反应，它是机体在进化过程中获得的“识别自身、排斥异己”的一种重要生理功能。免疫系统对维持机体正常生理功能具有重要意义。与免疫有关的功能食品是指具有增强机体对疾病的抵抗力、抗感染、抗肿瘤功能以及维持自身生理平衡的食品。 一、免疫的基本概念 （一）免疫系统 机体识别自我与非我的作用，通过免疫应答反应来排斥非我的异物，以维护自身稳定性的生物学功能即为免疫。机体的免疫系统就是通过这种对自我和非我物质的识别和应答，承担着三方面的基本功能： 1. 免疫防护功能 指正常机体通过免疫应答反应来防御及消除病原体的侵害，以维护机体健康和功能。在异常情况下，若免疫应答反应过高或过低，则可分别出现过敏反应和免疫缺陷症。 2. 免疫自稳功能 指正常机体免疫系统内部的自控机制，以维持免疫功能在生理范围内的相对稳定性，如通过免疫应答反应清除体内不断衰老、颓废或毁损的细胞和其他成分，通过免疫网络调节免疫应答的平衡。若这种功能失调，免疫系统对自身组织成分产生免疫应答，可引起自身免疫性疾病。 3. 免疫监视功能 指免疫系统监视和识别体内出现的突变细胞并通过免疫应答反应消除这些细胞，以防止肿瘤的发生或持久的病毒感染。在年老、长期使用免疫抑制剂或其他原因造成免疫功能丧失时，机体不能及时清除突变的细胞，则易发生肿瘤。 （二）天然免疫与获得性免疫 机体的免疫功能包括天然免疫（非特异性免疫）和获得性免疫（特异性免疫）两部分。天然免疫是机体在长期进化过程中逐步形成的防御功能，如正常组织（皮肤、粘膜等）的屏障作用、正常体液的杀菌作用、单核巨噬细胞和粒细胞的吞噬作用、自然杀伤细胞的杀伤作用等天然免疫功能。这种功能作用广泛且与生俱来，又称为非特异性免疫。获得性免疫是指机体在个体发育过程中，与抗原异物接触后产生的防御功能。免疫细胞（主要是淋巴细胞）初次接触抗原异物时并不立即发生免疫效应，而是在高度分辨自我和非我的信号过程中被致敏，启动免疫应答，经抗原刺激后被刺激的免疫细胞分化生殖，逐渐发展为具有高度特异性功能的细胞和产生免疫效应的分子，随后再遇到同样的抗原异物时才发挥免疫防御功能。这类免疫应答具有以下特点：①特异性，该功能具有高度选择性，只针对引起免疫应答的同一抗原起作用，故又称特异性免疫；②异质性，不像非特异性免疫是由一种细胞对各种抗原异物皆可引起相同的应答。特异性免疫是由不同类型的免疫细胞对相应的抗原异物分别产生应答；③记忆性，免疫细胞被特异致敏原保存记忆的信息，再遇到同样的抗原异物时，能增强或加速发挥其免疫力；④可转移性，特异性免疫力可通过转输免疫活细胞和抗体转移给正常个体，使受体对原始抗原异物发生特异反应。 特异性免疫与非特异性免疫有着密切的关系。前者是建立在后者的基础上，而又大大增强后者对特异性病原体或抗原性物质的清除能力，显著提高机体防御功能。免疫功能是逐步完善和进化的结果，其中非特异性免疫是生物赖以生存的基础。 （三）体液免疫和细胞免疫 特异性免疫包括体液免疫和细胞免疫两类。这两类特异性免疫功能相互协同、相互配合，在机体免疫功能中发挥着重要作用。特异性体液免疫是由B淋巴细胞对抗原异物刺激的应答，转变为浆细胞产生出特异性抗体，分布于体液中，可与相对应的抗原特异结合，发生中和解毒、凝集沉淀、使靶细胞裂解及调理吞噬等作用。特异性细胞免疫是由T淋巴细胞对抗原异物的应答，发展成为特异致敏的淋巴细胞并合成免疫效应因子，分布于全身各组织中，当该致敏的淋巴细胞再遇到同样的抗原异物时，该细胞与之高度选择性结合直接损伤或释放出各种免疫效应因子，毁损带抗原的细胞及抗原异物，达到防护的目的。 二、免疫器官系统的组成 免疫系统是由免疫器官、免疫细胞和免疫分子组成。 （一）免疫器官 免疫器官根据它们的作用，可分为中枢免疫器官和周围免疫器官。哺乳动物和人的骨髓与胸腺和禽类的腔上囊（法氏囊）属于中枢免疫器官。骨髓是干细胞和B细胞发育分化的场所，腔上囊是禽类B细胞发育分化的器官。胸腺是T细胞发育分化的器官，全身淋巴结和脾是外周免疫器官，它们是成熟T和B细胞定居的部位，也是免疫应答发生的场所。此外，粘膜免疫系统和皮肤免疫系统是重要的局部免疫组织。 （二）免疫细胞 免疫细胞是泛指所有参与免疫应答或与免疫应答有关的细胞及其前身，包括造血干细胞、淋巴细胞、单核-巨噬细胞及其他抗原细胞、粒细胞、红细胞、肥大细胞等。在免疫细胞中，执行固有免疫功能的细胞有吞噬细胞、NK细胞（自然杀伤细胞）等；执行适应性免疫功能的是T及B淋巴细胞，各种免疫细胞均源于多能造血干细胞（HSC）。 1.吞噬细胞 具有吞噬功能的细胞称吞噬细胞，包括单核-巨噬细胞及嗜中性粒细胞。 　 2.淋巴细胞 淋巴细胞分为B细胞及T细胞，成熟B细胞来源于骨髓，成熟T细胞来源于胸腺。 3.自然杀伤细胞 形似大淋巴细胞，经细胞表面的受体，识别病毒感染细胞表面表达的相应配体，这种分子表达于多种病毒感染细胞表面。NK细胞一经识别病毒感染细胞后，即对之施加杀伤作用，因而属固有免疫。 （三）免疫分子 免疫分子是由免疫细胞和非免疫细胞合成和分泌的分子，包括免疫球蛋白分子、补体分子、细胞因子及粘附分子等。 三、免疫应答 1．免疫应答的概念与过程 （1）免疫应答的概念 抗原性物质进入机体后激发免疫细胞活化、分化和效应过程称之为免疫应答。现代免疫学已证明在高等动物和人体内存在有结构复杂的免疫系统，是由免疫器官、免疫细胞和免疫分子组成的。同时也证明了免疫应答是由多细胞系完成的，它们之间存在相互协同和相互制约的关系。在正常免疫生理条件下，它们处于动态平衡，以维持机体的免疫稳定状态。抗原的进入激发免疫系统打破了这种平衡，从而诱发免疫应答，建立新的平衡状态。 (2)免疫应答的过程 免疫应答效应的表现主要是以B细胞介导的体液免疫和以T细胞介导的细胞免疫。这二种免疫应答的产生都是有多细胞系完成的，即由单核吞噬细胞系、T细胞和B细胞来完成的。免疫应答过程不是单一细胞系的行为，而是多细胞相互作用的复杂行为。这一过程包括： ①免疫细胞对抗原分子的识别过程，即抗原分子与免疫细胞间的作用；②免疫细胞对抗原细胞的活化和分化过程，即免疫细胞间的相互作用；③效应细胞和效应分子的排异作用。 2．B细胞介导的体液免疫 B细胞识别抗原而活化、增殖、分化为抗体形成细胞，通过其所分泌的特异性抗体而实现免疫效应的过程，称为特异性体液免疫应答。在此过程中，多数情况下还需有辅助性T细胞（TH）参与作用。 3．T细胞介导的细胞免疫特异性细胞免疫是由T细胞识别特异性抗原开始，并在效应阶段也是由T细胞参与的免疫应答过程。 四、营养与免疫 随着各种学科间的相互渗透，免疫学发展到食品科学和营养学研究的许多领域。免疫反应的特异性与敏感性使它能够检测和定量地研究食品蛋白、有毒性的植物与动物成分、食品传播性细菌的毒素与病毒。另外，通过营养免疫的研究，可以提供安全的食品原料和利用新的食物来源，尤其是蛋白质；有关食品变态反应、营养与免疫和疾病的内在联系、人类未来食物结构等方面的研究，将会与人类的生命过程息息相关。 均衡营养关系到人体免疫系统行使其正常功能。当人们发现营养不良时，首先胸腺会发生严重萎缩性病变；紧接着就是脾脏，以下是肠系膜淋巴结，再下是颈淋巴结。免疫系统的组织形态学变化直接表现：胸腺和脾脏萎缩，肾上腺严重萎缩，肠壁变薄、绒毛倒伏，表现出免疫系统退化病变。免疫系统的异常会导致免疫应答的不健全。 吞噬作用减弱。原因在于低营养状态时，参与吞噬作用的有关酶缺乏，因而吞噬功能丧失；吞噬细胞数量减少，吞噬细胞活性及杀菌活性降低。这些有助于说明缺乏蛋白质经常伴有高比例的感染。 细胞免疫功能降低。营养不良患者淋巴细胞染色体异常增加，淋巴细胞活性降低。结核菌素反应减弱，淋巴细胞转化率明显降低，迟发型超敏反应丧失。 体液免疫功能降低。营养不良的婴儿，血清中免疫球蛋白含量一般是显著的延迟达到正常值。同时，特异性抗体的合成减弱。 不仅蛋白质缺乏会引起免疫功能紊乱，其他营养素缺乏同样会导致免疫活性降低。如维生素、微量元素等缺乏有不同程度的免疫失调。 以缺锌小鼠为代表，是研究营养与免疫相互关系的最全面的动物模型。早期及最近的许多研究证明，缺锌可损害人和动物的免疫防御能力，从而导致疾病。锌缺乏使幼鼠体重下降25％，胸腺重量减少50%，脾和周围淋巴细胞的绝对数减少近50％；缺锌损害小鼠骨髓淋巴细胞的生成，使早期的和未成熟的B细胞前体明显减少。由于能参加免疫应答的淋巴细胞总数减少，缺锌小鼠对外来攻击所产生的应答的总强度降低。因此，人们观察到动物或人在缺锌和许多其他营养不良时都伴随有胸腺萎缩和淋巴细胞减少，宿主防御能力下降。 具有增强免疫力功能的物质 　　人体由于营养素摄入不足造成机体抵抗力下降，会对免疫机制产生不良影响。同时，现在还有不少功能性物质具有较强的免疫功能调节作用，增强人体对疾病的抵抗力。与人体免疫功能关系比较密切或具有明显增强作用的物质介绍如下： 一、营养强化剂 　　（一）蛋白质与免疫功能 　　蛋白质是机体免疫防御体系的“建筑原材料”，我们人体的各免疫器官以及血清中参与体液免疫的抗体、补体等重要活性物质(即可以抵御外来微生物及其他有害物质入侵的免疫分子)都主要由蛋白质参与构成。当人体出现蛋白质营养不良时，免疫器官(如胸腺、肝脏、脾脏、粘膜、白细胞等)的组织结构和功能均会受到不同程度的影响，特别是免疫器官和细胞免疫受损会更严重一些。 　　（二）维生素与免疫功能 　　维生素A：一些研究结果表明，维生素A从多方面影响机体免疫系统的功能，包括对皮肤/粘膜局部免疫力的增强、提高机体细胞免疫的反应性以及促进机体对细菌、病毒、寄生虫等病原微生物产生特异性的抗体。 　　维生素C：维生素C是人体免疫系统所必需的维生素，它可以提高具有吞噬功能的白细胞的活性；还参与机体免疫活性物质(即抗体)的合成过程；还可以促进机体内产生干扰素(一种能够干扰病毒复制的活性物质)，因而被认为有抗病毒的作用。 　　维生素E：众所周知，维生素E是一种重要的抗氧化剂，但它同时也是有效的免疫调节剂，能够促进机体免疫器官的发育和免疫细胞的分化，提高机体细胞免疫和体液免疫的功能。 　　（三）微量元素与免疫功能 　　铁：铁作为人体必需的微量元素对机体免疫器官的发育、免疫细胞的形成以及细胞免疫中免疫细胞的杀伤力均有影响。铁是较易缺乏的营养素、特别多见于儿童和孕妇、乳母等人群，尤其是婴幼儿与儿童的免疫系统发育还不完善，很易感染疾病，预防铁缺乏对这一人群有着十分重要的意义。 锌：锌是在免疫功能方面被关注和研究得最多的元素，它的缺乏对免疫系统的影响十分迅速和明显，且涉及的范围比较广泛(包括免疫器官的功能、细胞免疫、体液免疫等多方面)，所以应该注重对锌的摄取，维持机体免疫系统的正常发育和功能。 二、免疫球蛋白 免疫球蛋白(Ig)是一类具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白，普遍存在于哺乳动物的血液、组织液、淋巴液及外分泌液中。免疫球蛋白在动物体内具有重要的免疫和生理调节作用，是动物体内免疫系统最为关键的组成物质之一。有的免疫球蛋白存在于呼吸道、消化道和生殖道粘膜表面，能够防止发生局部感染；有的免疫球蛋白能够中和毒素和病毒；有的免疫球蛋白能够抵抗寄生虫感染。免疫球蛋白在 19世纪末被首次发现后 ,它在医学实践中曾发挥了巨大作用 ,但对其在食品工业中应用的研究则是近十年的事情。20世纪90年代年美国公司陆续生产出了含活性免疫球蛋白的奶粉等，1998年新西兰健康食品有限公司的两种牛初乳粉和牛初乳片进入中国市场。近年来我国一些单位也加大了对免疫球蛋白作为功能性食品添加剂的研究与开发力度。 三、免疫活性肽 人乳或牛乳中的酪蛋白含有刺激免疫的生物活性肽，大豆蛋白和大米蛋白通过酶促反应，可产生具有免疫活性的肽。免疫活性肽能够增强机体免疫力，刺激机体淋巴细胞的增殖，增强巨嗜细胞的吞噬功能，提高机体抵御外界病原体感染的能力，降低机体发病率，并具有抗肿瘤功能。此外，抗菌肽、乳转铁蛋白Z、抗血栓转换酶抑制剂等生物活性肽也具有较强的免疫活性。随着研究的进一步深入，相信会有更多种类的免疫活性肽被人们发现并开发应用。由于免疫活性肽是短肽，稳定性强，所以，它不仅可以制成针剂，作为治疗免疫能力低下的药物，而且，可以作为有效成分添加到奶粉、饮料中，增强人体的免疫能力。 四、活性多糖 活性多糖是一种新型高效免疫调节剂，能显著提高巨噬细胞的吞噬能力，增强淋巴细胞（T、B淋巴细胞）的活性，起到抗炎、抗细菌、抗病毒感染、抑制肿瘤、抗衰老的作用。多糖主要分植物多糖、动物多糖、菌类多糖、藻类多糖等几种。 1．香菇多糖 香菇多糖是T细胞特异性免疫佐剂，从活性T细胞开始，通过T辅助细胞再作用于B细胞。香菇多糖还能间接激活巨噬细胞，并可增强NK细胞活性，对实体瘤有抑制作用。 2．猴菇菌多糖 为猴头子实体中提取的多聚糖。猴菇菌多糖可明显提高小鼠胸腺巨噬细胞的吞噬功能，提高NK细胞活性。 3．灵芝多糖 多孔菌科灵芝子实体中分离的水溶性多糖。灵芝多糖可使T淋巴细胞增多，加强网状内皮系统功能。灵芝多糖对免疫机能低下的老年小鼠，对抗体形成细胞的产生也有促进作用。 4．猪苓多糖 它是从猪苓中得到的葡聚糖。猪苓多糖可增强单核巨噬细胞系统的吞噬功能，增加B淋巴细胞对抗原刺激的反应，使抗体形成细胞数增加。 5．茯苓多糖(PPS) 它是从多孔菌种茯苓中提取的多聚糖，茯苓多糖、羟乙基茯苓多糖、羧甲基茯苓多糖等腹腔注射可明显增强小鼠腹腔巨噬细胞吞噬率和吞噬指数。体内外试验证明，上述多糖可不同程度地使T细胞毒性增强，增强动物细胞免疫反应，促进小鼠脾脏NK细胞活性。 6．云芝多糖(PSK) 从多孔菌种云芝中提取，PSK是近年来引人注目的肿瘤免疫药物。国产胞内多糖可明显增强小白鼠对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿脓杆菌、宋内氏痢疾杆菌感染的非特异性抵抗力。 7．黑木耳多糖(AA) 从黑木耳子实体中提取，AA有明显促进机体免疫功能的作用，促进巨噬细胞吞噬和淋巴细胞转化等。对组织细胞有保护作用(抗放射和抗炎症等)。 8．银耳多糖(TF) 它是从银耳子实体中得到的多聚糖。TF有明显的增强免疫功能，且影响血清蛋白和淋巴细胞核酸的生物合成，可显著增加小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬功能。 9．人参多糖 人参多糖可刺激小鼠巨噬细胞的吞噬及促进补体和抗体的生成。人参多糖对特异性免疫与非特异性免疫、细胞免疫与体液免疫都有影响。口服人参多糖可使羊红细胞、免疫小鼠的B细胞增加，血清中特异性抗体及IgG显著增加。 10．刺五加多糖 由刺五加根中分离到7种多糖，对体外淋巴细胞转化有促进作用，还能促进干扰素生成的能力。 11．黄芪多糖 由黄芪根中分离出一种多糖组分，为葡萄糖与阿拉伯糖的多聚糖。黄芪多糖是增强吞噬细胞吞噬功能的有效成份。 五、超氧化物歧化酶（SOD） 超氧化物歧化酶是一种广泛存在于动物、植物、微生物中的金属酶，能清除人体内过多的氧自由基，因而它能防御氧毒性，增强机体抗辐射损伤能力，防衰老，在一些肿瘤、炎症、自身免疫疾病等治疗中有良好疗效。 六、双歧杆菌和乳酸菌 双歧杆菌具有增强免疫系统活性，激活巨噬细胞，使其分泌多种重要的细胞毒性效应分子。双歧杆菌能增强机体的非特异性和特异性免疫反应，提高ＮＫ细胞和巨噬细胞活性，提高局部或全身的抗感染和防御功能。 乳酸菌在肠道内可产生一种四聚酸，可杀死大批有害的、具有抗药性的细菌。乳酸菌菌体抗原及代谢物还通过刺激肠粘膜淋巴结，激发免疫活性细胞，产生特异性抗体和致敏淋巴细胞，调节机体的免疫应答，防止病原菌侵入和繁殖。还可以激活巨噬细胞，加强和促进吞噬作用。 七、大蒜素 大蒜具有抗肿瘤作用，其抗肿瘤作用具有多种多样的机制，但大蒜素能显著提高机体的细胞免疫功能与其抗肿瘤作用有密切关系。大蒜素具有明显增强机体细胞免疫功能的作用。 八、茶多酚、皂甙 均具有较强的调节机体免疫功能的作用。功能性食品生产时，可作为调节机体免疫功能的原料除上述有效成份外，花粉、甲鱼、红枣、人参、绞股蓝、大豆蛋白、大枣、沙棘、枸杞、魔芋、银杏叶、莲子、黑芝麻、甘草、各种食用菌、蜂王浆、螺旋藻和阿胶等许多食品都可选择。 九、生物制剂 具有免疫调节作用的生物活性物质，也称为生物反应调节剂。包括各种细胞因子、胸腺肽、转移因子、单克隆抗体及其交联物等。 （一）各种细胞因子 细胞因子具有广泛的生物学作用，能参与体内许多生理和病理过程的发生与发展。利用基因工程技术，目前已经有几十种细胞因子的基因被克隆并获得有生物学活性的表达。细胞因子作为一类重要和有效的生物反应调节剂，对于免疫缺陷、自身免疫、病毒性感染、肿瘤等疾病的治疗有效。 （二）胸腺肽 来源于小牛、猪或羊的胸腺组织提取物，是一种可溶性多肽。其可增强T细胞免疫功能，用于治疗先天或获得性T细胞免疫缺陷病、自身免疫性疾病和肿瘤。 思考题 1.概念：免疫应答、体液免疫、细胞免疫 2.具有增强免疫力功能的物质有哪些？ 3.如何设计增强机体免疫的功能性食品？ 参考文献 1 于守洋.中国保健食品进展.北京：人民卫生出版社，2001 2 郑建仙.功能性食品.北京：人民卫生出版社，1995 3 管正学.保健食品开发生产技术问答.北京：中国轻工业出版社，2000 4 周俭.保健食品设计原理及其应用. 北京：人民卫生出版社，1998