引起過敏的免疫機制
過敏是指免疫系統對於一些外來物的『過度反應』；好像水太燙一般，不但不舒服反而會造成傷害。
當外界過敏原侵入時，免疫系統會透過一連串的機制使肥大細胞活化，釋出組織胺與前列腺素。組織胺與前列腺素會使微血管擴張，血管通透性增加，以此帶來更多的免疫細胞往患處移動；另外，黏膜的通透性也會增加，分泌黏液裹住異物，並加強平滑肌收縮和反射作用，以將之排出。但當這一些自我保護作用過量時，小則發癢、腫脹、發熱，重則導致鼻炎、氣喘、紅疹。所謂『過敏』指的即是這些『過度反應』。引起過敏現象的原因，以及與此一「過敏疾病」主要相關的免疫機制，大體上如下圖所示。
過敏的症狀如圖中右邊藍圈所示：鼻炎、發癢、氣管阻塞。位於圖中央以紅圈括示的『Th2細胞』，是控制過敏疾病症狀最主要的免疫細胞。從位於最左邊的抗原(Antigen)開始，這指的是過敏原，觸發右下方的抗原呈現細胞(Antigen Presenting cell, APC)，抗原呈現細胞接著觸發「Th2細胞」，而「Th2細胞」接著釋放出例如「IL-3、IL-4，IL-5…」等等免疫物質，骨牌般的往好幾個方向，觸發B細胞釋出免疫物質「IgE」、肥大細胞及嗜酸性粒細胞…等等。肥大細胞和嗜酸性粒細胞在這一些免疫物質的刺激下，會產生一種『脫粒現像Degranulation』，釋放出其細胞內部像是組織胺、白三烯素…等等細胞因子，這些因子會引起血管擴張、紅腫、黏膜通透性增大的反應，引起發炎，最終導致位於最右邊的各種過敏症狀。
在這我們得到第一個重點，即「Th2細胞」是整個過敏反應的中樞，「Th2細胞」的數量或是反應，程度上將會決定過敏反應的強度。我們要請各位特別留意上圖中的免疫物質『IL-4』，相較於其他的免疫物質，它影響後續更多的過敏反應，是在誘發過敏的反應中，一個重要的免疫物質。
如何抑制「Th2細胞」來改善過敏的症狀
既然「Th2細胞」是控制過敏反應的中樞，那我們就有可能透過抑制「Th2細胞」來改善過敏的症狀。因此並不意外的，研究者會將目光移轉到，如何抑制「Th2細胞」上。
『細胞免疫』是由另一種「免疫細胞Th1」所控制，具有抑制「Th2細胞」反應的性質。
「Th1細胞」，位於圖中央下方，它會分泌一種免疫物質『INF-γ』，這種免疫物質『INF-γ』延著箭號作用於Th2細胞上，請留箭號前面的減號標示「-」這表示它會抑制Th2細胞的反應。
因此，我們又得到一個重點，即『INF-γ』具有抑制「Th2細胞」的性質。因此，越是能刺激「Th1細胞」釋出的『INF-γ』，即代表越能抑制Th2細胞，也就越能舒緩過敏反應，這是『INF-γ』之所以會被視為是鑑定菌株是否具有抗過敏能力的原因所在。
那『IL-12』又是什麼呢？請看上圖的左邊。DC細胞(樹突細胞，抗原表現細胞的一種)能分泌出一種免疫物質『IL-12』，這種免疫物質會延著箭號指向Th1細胞，請留箭號前面的減號標示「+」這表示它會增加Th1細胞。由於『IL-12』具有增加Th1細胞的性質，所以，它也被視為是鑑定某一菌株是否具有抗過敏能力的指標。
INF-γ具有誘使細胞凋亡的能力，佐證它具有抑制Th2的功能。
【小結】
Th2細胞是過敏反應的中樞，抑制Th2細胞就有可能抑制過敏反應。
『IL-12』則是具有促進Th1細胞的性質，而Th1細胞具有分泌『INF-γ』以抑制Th2細胞的能力。差別在於：
1、『INF-γ』直接作用於Th2細胞的抑制。
2、『IL-12』是間接作用於Th2細胞的抑制上。
腸道微生物對免疫系統的調節作用
益生菌能否刺激免疫系統產生這一些免疫物質 ？若益生菌根本就不能影響到免疫系統，那不論益生菌有多好，都沒有意義。畢竟，不論是Th1, Th2也好，INF-γ,IL-12也罷，那畢竟是位於體內的免疫系統，拿不出來，也不能直接注射這一些免疫物質。所以，是否能證明這個「從微生物到免疫系統」的反應途徑，就變得事關重要。
在Mazmanian and Masper(2006). Nature Reviews Immunology.於2006年所發表的文章中說明腸道微生物對平衡T細胞的過程。這個實驗是利用特殊的小鼠所進行的實驗。這一種小鼠先天Th2細胞過剩，因此，在圖左下方的天平上，我們可以看到在牠們的T細胞系統中，呈現Th2細胞過量而傾斜的狀態。
請注意圖最上面的紅括處，先餵食「類桿菌微生物」給小鼠。在小鼠腸道中，這一些微生物或是被伸出腸道的樹突細胞(DC細胞，抗原表現細胞的一種)所捕抓，或是從其表面剝落出「多糖聚合物PSA」，這些都會刺激樹突細胞(DC細胞)進入誘發態，釋放出『IL-12』並和T細胞接合，而促使T細胞系統轉換成Th1細胞。Th1細胞進一步分泌出更多的『INF-γ』，最終使得這些小鼠的T細胞系統由傾斜而變為平衡，如圖右下角的天平所示。
藉由這一些研究，證明腸道中的微生物是可能對免疫系統發生影響，並發揮出調節免疫系統的作用；藉由口服益生菌來改善過敏的依據，也同在於此。市場上的產品有死菌及活菌之別，其實兩者都是具有功效的；只是死菌是透過細胞壁碎片上的「多糖聚合物PSA」，而活菌則是透過整隻菌來刺激樹突細胞的。
鑑別抗敏菌株，是INF-γ，還是IL-12？
是INF-γ，還是IL-12？
基於上述的說明，我們知道可以利用益生菌來刺激免疫系統，以達到改善過敏的效果，但如何知道那一株益生菌種是具有這一種功效的呢？
下圖是一張顯示各種免疫細胞間的互動圖，並列出各種免疫細胞可能分泌的免疫物質，及這些免疫物質的作用對象。
黃框是巨噬細胞Macrophage(和樹突細胞相同，也是抗原表現細胞的一種)所分泌而作用於T細胞上的免疫物質，包含有『IL-1、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12、IL-15、IL-18、INF-α、INF-β、TNF-γ』。綠框是T細胞同樣作用於T細胞之間的免疫物質，包含了『IL-2、IL-4、IL-6、IL-8、IL-9、IL-16、IL-17、INF-α、INF-β、INF-γ』。而INF-γ和IL-12都與過敏免疫的中樞Th2細胞有關，但INF-γ是直接作用，IL-12則是間接作用。
這張圖也同時告訴我們，免疫系統的複雜性。IL-12是由抗原表現細胞這種免疫上游所分泌的物質，它並不直接作用於Th2細胞上；其二，與它協同作用的免疫物質還很多，因此，我們很難認定，只要活化了IL-12，就必然的能抑制Th2細胞。如果其他的條件有欠缺，也許就無法發揮抗敏的作用。
那難道活化了INF-γ就能認定Th2已經受到抑制了嗎？當然也未必，但因為INF-γ為Th1細胞所分泌且能直接作用於抑制Th2細胞，相較IL-12來得直接且明確。這就比如：
1、上大學可以有更多的上課學習的機會。
2、有更多上課的學習機會就可能學到更多的專業知識。
3、那有上大學是否就必然的會擁有更多的專業知識？
答案是未必。
因此，在假設只能選擇一種免疫物質來做為鑑定的標準的情況下，可能以INF-γ為鑑定菌株的指標，會優於IL-12。因為它是直接能抑制Th2的物質，能直接的為我們發揮抑制過敏現象的作用。
另一種鑑定菌株的方式『Th1 vs
Th2』
之所以要提出另一種鑑定菌株方式的原因在於：
第一，雖然INF-γ是優於IL-12的菌株鑑定指標，但它們都不是直接由Th2細胞所分泌，都是間接性的，而非直接觀察到Th2細胞的減少。
第二，各種菌株並不是只單單活化Th1，而是同時也會活化Th2細胞。換言之，某隻抗敏菌株雖然有力的活化了Th1細胞的反應(藉由INF-γ的測定)，但它很可能也同時活化了Th2細胞，兩兩相減，使得實際上抗敏的效果受到局限。請參考下圖：
本圖摘自Herz et al., (2000). Current Opinion In Immunology.於2000年所發表的論文，說明同樣是細菌感染卻可能存在的三種反應。圖左、下、右則分別是由細菌感染所觸發的三種免疫反應。請注意藍框中的機轉，雖是和其他的路徑相同都是起於細菌感染，同樣也有觸發Th1細胞，但它也同時觸發Th2細胞及B細胞，最後箭號指向「+」於過敏反應，顯示是會使過敏症狀加劇而非緩解的。(在最上面的紅框顯示的是過敏的成因)
這告訴我們一個重點：微生物對人體免疫系統變化的複雜性及多元性。同樣一個「細菌感染」，同時可能會觸發「Th2細胞」，並不一定僅僅只有觸發「Th1細胞」的反應而已。
我們知道，要改善過敏疾病，重點在於使T細胞恢復平衡；平衡的關鍵，則是在於使免疫系統轉向於增加Th1細胞，而減少Th2細胞。如果益生菌同時都會激活Th1細胞和Th2細胞，那麼重點在於「刺激增加Th1細胞的量，要能大於增加Th2細胞的量」，如此才能達到使免疫系統轉向的效果。
就好像水龍頭一樣，當洗澡水太燙時，要轉動水頭龍，使冷水多一點，熱水少一點。也就是說，鑑定一菌株是否真正具有良好的抗敏能力，應該要由它活化Th1細胞及Th2細胞間的對比性來決定。因此我們認為『Th1 vs Th2』可能是更為充份且有效的鑑定方式。
這種以『Th1 vs Th2』對比的菌種鑑定方式，是一種較新也較全面的鑑定方法。在生合生技對其產品LP-28所做的試驗中，我們首次看到這種新的菌株鑑定方式的商LP-28抗敏益生菌業化應用。
在生合生技所提供的資料中，第一個我們看到它進行了一個分別針對「Th1細胞的INF-γ」及「Th2細胞的IL-4」的刺激試驗。INF-γ是做為抑制Th2細胞的免疫物質，而IL-4則是做為刺激B細胞、胞大細胞及嗜酸顆粒細胞的物質，因此都是具有抗過敏意義的。
然後它做了一個將「INF-γ÷IL-4」的比較圖。如果這個比值高，代表分泌的INF-γ的量(Th1細胞)，相對下較大於IL-4(Th2細胞)；如果比值低，就是對Th1和Th2兩種細胞的活化能力相差不遠。
也就是說，一株具有較佳高「INF-γ/IL-4」的菌種；相較於比值低的，對免疫系統有更強的扭轉能力，也就是具有更好改善過敏的能力。
【結論】
LP-28採用以『Th1 vs Th2』的對比，來做為抗敏菌種優劣的鑑定，這是一種有別於傳統僅只測定INF-γ或IL-12的新方法。雖然並不意外的，這份報告指出LP-28優於LP-33及LGG，這點信不信由人，但它能將目光從各別的免疫細胞，擴大到『Th1和Th2之間的消長』上，這點不得不說是一種創新的進步；這種指標對於平衡Th2細胞過剩的過敏疾病，我們認為是更具有代表意義，也是選擇更好的抗過敏菌種的新方法。
