第三节 营养素及食物活性成分与免疫
几乎所有的营养素在维持“最佳”免疫应答中发挥重要作用，营养素缺乏不仅阻碍幼儿胸腺发育，也会延迟适应性抗体滴度增高，营养与免疫还与慢性非传染性疾病的发生有关。
一、能量、蛋白质与氨基酸
能量与蛋白质是维持免疫功能的物质基础，能直接影响免疫器官发育、免疫反应及上皮、黏膜、胸腺、脾脏等组织器官的功能。
（一）能量与蛋白质
长期能量与蛋白质供给不足会导致免疫功能低下，表现为免疫器官重量下降、结构损坏，细胞活力低下、分化发育受阻、数量减少，抗体、补体、黏附分子与细胞因子等无法合成等，胎儿、婴幼儿、儿童及孕妇最为敏感。2004年的“阜阳奶粉事件”即因蛋白质摄入不足导致营养不良而出现免疫功能低下。
动物实验发现：蛋白质轻度缺乏但能量摄入正常时，细胞免疫功能反增不降，对细菌感染的抵抗力也有所增强；但重度蛋白缺乏时，因多伴能量摄入不足，细胞免疫功能明显下降，体液免疫功能在没有感染发生时变化不显著。给两组大鼠分别喂饲0.5%、18%的蛋白饲料，前者大鼠补体C1、C4、C2、C3与CH50效价均低于后者；喂饲0.5%蛋白饲料4周后，大鼠对结核菌素皮肤反应降低，8周后完全消失。
人群流行病学调查表明，机体因各种原因导致蛋白质-能量营养不良（protein-energy malnutrition，PEM）时，免疫器官的结构与功能均受影响。PEM对免疫系统各组成部分均有显著影响（表7-3），以细胞免疫受损为主。恶性营养不良（kwashiorkor）患者的免疫功能受损尤为明显，消瘦型营养不良（marasmus）患者在无并发症时免疫功能改变不明显，出现并发症时免疫功能迅速下降。
表7-3 蛋白质-能量营养不良对免疫系统的影响
PEM引起的免疫功能改变除与蛋白质、能量有关外，还与病人外周血中存在某些免疫抑制因子有关。研究发现，此类免疫抑制因子可能为糖皮质激素、应激蛋白、可溶性免疫复合物等；自由基损伤在PEM发病过程中也起一定的作用。
（二）氨基酸及其衍生物
氨基酸对体液免疫影响显著，尤其是支链氨基酸（如亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸）与芳香族氨基酸（苯丙氨酸、酪氨酸），有改善创伤后机体营养与促进小肠黏膜细胞增殖等作用，但具体机制尚不明确。
1.精氨酸
精氨酸可刺激生长素、IGF-1等的分泌，代谢产生NO与多胺等。创伤或烧伤时，精氨酸的免疫增强作用受蛋白质/能量营养状况的影响；静脉输入高浓度精氨酸，可促进胸腺发育、增强大鼠肺泡巨噬细胞吞噬能力。发生PEM时，精氨酸的免疫增强功能明显减弱或消失；补充精氨酸可改善危重病人、肿瘤术后病人及烧伤、创伤病人的免疫功能。精氨酸对抗原性较强的肿瘤有显著抑制作用，对抗原性较弱的肿瘤抑制作用不明显，提示精氨酸抑制肿瘤生长是通过增强肿瘤免疫力实现的。
2.谷氨酰胺
淋巴细胞体外增殖需要谷氨酰胺（Gln）；补充Gln能增强免疫功能，部分逆转传统肠外营养所致的肠道黏膜萎缩，说明Gln与肠道黏膜屏障完整性有关。吞噬细胞体外MHC Ⅱ抗原表达也依赖Gln存在；Gln水平下降，机体会出现淋巴细胞转化率与NK细胞活性降低。
动物实验发现，小鼠注射Gln可促进单核-巨噬细胞活力，促使淋巴细胞增殖与转化，增强小鼠吞噬细胞活性；Gln还可增强猪、大鼠与小鼠T细胞增殖反应，上调LAK细胞活性；调节IL-1、IL-2、IL-6、IL-8与TNF-α、IFN-γ等细胞因子分泌的作用；肠内营养途径补充Gln可增加动物存活率。
3.其他氨基酸及其衍生物
天冬氨酸能促进骨髓T淋巴细胞前体分化发育成为成熟T淋巴细胞。赖氨酸缺乏时，大鼠胸腺与脾萎缩，单核-巨噬细胞系统功能下降，对细菌、病毒、放射性物质、肿瘤等致病因子防御与适应性免疫反应能力减弱。缬氨酸缺乏妨碍胸腺与外周淋巴组织的生长，抑制中性、酸性白细胞增生，是免疫球蛋白中比例最高的氨基酸，缺乏则阻碍抗体合成。牛磺酸是半胱氨酸的代谢产物，1827年首次分离成功，1975年动物实验提示与视网膜变性有关。研究表明牛磺酸在吞噬过程中形成毒性较小的氯胺牛磺酸（chloramine taurine），具有下调炎性介质（如IL-1、IL-6、TNF-α、PGE2）的合成与分泌，从而保护吞噬细胞免受氧化损伤。谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸组成的三肽，对维持淋巴细胞功能十分重要，淋巴细胞内GSH一旦耗尽，其增殖反应显著减弱；老龄小鼠补充谷胱甘肽后免疫功能显著改善。以N-乙酰半胱氨酸形式补充半胱氨酸可升高血中GSH浓度，降低IL-8分泌，减少TNF受体表达，增加CD4细胞、NK活细胞性与淋巴细胞转化反应。
二、脂类
脂类对免疫功能的影响除取决于膳食中脂肪酸的种类外还与剂量-效应有关。改变膳食中不同种类脂肪酸的比例（n-3/n-6，SFA、胆固醇与UFA或PUSFA的比例）能影响免疫细胞膜的脂质构成，进而引起相应细胞功能改变而影响免疫功能。部分脂肪酸是前列腺素与白三烯等的直接前体。
（一）膳食脂肪
一定量的膳食脂肪对维持正常免疫功能是必要的，膳食脂肪缺乏会导致淋巴器官萎缩、血清抗体降低；膳食脂肪还影响淋巴细胞膜的构成（磷脂与蛋白质构成），膜蛋白是免疫细胞功能的物质基础，也是受体或细胞标志物，与免疫细胞的分化、增殖、杀伤等功能有关。胞浆膜的磷脂改变可影响IgG的转运与分泌，使膜的流动性及通透性改变而致淋巴细胞结合抗原、信息传递及增殖出现异常。当淋巴细胞受外来刺激后，细胞膜多不饱和脂肪酸［尤其是亚油酸、花生四烯酸（arachidonic acid，AA）］含量增加，提示淋巴细胞膜脂类成分改变可能与其活化过程相关。但研究发现过多摄入膳食脂肪也会损害机体免疫功能。动物实验显示：给啮齿类动物饲养高浓度PUFA，其肿瘤发生率升高。Yamashita等向体外培养的NK细胞培养液中加入20：5n-3，引起NK细胞活性受抑；体内注射20：5n-3或22：6n-3，导致NK细胞活性降低65%。由此可见，NK细胞功能障碍是进食过量PUFA引起肿瘤发生增多的重要原因；膳食脂肪还能影响固有免疫功能。
（二）多不饱和脂肪酸
PUFA通过改变淋巴细胞膜流动性及影响前列腺素、白三烯、磷脂酰肌醇的合成等途径影响免疫功能。磷脂酰肌醇作为第二信使可参与调节淋巴细胞功能。当细胞膜表面受体受刺激后，磷脂酶C分解磷脂释放出磷脂酰肌醇，后者进一步分解为1,2-二酰基甘油和肌醇-1,4,5-三磷酸，作为第二信使介导多种细胞的活化与分泌，如T细胞、IL-2、肥大细胞等；磷脂酰肌醇可能是内源性AA的主要来源。目前研究较多的是PUFA与免疫功能的双向调节作用，即免疫增强与免疫抑制。
正常或略高剂量的摄入PUFA能促进体液免疫与抗体产生，增强淋巴细胞的增殖和分化，使体内淋巴细胞的数量与Th/Ts细胞比率升高，这意味着机体免疫增强，杀伤靶细胞（如感染细胞、肿瘤细胞等），促进细胞因子的产生，发挥免疫调节作用。
高剂量摄入PUFA可负向抑制适应性免疫与炎性反应。人体观察与动物实验证明，高浓度PUFA可抑制细胞免疫反应。Offiner等研究发现AA及PGE1和PGE2均能抑制PHA和纯化蛋白衍生结核菌素（PPD）诱导的人淋巴细胞的增殖反应；小鼠实验证明，n-6系列能明显抑制感染肺炎支原体或注射致癌物的小鼠迟发型皮肤变态反应（DCH）。
健康成年男性摄入EPA 12周后可增加PBMC含量；随着EPA摄入增加，PBMC中EPA含量随之增多。对缺乏EPA与硬脂酸（STA）的人群每天补充2gγ-亚麻酸（GLA）可增加PBMC中二聚谷氨酸含量，但难以改变中性粒细胞与单核细胞吞噬活性，无法使单核细胞产生炎性细胞因子、T淋巴细胞增殖或迟发型超敏反应；另一研究采用每天摄食2g EPA，受试者体内T细胞增殖明显提高，NK细胞比例增加，但对中性粒细胞、单核细胞与淋巴细胞亚群无影响。EPA还与血浆IgG2浓度升高有关，但摄入1g/d时不影响人体免疫功能。
AA是合成前列腺素、血栓烷素（thromboxane，TXS）与白三烯等二十碳衍生物的直接前体。动物实验表明AA缺乏可使动物免疫功能减弱；大量摄入AA使淋巴细胞转化减弱，皮试反应异常，NK细胞功能下降，IL-1、IL-2、TNF产生减少，移植排斥反应减弱等。
三、维生素
维生素缺乏可使机体免疫功能降低、防御能力减弱、对感染性疾病的抵抗力降低，补充维生素能显著恢复和提高机体的免疫功能、增强抗感染免疫能力。
（一）维生素A与β-胡萝卜素
维生素A与β-胡萝卜素缺乏对免疫功能的影响早于干眼症，对体液免疫和细胞介导的免疫应答起重要辅助作用，如促进Th1细胞分泌IL-2、γ-干扰素进而介导细胞免疫，促进Th2细胞分泌IL-4、IL-5而增强抗体分泌与体液免疫，并能提高机体抗感染和抗肿瘤能力，目前认为维生素A不仅起佐剂的作用，更重要的是它直接参与抗体合成。维生素A缺乏或不足时对固有免疫、适应性免疫均产生影响。研究发现，某些造血干细胞表面存在视黄酸受体，由此推测，维生素A对淋巴细胞的发育成熟存在影响；A缺乏时Ⅱ型T细胞、IL-4、IL-5基因转录受抑制。创伤、烧伤、感染等应激情况下，补充适量维生素A可改善免疫功能，但过量补充对免疫功能不利。
动物实验发现，维生素A、β-胡萝卜素缺乏大鼠的消化液中IgA水平明显降低，肠系膜淋巴结中B淋巴细胞数目减少，消化道上皮淋巴细胞及Th细胞减少。有实验发现维生素A能增强细胞杀伤活性，阻断应激所致的胸腺萎缩，消除类固醇激素引起的免疫抑制，补充维生素A能增强移植物排斥和DCH。肝脏中维生素A含量与抗体产生呈正相关，缺乏时外周血中淋巴细胞、NK细胞减少，中性粒细胞、单核巨噬细胞功能受损，抗体应答反应减弱。维生素A缺乏小鼠接受抗原刺激后，空斑形成细胞（plaque forming cell，PFC）降低约50%，IgG分泌显著减少。实验证实维生素A缺乏时T细胞向B细胞传递刺激信号受阻，补充维生素A后T细胞功能恢复。缺乏维生素A的动物肺泡巨噬细胞中SOD、GPx活性下降，补充维生素A后肺泡巨噬细胞的细胞毒作用及吞噬能力加强。
β-胡萝卜素自身存在免疫增强作用，也能刺激胸腺生长、增加胸腺细胞、增强T细胞转化反应、提升吞噬细胞和NK细胞活性等，但效率低于维生素A。
（二）维生素E
维生素E可调节免疫细胞的信号转导与基因表达，作为免疫调节剂，能促进免疫器官发育与免疫细胞分化，通过保护细胞膜表面不饱和脂肪酸起到维持细胞膜正常流动性与渗透性，从而提高机体细胞免疫与体液免疫功能。维生素E还能提高胸腺、脾中T、Th细胞百分比，降低T抑制性细胞（Ts）数量，从而使Th/Ts比值升高，促进免疫器官的发育。此外，能促进Th细胞增殖，使脾T淋巴细胞百分比、幼龄小鼠与老人脾T淋巴细胞对Con A体外有丝分裂反应上升，提示维生素E可能具有促进T淋巴细胞成熟、增强细胞免疫的作用。
维生素E能促进吞噬细胞（如肺尘细胞、腹腔巨噬细胞）功能，缺乏维生素E后，吞噬细胞表面受体减少，杀菌能力减弱，T细胞转化反应下降，PFC减少，IL-2分泌减少。维生素E可刺激豚鼠腹腔巨噬细胞的吞噬作用，补充维生素E可增强巨噬细胞、淋巴细胞的趋化作用、迁移能力，产生超氧阴离子。略高于正常摄入量的维生素E可促进IgG、IgM分泌。老年人群在补充维生素E摄入后，淋巴细胞转化反应增强、IL-2产生增加、IL-4和IL-6产生减少、免疫抑制物质水平下降，对呼吸道感染性疾病的抵抗力显著增强。此外，与维生素A相似，维生素E在局部存在佐剂样作用，可拮抗应激引起的免疫抑制效应，对某些肿瘤有一定的预防作用。
动物实验发现，雏鸡采用抗原免疫10天后，用150IU/kg维生素E饲喂雏鸡其抗效价显著升高。维生素E可有效预防逆转录病毒引起的小鼠IL-2分泌抑制，缓解经环磷酰胺（CTX）诱导产生的免疫功能低下，小鼠血中IFN-γ含量升高从而促进细胞免疫。
（三）维生素D
维生素D缺乏时免疫功能低下的症状早于佝偻症。破骨细胞属巨噬细胞中的一种，当维生素D缺乏时直接干扰破骨细胞功能，表现为巨噬细胞的吞噬作用、血小板激活、酶反应及肥大细胞中组胺释放等过程异常。
作为一种神经-内分泌免疫调节激素，维生素D能促进固有免疫功能。研究发现1,25-（OH）2-D3有免疫调节激素样作用。体外培养与动物实验均揭示维生素D对适应性免疫功能具有抑制作用，表现为下调抗原提呈细胞（APC）功能，减少辅助性T细胞，使淋巴细胞转化反应减弱，对某些炎性细胞因子分泌存在抑制作用等。
体内单核-巨噬细胞表面均有维生素D受体表达，其功能受维生素D调节并对维生素D缺乏敏感。维生素D可刺激未分化的新生骨髓单核细胞分化成为巨噬细胞并促使单核-巨噬细胞、被激活的T细胞产生IL-1、IL-2、IL-3、IL-6等，增加γ干扰素的合成，进而增强免疫吞噬与细胞免疫功能。此外，正常人胸腺、扁桃体内激活的T细胞及患有风湿性关节炎病人的外周血T细胞也有维生素D受体表达，但B细胞无表达，表明维生素D与T细胞功能有关。因此，维生素D主要影响细胞免疫，轻微缺乏即能影响免疫功能，但这种影响具有可逆性与暂时性特点，补充维生素D后免疫功能即可恢复。维生素D对体液免疫影响不明显。
（四）维生素C
维生素C是机体重要的抗氧化剂及基因调控家族的辅助因子，参与固有免疫与适应性免疫系统，补充维生素C能提高吞噬细胞活性，参与机体免疫活性物质（如抗体）合成，促进干扰素产生，提高中性粒细胞、巨噬细胞与淋巴细胞的抗菌、抗病毒能力，促进淋巴母细胞生成，刺激淋巴细胞增殖反应，提高机体对外来或突变细胞的识别与吞噬，提高吞噬细胞的活性等。人群观察发现：补充足够量维生素C能预防和治疗呼吸系统感染。若血浆中维生素C浓度（100～200mg/d）不饱和，会影响细胞优化与免疫水平，此时感染的治疗需要更高剂量的维生素C来补偿炎性反应的代谢需求。大剂量维生素C对老年人、儿童、剧烈运动项目运动员及寒冷环境人群的免疫功能具有一定改善作用。
维生素C对细胞免疫作用的机制尚不明确，但已证实可增强B、T细胞的分化与增殖，这可能与基因调控有关。研究发现维生素C含量与吞噬细胞数量及趋化功能相关，当吞噬细胞中富集维生素C时能增强趋化性、吞噬作用、产生活性氧并杀死微生物，加速感染部位巨噬细胞的凋亡、清除中性粒细胞，从而减少坏死、网状内皮细胞与潜在的组织损伤。
维生素C参与免疫球蛋白分子装配过程中二硫键的形成，摄入适量的维生素C可增加抗体产生。饲料中补充维生素C的鸡在接种法氏囊病（IBD）疫苗后，抗体效价显著高于未补充者并能耐受IBDV冲击而不表现临床症状或死亡，说明维生素C能促进体液免疫。维生素C能激活免疫因子，提高C1补体酯酶活性，增加补体C3产生。Jeongmin等发现，补充复合抗氧化剂可预防逆转录病毒引起鼠IL-2分泌抑制与IL-6生成增加，对LPS诱导的单核细胞IL-6、TNF-α分泌存在抑制作用。
动物实验表明：动物PBMC中维生素C含量高于血清含量。体外培养时，中性粒细胞具有从培养液中富集维生素C的作用。豚鼠缺乏维生素C后，中性粒细胞及单核巨噬细胞的移动能力降低、杀菌能力减弱，但对吞噬能力影响不大。维生素C缺乏对豚鼠补体系统也有一定影响。
（五）维生素B6
维生素B6缺乏直接影响DNA转录、复制与翻译，对免疫系统的影响较其他B族维生素更为重要。动物实验及人体观察显示，维生素B6缺乏时细胞免疫功能与体液免疫功能均受影响。
维生素B6影响免疫器官发育，表现为胸腺萎缩、外周血淋巴细胞减少、转化减弱、皮试反应异常、抗体应答反应受损、单核巨噬细胞功能异常等。缺乏维生素B6的动物的胸腺仅为对照组的1/8，脾发育不全，PFC数少，淋巴结萎缩和周围血中的淋巴细胞数减少。
维生素B6能维持细胞免疫，缺乏时动物迟发型皮肤超敏反应（DCH）减弱，如迅速补充，反应可恢复正常。缺乏维生素B6的大鼠的胸导管中的淋巴细胞数减少。老年人群免疫功能低下与维生素B6缺乏有关，补充维生素B6后免疫功能得以改善。从维持最佳免疫功能而言，老年人群对维生素B6的需要量高于成年人。
维生素B6还参与免疫分子的合成，缺乏时阻碍免疫细胞的分化与分裂，进而抑制抗体合成。尽管维生素B6营养状况对维持机体正常免疫功能极为重要，但正常情况下成年女性每天补充超过2.1mg剂量的维生素B6并不能产生显著的免疫增强效果。
（六）其他维生素
叶酸缺乏可引起中性粒细胞功能异常，使PHA诱导的T细胞增殖停滞在S期，凋亡增加，CD8细胞减少，CD4/CD8比例升高，对感染性疾病抵抗力下降，抗体应答反应也减弱。补充叶酸后，上述异常得以改善。大剂量服用叶酸并不能显著增强免疫功能，反而对NK细胞功能有一定不利影响。
维生素B12缺乏影响细胞内核酸合成及叶酸代谢，导致恶性贫血（pernicious anemia），患者外周血液中性粒细胞、淋巴细胞减少，淋巴细胞转化反应受影响，CD8细胞减少，CD4/CD8比例升高，NK细胞功能下降，抗体应答反应减弱。补充维生素B12后，上述异常表现得以改善。由于维生素B12缺乏的动物模型制备较困难，因此，有关该维生素的实验研究报道较少。
维生素B1缺乏对免疫功能影响不明显，个别研究报告，大鼠维生素B1缺乏后，抗体应答受一定程度影响。大剂量服用维生素B1并不产生显著的免疫功能增强效应。维生素B2、烟酸、泛酸缺乏对免疫功能的影响尚待进一步研究。生物素缺乏时大鼠、豚鼠的细胞与体液免疫功能均有一定改变，人体试验也有类似结果报道。
四、微量元素
（一）锌
锌作为酶与蛋白转录因子的构件、催化和调节离子，是体内多种稳态机制的关键微量元素，参与固有免疫与适应性免疫的细胞信号传导通路的调节，是维护免疫功能必不可少的微量元素之一。
锌直接参与胸腺九肽（thymulin）的生物活性，刺激淋巴细胞发生转化反应；作为DNA、RNA聚合酶中的辅助因子，锌还直接参与免疫细胞分化、成熟与增殖过程；锌缺乏能影响骨髓与胸腺内淋巴细胞发育与分化过程。
锌稳态主要是通过锌调控蛋白ZIP转运家族中ZIP1-14开放内流、锌转运蛋白1抗体（ZnT 1-10）调控外流及锌结合蛋白表达来共同维持的。目前有关锌对免疫功能影响的研究更多关注于锌稳态相关的信号分子的激活及表观遗传修饰，强调锌是免疫功能的“守护者”。作为免疫系统的信使，锌离子信号削弱或不存在时，NK细胞功能减弱，导致靶细胞中主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex，MHC）基因家族-Ⅰ（MHC-Ⅰ）的识别功能与裂解活性下降。相反，补锌除能促进CD3祖细胞分化外，对NK细胞杀伤活性与细胞内穿孔素浓度也有影响。
人类常染色体隐性遗传疾病肠病性肢端皮炎（acrodermatitis enteropathica）因编码锌转运蛋白的SLC39A4基因突变，导致肠道锌吸收障碍、免疫功能受损严重，包括淋巴组织与器官萎缩、胸腺激素分泌减少、CD4/CD8细胞比值下降、淋巴细胞转化反应减弱、NK细胞活性下降等，补充含锌制剂后效果明显。锌过量对免疫功能有不利影响，健康成人每日摄入150mg锌，6周后T淋巴细胞转化反应及巨噬细胞吞噬与趋向能力明显受到抑制。
动物实验揭示：受孕大鼠与成年雄性大鼠给予不同浓度的含锌饲料喂养17周后，幼鼠与成年雄性大鼠T细胞增殖减缓，血浆中IF-γ、TNF-α下调，免疫器官ZIP2、ZIP8、NF-κB、IL-6 mRNA表达而降低血浆细胞因子水平与细胞介导应答。此外，锌缺乏饲养大鼠的胸腺萎缩，脾脏G0/G1期细胞增加，S期、G+M期细胞减少。小鼠实验发现，过量摄入锌可抑制对绵羊红细胞抗体应答反应。体外培养试验也证实：高浓度锌（100～300μm）可导致淋巴细胞功能受损、凋亡甚至死亡。
（二）硒
基于人群观察与动物研究提供有关硒参与免疫系统功能的证据越来越多。硒半胱氨酸是GSH-Px的活性中心，硒缺乏可使此酶活性下降，其活力大小可反映机体硒水平。单核吞噬细胞在吞噬消化过程中释放各种自由基，硒通过GSH-Px保护免疫细胞免受氧化损害。硒还参与中性粒细胞、巨噬细胞、NK细胞、T淋巴细胞及其他一些免疫过程。硒摄入量升高可减轻包括氧化应激与炎性反应在内的病理状况。硒缺乏对体液免疫功能也有一定影响，使IgM、IgG浓度下降。
人群观察表明，膳食硒摄入量与新生儿免疫细胞分化及功能有关，母体硒摄入量不足会影响新生儿免疫系统发育。男性在补充不同浓度天然硒240天后，各组血硒与GSH-Px浓度显著不同；不同补锌组血清免疫球蛋白、补体成分与对流感病毒亚单位疫苗的免疫应答等无明显改变，但高硒组白喉疫苗再接种后抗体效价增高2.5倍；细胞毒性T淋巴细胞（cytotoxic lymphocyte，CTL）活性、T细胞活性较低硒组增强；体外培养自体血发现，外周淋巴细胞计数增殖、对刺激源有丝分裂的增殖反应显著高于低硒组且反应速度快于低硒组。该研究支持硒在增强机体免疫、部分改善B淋巴细胞活化与增殖和T细胞活性等方面存在积极作用。
动物实验发现：硒缺乏后单核吞噬细胞、中性粒细胞、NK细胞功能均受影响，补充适量硒后，上述细胞功能有所恢复。
（三）铜
铜作为辅助因子或组成成分参与血浆铜蓝蛋白（CP）、铜-锌超氧化物歧化酶（Cu/Zn-SOD）、细胞色素C氧化酶（CCO）、亚铁氧化酶类（ferroxidases）、单胺氧化酶（MAO）等酶的组成和活化，影响内稳态调节、免疫功能、氧化应激、信号转导、基因调控等过程。铜对固有免疫与适应性免疫及细胞因子都有一定影响。铜可改善对T细胞的毒性作用；铜缺乏可导致T淋巴细胞凋亡，表现为对T细胞介导的感染敏感性提高。铜还构成血清免疫球蛋白并在IgM、lgG生成过程中起重要作用。机体铜缺乏时，免疫器官萎缩，肝脏单核细胞功能降低，有丝分裂原诱导DNA合成下降。铜通过调节TNF、干扰素、IL-2等因子的含量而影响T细胞、B细胞、NK细胞、巨噬细胞的发育及活性来调控机体的免疫功能。此外，以铜为辅基形式构成的酶参与机体防御系统。铜缺乏会降低细胞抗炎、抗氧化能力从而导致免疫功能低下。
健康人群低铜膳食后，淋巴细胞转化反应减弱，血中B细胞计数增加，T细胞亚群及中性粒细胞吞噬功能不受显著影响，补铜可防止上述表现进一步发展。高铜摄入对免疫功能存在不利影响，健康人每天摄入7～7.8mg铜后可使外周血中性粒细胞数、血清IL-2和感冒病毒抗体滴度下降，IL-6水平升高。
动物实验发现，铜缺乏影响肉鸡免疫器官发育，淋巴细胞数量减少并出现变性和坏死现象。日粮中添加铜300～600mg/kg导致雏鸡淋巴细胞增殖分化受阻，外周血T淋巴细胞ANAE阳性率及CD4/CD8降低，细胞免疫功能受损；血清中免疫球蛋白含量降低，体液免疫功能也受不同程度影响。低铜喂饲使雏鸡抵抗力下降，淋巴细胞转化减弱，辅助性T细胞显著减少，NK细胞功能下降，对绵羊红细胞抗体应答减弱，IL-2减少，IL-1升高。日粮中添加铜100mg/kg时可提高血清IL-2含量，而添铜量> 300mg/kg则会抑制血清中IL-2合成。
（四）铁
铁作为人体必需的微量元素对免疫器官发育、免疫细胞形成及细胞杀伤力有直接影响。缺铁致细胞内蛋白质合成减少可能是造成免疫功能异常的重要机制之一。铁缺乏还影响过氧化物酶、细胞色素酶类活性；铁还是中性粒细胞吞噬杀菌过程中依赖于髓过氧化物酶（myeloperoxidase，MPO）的辅助因子。
动物实验证实，多种免疫细胞表达运铁蛋白受体；缺铁可导致胸腺萎缩、胸腺细胞减少、外周血T细胞减少、CD4/CD8细胞比例下降、淋巴细胞转化反应减弱、皮试反应异常、NK细胞功能下降，同时伴有脾脏肿大，补铁后恢复过程较为缓慢；缺铁还引起抗体应答反应异常，但血液免疫球蛋白水平变化不明显。此外，中性粒细胞吞噬能力也有所下降，巨噬细胞IL-1分泌减少，TNF-α生成增加，IL-2活性降低，血液溶酶体水平升高。
铁不仅为维持正常免疫功能所必需，一些病原微生物的生长、繁殖也需铁的参与。流行病学调查提示，过量补铁可能导致感染性疾病发病率升高；过量游离铁在体内可诱导产生氧化应激反应，使淋巴细胞转化反应减弱，CD4细胞减少，IL-4、IL-6、IL-10分泌增加，IFN-γ和NO分泌减少，吞噬细胞和NK细胞功能受损。因此，在预防铁缺乏的同时也应避免铁过量。
五、食物中的生物活性成分
多数动物实验研究表明，类胡萝卜素、皂苷、部分多酚类、有机硫化物等食物中生物活性成分对免疫功能有调节作用。
（一）类胡萝卜素
某些类胡萝卜素（carotenoids）具有免疫增强作用，主要靶细胞是T细胞，在不同的免疫系统中各种类胡萝卜素活性不同。番茄红素、β-胡萝卜素、β-隐黄素、虾青素能促进T、B淋巴细胞增殖，增强巨噬细胞、NK细胞杀伤肿瘤细胞的能力，减少免疫细胞的氧化损伤。β-胡萝卜素摄入量充足可增加人外周血CD4、NK细胞、IL-2受体细胞与CD4/CD8比值并抑制小鼠乳腺肿瘤的生长；叶黄素的免疫增强作用强于β-胡萝卜素；β-隐黄素、虾青素、番茄红素等可调控促炎细胞因子与促炎介质的表达与分泌。各种抗原导致的机体炎症与体液免疫应答的激活会降低血中类胡萝卜素水平。因此，对促炎和抗炎细胞因子及其他免疫介质表达的调控可能是类胡萝卜素免疫调控的一个重要机制。
动物实验发现：叶黄素可调控鸡的系统炎症应答指标，改善促炎和抗炎细胞因子分泌；叶黄素能调控犬、猫的淋巴细胞亚群及其增殖，抑制小鼠乳腺肿瘤生长并加速植物凝血素（PHA）诱导的淋巴细胞增殖。饲料中添加叶黄素可减少母鸡及后代仔鸡促炎细胞因子IL-1β、IL-6、TNF-γ、脂多糖（LPS）诱导的TNFα因子（lipopolysaccharide-induced TNFα factor，LITAF）表达，增加细胞因子IL-4、IL-10表达；减少大鼠眼球晶状体NO、TNF-α、IL-6、前列腺素E2、巨噬细胞炎性蛋白-2的浓度；也可减少LPS应激火鸡肝脏IL-1β的分泌等。
（二）皂苷类化合物
皂苷（saponin）是一类广泛存在于植物茎、叶、根中的化合物，许多中草药如人参、远志、桔梗、甘草、知母和柴胡等都含有皂苷，部分皂苷在增强免疫功能时呈现双向调节作用。
绞股蓝皂苷（gypenosides，GPS）约有140余种成分，对固有免疫与适应性免疫功能均有增强作用，其中部分成分具有升高白细胞、增强NK细胞活性的作用，对免疫系统调节存在双向性。动物实验表明：环磷酰胺（CTX）损伤的免疫缺陷小鼠在添加200～400mg/kg GPS后免疫增效明显，但超过一定用量时增效作用减弱；正常小鼠采用不同浓度GPS水溶液灌胃，结论提示200mg/kg能增加正常小鼠脾脏与胸腺重量，促使小鼠淋巴细胞增殖，提高免疫器官指数与血清溶血素含量，增强小鼠腹腔巨噬细胞吞噬功能，对细胞免疫与体液免疫有促进作用。
大豆皂苷（soyasaponin）是目前研究最多的与免疫功能有关的皂苷，以大豆皂苷原A为配基的有6种、以大豆皂苷原B为配基的有5种。大豆皂苷对T细胞数量尤其是T细胞功能有显著增强作用，能提高IL-2分泌从而保护T细胞、促使T细胞分泌淋巴因子、增强NK细胞分化、提高淋巴因子激活杀伤细胞（LAK）与NK细胞活性，提高B细胞转化增殖、增强体液免疫从而增强机体的免疫功能。
人参皂苷（panaxoside）成分不同作用不同。Rh2可增强机体免疫力、快速恢复体质，可抑制肿瘤细胞生长及向其他器官转移；Rb2可促进DNA和RNA合成、降低细胞内钙、抗氧化、清除体内自由基与改善免疫器官缺血再灌注性损伤；Rb3可保护人体自身免疫系统；Ro具有消炎、抑制血小板凝集及活化巨噬细胞作用等。
（三）多酚类化合物
多酚类化合物（polyphenols）主要指酚酸与黄酮类化合物，后者又称为生物黄酮（bioflavonoids）或类黄酮（flavonoids）。研究发现此类化合物具有增强免疫调节、抗炎、抑制病毒与细菌生长繁殖等作用，还可提高机体免疫球蛋白总量，刺激抗体产生，增强体液免疫与细胞免疫。
茶多酚可增强免疫球蛋白含量及活性，调节细胞因子分泌，改善机体免疫力。动物实验证明，表没食子儿茶素没食子酸酯（epigallocatechin gallate，EGCG）具有促进小鼠脾脏B细胞增殖作用，对荷瘤小鼠T细胞、NK细胞功能有增强作用。EGCG在体内、体外均能减少白细胞清除产物引起的巨噬细胞TNF-α分泌、减轻炎性反应。将茶多酚添加进肉仔鸡饲料中可提高肉鸡免疫能力、增强抗病力。猪饲料中添加茶多酚，总抗氧化能力与茶多酚添加量有关。
（四）有机硫化物
有机硫化物（organosulfur compounds，OSCs）包括存在于十字花科植物中的芥子油苷（glucosinolates，GS）及其水解产物异硫氰酸盐（isothiocyanates，ITCs）与存在于百合科葱属植物中的烯丙基硫化物。
GS主要通过降解产物ITCs表现其生物活性，ITCs种类很多，目前公认的结构有8类，均有增强机体免疫力、抗氧化、抗突变与抗癌作用。ITCs调节具有双向性，不仅能激活多种抗氧化酶或非酶蛋白防止细胞氧化，也能直接清除硫醇、损伤线粒体过氧化而导致线粒体跨膜能力丧失出现的细胞损伤。Nakamura等发现ITCs能诱导大鼠肝脏上皮细胞RL34中Ⅱ相代谢酶—谷胱甘肽S-转移酶（GST）的活性；Northern与Western印迹分析表明，ITCs能明显诱导GSTP1的生成。存在于茎椰菜中的莱菔硫烷有明显的Ⅱ相代谢酶诱导作用。对18 244例男性较大样本评估机体尿中ITCs总量、GST遗传分型及肺癌的直接关系的研究显示，遗传分型属纯合子GSIM-1阴性者，膳食中ITCs的保护作用显著，相对危险度为0.36（95%可信区间为0.20～0.63）；GSTM-l及GSTT-l均属阴性者ITCs亦存在保护作用，相对危险度仅为0.28（95%可信区间为0.13～0.57），这是膳食中ITCs可降低人类肺癌发病率的首次证明。
OSCs在大蒜中含量丰富，约有30余种，其中以大蒜素（garlicin）多见。用大蒜制剂对焦炉工在不脱离生产的情况下进行为期半年的干预，发现服用大蒜制剂后，焦炉工的唾液酸与脂质过氧化产物较服用前降低、GSH-Px活性提高；在细胞免疫方面表现为酸性α醋酸萘酯酶活性升高，而对照组人群的细胞免疫功能及生物损伤均无明显改善，说明大蒜对焦炉工的细胞免疫及抗氧化能力有一定的保护作用。我国援外医疗队在乌干达用大蒜治疗98例艾滋病患者，其中64人症状显著好转，说明大蒜可改善人体细胞免疫；服食大蒜1个月后恶性肿瘤病人的细胞免疫功能较用药前有所改善；大蒜对免疫功能的调节可能是其抗肿瘤的机制之一。动物实验发现：大蒜素能提高免疫功能低下小鼠的淋巴细胞转化率，提高碳廓清指数及对抗由CTX所致的胸腺、脾萎缩，说明大蒜素能提高免疫功能低下小鼠的细胞免疫与体液免疫功能。
（五）其他食物活性成分
1.活性多糖
目前常见的活性多糖有：①菌（蕈）类多糖，如灵芝多糖、猪苓多糖、茯苓多糖、银耳多糖、香菇多糖等；②五加科植物多糖，如人参多糖、刺五加多糖等；③豆科植物多糖，如黄芪多糖等；④茄科多糖，如枸杞多糖等；⑤其他：鼠李科植物多糖、蓼科植物多糖、桔梗科植物多糖、玄参科植物多糖等。研究表明，多糖类化合物是一种免疫调节剂，具有双向调节人体免疫功能的效应，不仅能激活T淋巴细胞、B淋巴细胞、巨噬细胞、NK细胞等，还能活化补体、促进细胞因子生成，对免疫系统发挥多方面调节作用，可归结为以下几点：①促进细胞免疫，加速T细胞成熟、增殖和向血管外组织的渗出；②促进细胞因子的产生与分泌，对细胞免疫功能的作用呈剂量依赖的双向调节作用；③调节和促进体液免疫，如鹿茸多糖（PAPS）对免疫低下小鼠模型的免疫功能有明显改善作用，使抗体形成、免疫细胞数量增加、溶血素测定值恢复至正常水平，但存在剂量依赖性；④激活与调节补体活性，对某些细菌和酵母多糖可通过旁路途径激活补体并存在双向调节作用；⑤促进单核巨噬细胞的吞噬功能；⑥多糖类物质可通过影响淋巴因子、单核因子分泌及细胞内钙离子、cGMP和cAMP浓度等途径对免疫系统内信号转导产生影响。
2.核酸
核酸是DNA与RNA的基本结构单位，可利用体内氮源与碳源合成。1994年有研究提出，尽管体内能合成核酸，但某些免疫细胞在免疫应答过程中迅速分化、增殖，核酸的需要量随之增加，当自身合成量不能满足需要时，免疫细胞因原材料不足而合成下降进而影响免疫功能。近年研究发现，处于生长、衰老期、感染、创伤等应激情况下，机体内生性核酸自我合成量不足，需要补充外源性核酸；摄入核酸对生命早期的生长发育、免疫系统、其他营养素利用等是必不可少的。核酸对肠黏膜屏障功能也有保护作用，人群观察报道，喂哺含核酸配方乳的婴儿，其NK细胞活性明显高于无核酸配方乳的婴儿。肾移植病人肠外补充以酪蛋白为主的核酸含量极低的营养液后，机体免疫功能受到抑制，移植排斥反应减弱。研究还证实，含有核酸的肠内营养制剂可显著提高病人免疫功能，降低感染率与并发症的发生率，缩短住院天数。
动物实验提示，核酸能促进骨髓、腋窝淋巴结增殖，增加B细胞特异性抗体分泌量和IFN-γ量；促进Th2细胞向Thl细胞转换，抑制抗原特异的IgE应答，增加化学抗原、细菌抗原等引起的迟发型超敏反应强度；增强巨噬细胞的吞噬功能，提高NK细胞活性；促进脾淋巴细胞及骨髓细胞IL-2、IL-2R及Thy-1、Thy-2与Lyt-1表面标志物表达；解除因营养不良、饥饿等诱导的免疫抑制并使之恢复正常，此时补充蛋白质不及补充核酸的效果。此外，核酸还能通过提高NK细胞活性、促进白介素的产生来吞噬癌细胞与病毒。当小鼠限制核酸摄入后，表现为对感染抵抗力下降，移植排斥反应延迟，淋巴细胞转化反应减弱，IL-2产生减少。补充外源性核酸后可促进造血干细胞的生长与繁殖，增加外周血白细胞数，增强机体对感染的抵抗力。
3.益生菌与益生元
益生菌及良好的肠道微生态与健康关系密切，机制之一即为提高机体免疫力，即所谓“免疫赋活”，即作为免疫佐剂发挥作用。益生菌通过在肠道局部和进入体内的途径，利用自身的菌体（抗原、LPS）、产物（如多糖、糖蛋白）经常或长期刺激免疫系统，使其始终保持戒备状态与反应性。益生菌的免疫增强反应与其生产的各种营养物质，如多糖、蛋白质、氨基酸、脂肪酸、维生素、有机酸等的免疫促进作用有关。益生菌进入机体后能存活于胃肠道不同部位，是胃肠道黏膜屏障中重要组成成分之一，起到调节肠道微生态、拮抗致病菌生长、中和有毒成分、促进损伤上皮修复、提高营养物质消化吸收率从而发挥增强肠道免疫功能的作用。
益生元是具有选择性促进肠内益生菌生长的营养物质，如双歧因子、非消化性聚糖（NDOs）等。目前，临床治疗中已采用肠内生态营养疗法（econutrition），即采用益生菌加益生元的合生元制剂来改善病人的免疫功能并取得一定疗效。
（余 清 郭长江 顾景范）