认识益生素

专家简介：黄东平，同济大学附属普陀人民医院外科副主任、同济大学附属普陀人民医院临床营养科主任，普外科主任医师，教授，硕士生导师，新一轮上海市医学重点专科负责人。从事普外科工作35年，擅长开放和腹腔镜下的胃癌、结直肠癌根治术及其放化疗的综合诊治及肠内肠外营养的支持治疗。

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什么叫益生素

益生素是指由活菌代谢活动分泌的代谢产物或细菌死亡溶解后释放的可溶性因子，能够对宿主产生有益影响。可溶性因子包括：SCFA、酶类、多肽类、磷壁酸、胞壁肽（肽聚糖衍生物）、内源性和外源性多糖、细菌外膜蛋白、维生素、胆汁酸、缩醛磷脂以及长链脂肪酸等。肠道菌群所形成的代谢产物可分为三大类：

①由肠道菌群直接从饮食成分中产生的代谢物，如SCFA（主要指乙酸、丙酸和丁酸）、吲哚及其衍生物和多胺类；

②由宿主产生并经肠道菌群生物化学修饰的代谢物，如次级胆酸和牛磺酸；

③由肠道菌群重新合成的代谢物，如三磷酸腺苷和多糖。

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益生素的作用机制

肠道菌群的生长和繁殖，完全依赖宿主肠道提供营养素。微生物组学研究表明，数量庞大的肠道菌群与宿主肠道上皮细胞和肠黏膜免疫系统存在复杂的相互作用，他们之间相互协同、维护和促进胃肠道菌群平衡和内环境稳态。在这个系统中，细菌以及细菌衍生的代谢物作为重要的信号，不断地促进上皮屏障和免疫细胞的正常功能。但是，细菌-宿主相互作用的机制研究还处于初级阶段，大多数的肠道细菌代谢物仍然是未知的，许多已知的代谢物还不具有功能特征。

由不同益生菌来源获得的益生素，其生物活性/或对健康的作用也不同。研究表明，益生素主要的生物活性是免疫调节、拮抗病原体、抗炎、抗增殖、抗氧化、降胆固醇、抗高血压和护肝等。例如，体外实验表明，利用罗伊乳杆菌（L. reuteri）-17938 产生IL-10，使黏膜树突状细胞促进调节性T细胞的分化。通过对三硝基苯磺酸诱导结肠炎动物模型证实，普拉梭杆菌（F. prausnitzii）细胞内提取物和上清液可通过增加IL-10和降低IL-12发挥抗炎症作用，推测其抗炎症作用是通过丁酸途径实现的。由乳杆菌菌株和双歧杆菌菌株所获得的益生素，可改变肠道菌群结构以及相应的代谢产物，恢复肠屏障功能，抑制内毒素血症和降低肾脏交感神经活性。益生素的抗菌活性成分包括细菌素、酶类、小分子物质和有机酸等，对革兰阳性和革兰阴性微生物具有抑菌或杀菌特性。鉴于益生菌菌株特异性，理论上存在利用先进的生物工程技术，设计重组益生菌在肠道表达的具有生物活性的代谢物，从而对机体产生多种有益作用的可行性。

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益生素的应用前景

益生菌作为功能性食品或药品，已经得到广泛应用，主要用于菌群紊乱所导致的疾病和维护菌群稳态而起到预防保健作用。但是，宿主肠道菌群定植抗力因素影响益生菌疗效。已经有不少益生菌应用有不良反应的病例报告，如腹胀和肠胀气、益生菌相关易位、菌血症、真菌血症和抗生素耐药基因的传递等，不过这些病例均存在着基础疾病，如免疫抑制、早产以及器官移植等。益生素具有类似于益生菌样的作用，同时又可避免摄入活的微生物。因此，益生素可能是一种有效、安全的选择，可以避免益生菌相关的风险，成为治疗许多疾病重要策略。

益生素治疗菌群失调是通过抑制内源性病原微生物群，增强外源性微生物在肠道的定植能力，进而改变肠道的定植抗力，有助于治疗菌群失调或由病原生物或病原体介导的疾病。益生素的优势在于克服了益生菌、粪菌移植和益生元在肠道定植抗力的阻力。炎症性肠病和结肠炎是微生物组相关失调性疾病，其病理生理机制可能是SCFA-肠上皮细胞相互作用受损。一系列开放式和随机临床对照研究验证后生素，如丁酸和SCFA，对炎症性肠病和结肠炎患者的疗效。开放式研究结果表明，SCFA灌肠治疗可改善结肠炎患者组织学和内镜疾病评分。然而，虽然动物实验证实，SCFA可通过诱导黏膜细胞因子表达和反应性氧化物代谢减轻炎症性肠病的炎症。但是，针对活动性远端溃疡性结肠炎患者的随机临床对照研究结果显示，与安慰剂相比，SCFA灌肠改善临床疾病指数的效果并无显著差异。此外，使用梭菌scindens菌株，可使肠道合成次级胆酸合成的途径恢复，从而抑制艰难梭菌生长繁殖。由此推测，次级胆酸可作为代谢产物治疗艰难梭菌感染，或可增强粪菌移植的效果。