Maintenance and Improvement of Intestinal Microflora

馮穎

（復旦大學(xué)附屬華東醫院營(yíng)養科，上海200040）

    人體的微生態(tài)系統(microecosystem)，由口腔、呼吸道、胃腸道、泌尿道和皮膚五大部分組成。其中，腸道微生態(tài)系統是最重要，也是最大最復雜。近年來(lái)，人類(lèi)對于腸道微生態(tài)的認識，隨著(zhù)相關(guān)代謝組學(xué)、基因組學(xué)、分子生物學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，步入了新的境界，提出了腸道微生態(tài)系統作為潛在的藥物治療靶點(diǎn)的可能性［1］。

    腸道菌群與腸道微生態(tài)系統

    我們知道，人類(lèi)腸道中存在著(zhù)一個(gè)數量驚人和種類(lèi)繁多的微生物生態(tài)系統，它們參與分解食物、微調免疫系統、分泌維生素K等營(yíng)養物質(zhì)、調節體脂含量、吞食食物殘渣等諸多新陳代謝過(guò)程。科學(xué)家通過(guò)對一歲兒童腸道微生物的“跟蹤”遺傳分析［2］，揭示了嬰兒出生前的無(wú)菌腸道，如何在誕生后從環(huán)境中獲得其腸道內的微生物“居民”——產(chǎn)道、母親的乳房，甚至是與兄弟姐妹或父母的接觸，以及一年內這些細菌在腸道中生長(cháng)及繁殖的過(guò)程。研究人員使用微陣列生物芯片定期評估菌群種類(lèi)的變化，發(fā)現出生后幾個(gè)月里，腸道菌群不很穩定，變化較快，至一歲左右，可形成與成人相似的菌群。有關(guān)體內微生物的遺傳特征，與個(gè)體基因各50%來(lái)自于母父不同，人體內的微生物通常大部分來(lái)自母親，但剖腹產(chǎn)手術(shù)往往可切斷微生物從母體的繼承，比較手術(shù)出生與正常分娩出生的同胞兄弟姐妹，其各自體內與生俱來(lái)的細菌結構常互不相同。事實(shí)上，人體是一個(gè)微生物的共生體，從出生到死去，人體內的微生物群落在不斷變化，受食物、藥物、環(huán)境等多種因素的影響。

    人類(lèi)腸道內的細菌群落數量究竟有多少呢？有報道稱(chēng)［3］，至少有5600個(gè)細菌群落，腸道細菌可能超過(guò)1000萬(wàn)億個(gè)，是人體細胞數的10倍以上。這是美國斯坦福大學(xué)醫學(xué)院Relman等采用基因測序技術(shù)（焦磷酸測序法，pyrosequencing)首次獲得到的關(guān)于人體腸道內菌落數量的準確數據，它較以往的培養鑒別法能檢測到更多的細菌種類(lèi)，尤其是無(wú)法計數的不能在體外環(huán)境中生長(cháng)的罕見(jiàn)細菌。

    腸道內數以萬(wàn)億計的細菌被統稱(chēng)為“腸道菌群”，它們和人體有著(zhù)密不可分的互利共生關(guān)系，腸道菌群的組成直接影響著(zhù)每個(gè)人的健康。許多研究證實(shí)，腸道菌群結構紊亂與糖尿病、肥胖癥、冠心病、食物過(guò)敏、急慢性腸道炎癥、腫瘤等諸多疾病有關(guān)。

    腸道微生態(tài)系統的維持

    腸道菌群中專(zhuān)性厭氧菌占90%~99%，其中又以類(lèi)桿菌和雙岐桿菌居多（＞90%），主要分布在回腸末端與結腸。通常，我們將腸道菌群分為生理性細菌（有益菌群）、條件致病菌（中間菌群）和致病菌（有害菌群），它們之間形成并保持一定的共生或拮抗關(guān)系，這種微生態(tài)的平衡，既受宿主遺傳性的控制，更受宿主所處外環(huán)境的影響，與宿主的健康及疾病有密切關(guān)系。

    膳食結構的合理與穩定，對維持腸道微生態(tài)非常重要，反過(guò)來(lái)，腸道細菌又通過(guò)參與食物的消化、吸收，以及合成部分營(yíng)養素等，調節著(zhù)人體的新陳代謝。近30年來(lái)，有關(guān)人體腸道主要有益菌——雙歧桿菌的研究結果，就是最好的例證：雙歧桿菌通過(guò)分泌各種酶，有助于蛋白、脂肪和碳水化合物的分解；通過(guò)磷壁酸與腸黏膜上皮細胞特異結合，參與腸黏膜生物學(xué)屏障的形成，阻止或抑制致病菌、條件致病菌等入侵［4］，并刺激機體免疫系統的發(fā)育和成熟；通過(guò)發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)生乙酸、乳酸和甲酸等有機酸，來(lái)降低腸道pH值和氧化還原電勢Eh值，促進(jìn)鐵、鈣和維生素的吸收，B族維生素的合成［5］，同時(shí)還能抑制痢疾、傷寒、變形、真菌等致病菌的繁殖［6］；通過(guò)降解亞硝酸胺［7］、調節和協(xié)調腸道內的菌群組合等起到抑癌、抗腫瘤的作用。

    我國現行推廣的居民膳食指南與平衡寶塔，從食物多樣、粗細搭配、保證每日適量奶豆類(lèi)、蔬果類(lèi)，增加全谷類(lèi)、薯類(lèi)攝取等多方面兼顧了維持腸道微生態(tài)的需要。例如牛奶中糖巨肽、乳糖，酸奶等奶制品中的乳酸菌等可直接參與或調節腸道菌群；大豆所含的異黃酮及低聚糖，糧薯蔬果中的膳食纖維都是雙歧桿菌等益生菌的食料。

    腸道微生態(tài)系統的改善

    隨著(zhù)人類(lèi)對腸道微生態(tài)與健康密切相關(guān)性的認識加深，尤其是各種應激、病理狀態(tài)下，腸道微生態(tài)失衡對宿主所產(chǎn)生的不良影響的日益重視，如何在微生態(tài)學(xué)理論的指導下，糾正個(gè)體微生態(tài)系統的失衡，增強機體免疫、延年益壽、抵抗各種疾病，愈加為人們所關(guān)注。

    自1989年Fuller提出，將雙歧桿菌為代表的人體有益菌統稱(chēng)為益生菌（probiotics）以來(lái)，通過(guò)對益生菌的活細胞、死細胞、除菌后培養液等生物學(xué)效應，以及雙歧桿菌在不同人群中分布、在人體胃腸道轉運過(guò)程中的生存率等一系列研究，證實(shí)每天補充益生菌有利于維持腸道微生態(tài)的平衡。2002年聯(lián)合國糧農組織(FAO)和世界衛生組織(WHO)給出了益生菌的共同定義：“以適當劑量服用時(shí)對宿主(人或動(dòng)物)健康有益的活體微生物制劑”。隨著(zhù)益生菌制劑的不斷開(kāi)發(fā)，其臨床應用范圍也愈加廣泛，如改善腹瀉、便秘、腸易激綜合征、炎癥性腸炎、幽門(mén)螺旋桿菌三聯(lián)中的不良胃腸道反應、肝性腦病及肝硬化臨床癥狀、預防急性胰腺炎常見(jiàn)的腸源性感染等。然而，有關(guān)益生菌的應用安全問(wèn)題也不時(shí)有報道，如荷蘭Utrecht大學(xué)醫學(xué)中心Besselink等［8］采用雙盲法，觀(guān)測腸內給予復合菌株益生菌對重癥急性胰腺炎感染性并發(fā)癥的預防作用，結果顯示：在基線(xiàn)一般狀況和疾病嚴重程度無(wú)顯著(zhù)差異的情況下，治療28天并隨訪(fǎng)至90天時(shí)，益生菌組的感染性并發(fā)癥發(fā)生率（30%）較對照組（28%）未見(jiàn)降低，反而出現了9例（16%）腸缺血，其中8例患者死亡，對照組無(wú)患者發(fā)生腸缺血。目前推測重癥急性胰腺炎患者使用益生菌治療增加死亡率的原因，可能與益生菌補充后患者胃腸道氧需求增加和胃腸道血供降低有關(guān)。

    由此，提示今后的實(shí)際應用中，要充分考慮益生菌制劑等可能存在的潛在危險，除建立益生菌產(chǎn)品的系統評估標準和方法（參照2002年FAO/WHO公布的益生菌產(chǎn)品評估指南）外，特別要加強菌種、菌株、產(chǎn)品標識的規范管理。同時(shí)開(kāi)展相關(guān)健康及安全知識的宣傳，例如市售益生菌制劑基本都是野生菌株或經(jīng)馴化培育而生的菌株,菌種在不斷傳代過(guò)程中會(huì )發(fā)生變異，出現耐藥菌株，其中的耐藥因子可能橫向傳播致抗生素無(wú)效［9］；危重病人抗生素與益生菌的合用，既可能影響活菌制劑的功效，又易導致耐藥因子的擴散等。另外，可考慮補充“一些不被宿主消化吸收卻能有選擇性促進(jìn)其體內雙岐桿菌等有益菌代謝與增殖，從而改善宿主健康的有機物質(zhì)”——益生元(prebiotics)，通常為乳果糖、果寡糖、葡萄糖、半乳糖、大豆糖等低聚糖類(lèi)，存在于許多天然食物中，如大蒜、洋蔥、土豆、蘆筍、香蕉、韭菜、黃瓜、向日葵籽等，經(jīng)提純或人工合成后，作為食品添加劑或膳食補充劑的應用已遠遠超出了活性益生菌，也是維持腸道微生態(tài)穩定的有效方法［10］。

    微生態(tài)制劑的選擇

    微生態(tài)制劑(microbioecological preparation)，指根據微生態(tài)學(xué)原理，利用對宿主有益的正常微生物及其代謝產(chǎn)物和生長(cháng)促進(jìn)物質(zhì)所制成的制劑,通過(guò)調整微生態(tài)失調,保持微生態(tài)平衡來(lái)改善宿主的健康狀況。微生態(tài)制劑可分為益生劑、益生元、合生元(snybiotics，益生劑+益生元)三類(lèi)，各有特點(diǎn)，應根據需要合理選擇。

    1益生劑指含活菌和(或)包括菌體組分及代謝產(chǎn)物的死菌的生物制品，最基本的要求是菌株來(lái)源安全：無(wú)致病性、不帶含有編碼抗生素抵抗基因的質(zhì)粒，對胃酸和膽汁有較好的耐受性等，目前應用較多的是乳酸菌和雙歧桿菌。我國衛生部曾于2001年公布了可用于保健食品的益生菌菌種名單有：兩歧雙歧桿菌、嬰兒雙歧桿菌、長(cháng)雙歧桿菌、短雙歧桿菌、青春雙歧桿菌、保加利亞乳桿菌、嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌干酪亞種、嗜熱鏈球菌。
    生活中，益生菌主要以益生菌酸奶的形式體現的，各種益生菌酸奶因添加了功能性不同的菌種而經(jīng)臨床驗證具備一定功效和益處，如存活性好、具較高的抗菌活性、降膽固醇或抗癌活性等，但營(yíng)養價(jià)值大致都差不多。最普通、最常見(jiàn)的酸奶是在規定的乳或乳制品中添加保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bulgaricus）和嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）進(jìn)行乳酸發(fā)酵制成的產(chǎn)品。
    市場(chǎng)上，益生菌做成的微生態(tài)制劑，有片劑、膠囊劑、栓劑、口服液等多種劑型，根據所含菌種數可分為單菌制劑和多菌制劑兩大類(lèi)。常見(jiàn)的單菌制劑有麗珠腸樂(lè )（膠囊劑，青春雙岐桿菌，每粒含活菌05億）、整腸生（膠囊劑，地衣芽孢桿菌，每粒含活菌25億）、米雅BM（顆粒劑，酪酸梭菌，每包含活菌05億CFU）、樂(lè )托爾（膠囊劑，嗜酸乳酸桿菌，每片含死菌100億）等；多菌聯(lián)合制劑有培菲康（膠囊劑，長(cháng)雙歧桿菌+嗜酸乳桿菌+糞鏈球菌，每粒含活菌≥1億CFU）、金雙歧（片劑，長(cháng)雙歧桿菌、保加利亞乳酸桿菌+嗜熱鏈球菌，每片含雙岐活菌＞05億CFU、其他活菌合計＞05億CFU）、媽咪愛(ài)（顆粒劑，每包含糞腸球菌活菌135億CFU、草芽孢桿菌活菌15億CFU、乳酸菌死菌05億）、常樂(lè )康（膠囊劑，每粒含酪酸梭狀芽孢＞1億CFU、嬰兒型雙歧桿菌＞05億CFU）、聚克（膠囊劑，乳酸桿菌+嗜酸乳酸桿菌+乳酸鏈球菌，每粒含活菌2千）乳酸等。

    2益生元指一類(lèi)非消化性的可被腸道正常菌群利用的物質(zhì)，可被選擇性發(fā)酵且能專(zhuān)一性改變腸道中對宿主健康有益生菌群的組成和活性的配料(ingredient)［11］。其最基本的要求是在上消化道不被水解和吸收，能被腸道菌群發(fā)酵，促進(jìn)有益菌生長(cháng)同時(shí)，也能降低和抑制有害菌的數量。益生元根據來(lái)源不同，可分為低聚糖類(lèi)、多糖類(lèi)、以及一些天然植物提取物、蛋白質(zhì)水解物、多元醇等，目前研究及市場(chǎng)應用最多的是低聚糖類(lèi)。
    低聚糖類(lèi)益生元，如低聚果糖、低聚木糖、低聚半乳糖、低聚異麥芽糖、大豆低聚糖、水蘇糖、綿子糖、甘露低聚糖、低聚龍膽糖、低聚殼聚糖等，大多具有良好水溶性、熱穩定性和耐酸性，粘度低、甜度低、無(wú)不良風(fēng)味，同時(shí)還具有膳食纖維的功能。每種低聚糖在不同溫度、酸度等條件下的穩定性等不同，應用中要根據加工工藝、口感、性?xún)r(jià)比等來(lái)選擇。
低聚果糖（fructooligosaccharide, FOS），口感較好，廣泛存在于自然界中，如燕麥、蜂蜜、啤酒、酵母、洋蔥、香蔥等。工業(yè)上以蔗糖和菊粉為原料，分別采用生物技術(shù)的轉移反應和酶法水解來(lái)制造，有粉狀和糖漿兩種形式，含量因提純度而異，純度愈高甜度愈低。FOS的日常建議攝取量為每天5~10g，對酸的熱穩定性略遜于蔗糖，甜味似蔗糖，甜度是蔗糖的70%。作為人體保健功能研究試驗最深入的寡糖之一，FOS是完全符合益生元標準的典型雙岐因子。

    3合生元指益生劑和益生元并存且協(xié)同發(fā)揮作用的合劑。其中，益生劑與益生元的組合不是簡(jiǎn)單的混合或復合，強調所添加的益生元物質(zhì)應既能促進(jìn)合劑中雙岐桿菌的生長(cháng)增殖，又能促進(jìn)腸道中有益菌（如雙岐桿菌等）的生長(cháng)、定植和增殖。合生元的相關(guān)臨床應用已有不少報道，基因工程技術(shù)及分子生物技術(shù)的發(fā)展，將有助于益生菌的篩選、鑒定、功效及作用機制的研究，有助于益生菌與益生元最佳組合的選擇［12］。

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