免疫功能的守门人：锌如何帮助你抵抗感染？|诺尔|补充剂|细胞|系统|林克

　　作者｜Diana Kwon

　　翻译｜赵金瑜

　　校译｜于茗骞

　　我们的身体需要这种重要的矿物质来维持免疫系统的健康运作

　　在几乎所有药店的感冒药货架上，你都会看到满满一货架的锌补充剂。显然，人们肯定担心自己没有摄入足够的锌，这种营养物质经常被吹捧为可以治疗普通感冒和其他呼吸道疾病。但是大部分人真的需要更多的锌吗？如果需要的话，它又能带来什么好处呢？

　　随着研究人员对于人体如何利用锌的理解不断加深，他们发现这种元素发挥着惊人的关键作用，尤其是在免疫系统中。“我们认为锌是免疫功能的守门人，”德国亚琛工业大学免疫学家洛塔尔·林克【1】说道，他最近在2021年的《营养学前沿研究进展年鉴》上与人合著了一篇关于锌在免疫系统中所起的作用的综述文章【2】。而且，尽管科学家们仍在努力寻找测量体内锌含量的好方法，但看起来似乎许多人的饮食中的确没有足够的锌来实现完整的免疫功能。

　　必不可少的元素

　　锌太少显然对你的健康不利。如果是由遗传缺陷或饮食极度受限的导致的严重短缺，则会导致无数的问题，例如婴幼儿发育迟缓、脱发、皮肤粗糙、伤口愈合延迟和抵抗力下降。

　　但事实证明，少量锌缺乏的程度和后果却很难确定。这主要是因为精确测量人体内的锌含量极其困难。锌经常在我们的细胞内外移动。例如，在被感染期间，锌被吸入到能帮助启动免疫反应的细胞中，血液中的锌含量就会下降。锌含量也会受到饮食、某些药物和激素以及健康状况的影响。

　　由于这些原因，尽管可以检测出血液中的锌含量，但这些测量往往并不精确。铁可以通过测量血红蛋白和铁蛋白等含铁血液蛋白的含量来轻松评估，但与铁不同的是，目前还没有可以作为锌含量指标的生物标记物。“目前还没有100%准确的方法来测量人体中的锌含量，尤其是当人们患有某种疾病时，”内布拉斯加大学的锌生物学家达伦·诺尔说道。他补充说，目前，确定潜在锌缺乏症的最佳方法是查看一个人的饮食摄入量。

　　缺锌的最常见原因是饮食中没有摄入足够的锌。但是，某些群体可能由于更高的营养需求而面临缺乏的风险——例如在怀孕期间，或者由于身体吸收矿物质的能力的变化，如克罗恩病和其他胃肠道疾病。来源：NIH, Office of Dietary Supplements

　　哪些人群存在缺锌风险？

　　· 7-12个月仅靠母乳喂养的婴儿

　　· 孕期及哺乳期人群

　　· 素食主义者

　　· 较少接触到富含锌的食物的人群

　　· 生活在食物匮乏环境中的老年人

　　· 酗酒者

　　· 存在消化系统紊乱的人群（如溃疡性结肠炎, 克罗恩病和其他胃肠道疾病），或者经历过胃肠手术

　　· 慢性病人群（肝脏，肾，贫血，糖尿病）

　　· 有某类遗传病的人群

　　林克说，由于这些限制，大多数医生只有在患者表现出严重的缺锌症状（例如皮肤粗糙或脱发）时才会诊断出缺锌。“但当你有轻微的锌缺乏症时，免疫缺陷发生得更早。”研究人员发现，与体内锌含量充足的人相比，缺锌的人更容易受到感染【3】。例如，研究表明，在健康的老年人中，锌补充剂可降低感染的频率【4】。（使用锌补充剂来帮助抵御Covid-19是一个正在积极研究的领域，尽管美国国立卫生研究院表示【5】，目前没有足够的证据表明它是否有益。）

　　为了帮助更好地识别锌摄入量不足的人群，林克参与了一个项目，该项目旨在通过使用一款应用程序，密切跟踪个人的饮食和补充剂的使用，帮助临床医生和公众更好地评估个人的锌摄入状况【6】。

　　从目前可用的数据来看，锌缺乏似乎是比较普遍的。根据饮食评估和发育迟缓的流行程度（发育过程中锌摄入不足的常见后果），一些研究估计，世界上约有17%的人口面临缺锌的风险【7】。而在某些低收入和中等收入地区，如南亚部分地区，这一比例高达30%。

　　衰老、基因、怀孕、疾病和其他因素都会导致锌缺乏症，但饮食是罪魁祸首，特别是人们没有食用足够的富含锌的食物，如海鲜、红肉和坚果。食用太多的植酸盐（存在于全麦面包、谷物和其他来源中）也是一个问题。植酸盐会与锌结合，从而阻断了人体对锌的吸收。

　　根据一家营养补充剂公司的研究人员于2020年对2.6万多名美国成年人进行的一项评估，即使在美国，也有大约15%的人的饮食中缺乏足够的锌【8】。这在老年人中可能特别常见，主要是由于饮食不当【9】。但根据诺尔的说法，由于大多数人并没有表现出缺乏锌的外在迹象，所以锌缺乏往往被忽视。“然而一旦出现问题，比如被感染，这些人的情况可能会比那些饮食中含有足量锌的人更糟。”

　　图｜许多种食物中都含有锌元素。含锌量最高的食物包括牡蛎、螃蟹和牛肉。植酸盐通常存在于植物中，它与锌结合并限制其被人体吸收，但南瓜子和燕麦等植物性食物中含有锌，也可作为良好的补充来源。

　　锌有什么作用？

　　研究表明，锌在免疫系统的几乎所有方面都很重要：它有助于皮肤细胞和我们器官内部的细胞防止病原体进入，并保持胸腺和骨髓（负责产生免疫细胞）正常运作。英国纽卡斯尔大学的免疫学家苏菲·汉布尔顿【10】说，锌“出现在免疫系统的各个部分”，而缺锌的人则会表现出广泛的免疫功能障碍。

　　迄今为止，大多数研究都集中在锌在先天免疫系统中所发挥的作用上。先天免疫系统是身体的第一道防线，可以对外来入侵者发起快速、非特异性的攻击。锌似乎参与了制造物理屏障——例如排列在我们器官内的细胞——更能抵抗入侵，并确保巨噬细胞的正常运作。巨噬细胞是一种关键性的白细胞，它能吞噬病原体并发出化学信号来招募其他细胞参与免疫作战。

　　为了确保有足够的锌来完成这些工作，体内的锌浓度受到严格的控制。例如，在感染初期，巨噬细胞等免疫细胞会迅速产生一种称为ZIP8的锌转运蛋白【11】。诺尔等人发现【12】，这种蛋白质控制着进入这些细胞的锌浓度，这对于维持细胞清除病原体的能力和调节重要的防御相关分子的产生非常重要，包括称为细胞因子的化学信使。

　　最近的研究表明，锌对适应性免疫系统也很重要。适应性免疫系统利用先前受到入侵的记忆，通过抗体和T细胞发动病原体特异性攻击。2019年，汉布尔顿和她的同事报告称【13】，另一种锌转运蛋白ZIP7的突变导致了一种疾病，患者会缺乏可以产生抗体的B细胞（我们身体在一生中会不断地产生这种免疫细胞）。在具有这些相同突变的小鼠身上进行的进一步实验表明，缺乏ZIP7会降低未成熟B细胞内锌的浓度，从而导致它们无法成熟。

　　尽管对ZIP7在没有这种突变的人群中的作用尚不明确，但汉布尔顿说，ZIP7的缺失或许是锌缺乏可能导致免疫功能问题的机理之一。

　　图｜锌对免疫系统的各种过程很重要，从保持物理屏障的完整性到确保许多不同类型免疫细胞的正常功能，都是如此。

　　一个人需要多少锌？

　　鉴于锌对健康免疫系统的重要性，以及很难知道一个人到底是否缺乏——补锌可能是一个好主意，林克说，特别是对于那些缺锌风险更高的人，如素食者、纯素食者和老人。（林克曾为三家销售锌补充剂的公司提供咨询或获得研究经费资助）。

　　大多数营养补充剂都是安全的，在推荐的每日摄入量（女性为8毫克，男性为11毫克）下不会引起任何严重的副作用，但林克警告说，非常高浓度的锌会产生不利影响。2009年，美国食品和药物管理局警告不要使用Zicam鼻喷剂和拭子【14】——一种常见的感冒药，不过锌含量高到会导致嗅觉丧失。鉴于这种情况和其他潜在的危害，专家建议成年人每天摄入的锌不要超过40毫克【15】。

　　图｜大多数药店都有非处方锌补充剂。一些研究表明，服用补充剂可能有助于减少呼吸道感染（如普通感冒）的持续时间和严重程度。但仍存在一些悬而未决的问题，例如服用这些补充剂的最佳时间，以及它们是否有益于不缺锌的人。图源：L. MODICA / KNOWABLE MAGAZINE

　　虽然人体临床试验很少，但已经有少数研究关注到在病毒感染期间补锌的效果【16】。2021年一项对24项临床试验的综述【17】指出，在健康人群中，在发病时服用锌锭补充剂或使用鼻腔喷雾剂，可以将普通感冒和其他呼吸道感染的持续时间缩短几天。这项研究还观察了长期补锌的情况并发现，有证据表明每天服用锌补充剂七个月到一年，可能有助于避免呼吸道感染的影响，但这似乎并不能预防普通感冒。

　　然而，汉布尔顿指出，虽然确保饮食中摄入足够的锌很重要，但控制免疫系统特定部位的锌水平并不容易，因为锌以不同的方式分布在全身。“因为锌是免疫力所必需的，所以认为锌越多免疫力就会越高的想法过于简单了，”她说道。

　　许多悬而未决的问题仍然存在。首先，2021年综述文章的作者指出，现有试验存在局限性，比如样本量小。此外，锌的好处在何时显现尚不清楚。大部分研究感染后锌的益处的试验报告指出，补充剂仅在症状开始后的24小时内起作用——但该团队发现证据表明窗口期可能更长，即使在感染症状出现后三天内服用锌也可能有益。诺尔表示，我们也需要更好的锌补充剂。他补充说，大多数现有的补充剂以盐的形式出现，如硫酸锌或氯化锌，但这些物质不易被人体吸收，因此更好的配方将是有益的。

　　还有一个问题是，某些人的基因是否决定了他们比其他人更难吸收锌。研究人员也有兴趣研究针对锌转运蛋白有问题的人群的药物。

　　“我们现在开始在动物模型中提出和回答这些问题，”诺尔说道。“当然，如果其中一些结果能转化到人类身上，那将是令人激动的。”

　　Diana Kwon是一名自由科学记者，主要报道健康和生命科学。可以在Twitter上关注她@DianaMKwon

　　Annual Reviews是一家致力于向科研工作者们提供高度概括、综合信息的非营利性机构，且专注于出版综述期刊。

　　原文标题“How zinc helps you fight off infections”，作者Diana Kwon，2021.12.23发布于 Knowable Magazine。

　　链接：

　　https://knowablemagazine.org/article/living-world/2021/alien-beauty-creepy-fascination-insect-art

　　译名对照表：

　　洛塔尔·林克 Lothar Rink

　　《营养学前沿研究进展年鉴》 Annual Review of Nutrition

　　达伦·诺尔 Daren Knoell

　　纽卡斯尔大学 Newcastle University