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        嬰幼兒用益生菌的研究現(xiàn)狀及面臨的挑戰(zhàn)

        2020-02-05 08:48:38王世杰
        關(guān)鍵詞:乳酸桿菌雙歧菌種

        王世杰, 何 方, 朱 宏

        (1.河北科技大學(xué) 生物科學(xué)與工程學(xué)院, 河北 石家莊 050018;2.日本高梨乳業(yè)株式會社, 日本 橫濱 241-0023;3.石家莊君樂寶乳業(yè)有限公司, 河北 石家莊 050221)

        近年來研究發(fā)現(xiàn),嬰幼兒早期的腸道菌群異常,不僅與當(dāng)下的便秘、腹瀉等問題相關(guān),而且與成年后的過敏、肥胖等多種疾病相關(guān)[1-3],腸道微生物對宿主的健康作用可能具有非常重要的遠(yuǎn)程效果[3]。嬰兒腸道細(xì)菌最初的來源包括產(chǎn)道、其他嬰兒、環(huán)境、醫(yī)護(hù)人員等,受多種因素影響[4-5];抗生素使用、剖宮產(chǎn)、人工喂養(yǎng)、環(huán)境接觸、益生菌干預(yù)等因素均可影響嬰兒腸道菌群的平衡[1,4,6]。目前,隨著母乳活性免疫成分、腸道菌群與嬰幼兒健康關(guān)系的研究不斷深入[7-8],尤其研究發(fā)現(xiàn)母乳中含有活的微生物,表明生命早期的微生物可能會對嬰幼兒健康有著重要的意義,提示嬰幼兒食品用益生菌的研究應(yīng)被受到更廣泛的關(guān)注。

        1 嬰幼兒用益生菌

        1.1 益生菌的種類

        根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織聯(lián)合世界衛(wèi)生組織(a joint inter government body of the Food and Agriculture Organization of the United Nations and the World Health Organization, FAO/WHO)于2001年的定義,益生菌是活的微生物,當(dāng)攝入足夠數(shù)量時,對宿主起有益健康的作用[9]。在益生菌研究領(lǐng)域,目前研究最多是乳酸桿菌屬(Lactobacillus)和雙歧桿菌屬(Bifidobacterium),我國批復(fù)的“可用于嬰幼兒食品中的菌種名單”中,有5株乳酸桿菌和4株雙歧桿菌。乳酸桿菌和雙歧桿菌雖然曾經(jīng)都被稱乳酸菌,但是這兩大微生物在系統(tǒng)分類學(xué)、基礎(chǔ)生理生化特性以及生態(tài)分布及功能上等很多方面有顯著的區(qū)別,其中乳酸桿菌主要分布在人消化道的上部,主要是在小腸表面,而雙歧桿菌,主要是在大腸里;乳酸桿菌的絕大部分是兼性厭氧,而雙歧桿菌是嚴(yán)格的厭氧菌;乳酸桿菌在數(shù)量上要遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于雙歧桿菌;乳酸桿菌的代謝產(chǎn)物是乳酸,而雙歧桿菌除乳酸以外還有醋酸,見表1。

        表1 乳酸桿菌與雙歧桿菌比較

        1.2 常用嬰幼兒用益生菌菌株

        目前,國際上沒有對“嬰幼兒用益生菌”明確、統(tǒng)一的定義及共識;在多數(shù)國家和地區(qū),常用的益生菌均可被用作嬰幼兒用益生菌。但是,在我國,法規(guī)對嬰幼兒用益生菌有明確的規(guī)定,到目前為止,國家共批準(zhǔn)了9株益生菌可用于嬰幼兒食品,見表2。在嬰幼兒食品中常用的菌株主要來自成年人糞便、嬰幼兒糞便、發(fā)酵乳制品、健康母乳等。

        通常認(rèn)為,這些益生菌可以維持“免疫不全期”嬰幼兒腸道的菌群平衡,保持益生菌在腸道的優(yōu)勢地位,改善嬰幼兒機體免疫力,預(yù)防和治療腹瀉,促進(jìn)腸胃消化吸收,緩解過敏癥狀,改善乳糖不耐受等作用[10-11]。然而,這些宣稱的作用,大多來自動物試驗,通過嚴(yán)格的隨機對照試驗(randomized control trial, RCT)設(shè)計并得到驗證的嬰幼兒人群功效試驗,文獻(xiàn)報道很少,同時被批準(zhǔn)的9株益生菌均來自歐美等國家和地區(qū),能否滿足中國嬰幼兒的營養(yǎng)及健康要求還要在今后的研究中進(jìn)行更深入的研究。

        表2 可用于嬰幼兒食品的益生菌菌種名單

        ①衛(wèi)生部公告2011年第25號;②關(guān)于批準(zhǔn)塔格糖等6種新食品原料的公告(2014年第10號);③衛(wèi)計委關(guān)于發(fā)酵乳桿菌CECT5716等3個菌種的公告(2016年第6號)。

        2 嬰幼兒用益生菌的安全性及臨床研究

        2.1 嬰幼兒用益生菌的安全性

        嬰幼兒益生菌首要的問題是安全。FAO/WHO關(guān)于食品益生菌評估的聯(lián)合報道指出,近40年的研究中,已有超過140項成人臨床研究收集了關(guān)于乳酸菌菌株的數(shù)據(jù),這些研究共包含近8 000名受試者,證明了這些菌株具有良好的耐受性。已有70多項臨床研究,對4 000多名攝入添加益生菌配方奶或食品的兒童和嬰兒(包括足月兒和早產(chǎn)兒)進(jìn)行研究,未發(fā)現(xiàn)與益生菌相關(guān)的不良反應(yīng)。

        中國食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會益生菌分會發(fā)布《益生菌科學(xué)共識》里指出,益生菌安全性問題主要表現(xiàn)在以下4個方面:益生菌進(jìn)入血液引起的人體全身性感染;益生菌產(chǎn)生有害的代謝活性產(chǎn)物對人體產(chǎn)生的不良反應(yīng);食用益生菌制劑后對敏感個體的免疫刺激作用;益生菌菌種在長期使用后所攜帶耐藥基因的轉(zhuǎn)移。目前,研究主要集中在由益生菌所攜帶耐藥基因轉(zhuǎn)移引起的耐藥性問題。針對我國“名單制”的管理模式,不斷完善食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)體系,以更好地保障此類產(chǎn)品的安全性,尤為重要。

        2.2 嬰幼兒用益生菌的臨床研究

        目前,文獻(xiàn)報道中通過RCT,驗證其功能的菌株非常有限,主要有LactobacillusrhamnosusGG (LGG)、BifidobacteriumlactisBb12、BifidobacteriumlongumBL999、LactobacillusrhamnosusLPR、LactobacillusreuteriATCC 55730、LactobacillusreuteriDSM 17938等,見表3[12]。這些研究:1)驗證了其安全性,研究中給健康嬰兒食用添加益生菌的奶粉,均未出現(xiàn)不良事件。2)研究中有一些有益的臨床效果,但沒有強有力的證據(jù)支持推薦它們在日常使用;尤其,在影響腸絞痛、哭鬧、腹瀉,促進(jìn)生長等方面的作用不顯著。3)由于研究的數(shù)據(jù)量太少,不顯著的研究結(jié)果并不能否定益生菌的作用及其在嬰幼兒中應(yīng)用的潛質(zhì),因此,在臨床方面仍需大量研究。4)少有針對宿主健康可能的遠(yuǎn)程效果相關(guān)研究。

        表3 嬰幼兒益生菌臨床研究綜述

        RCT為randomized controlled trial(隨機對照試驗),RR為risk ratio(風(fēng)險率),OR為odds ratio(比值比),vs為versus(對比),95%CI為95% confidence interval(95%置信區(qū)間)。

        3 嬰幼兒益生菌研究面臨的問題

        3.1 現(xiàn)代分析技術(shù)對傳統(tǒng)益生菌菌株認(rèn)識的挑戰(zhàn)

        傳統(tǒng)上,益生菌主要是乳酸桿菌屬(Lactobacillus)和雙歧桿菌屬(Bifidobacterium),然而隨著宏基因組等分子生物學(xué)技術(shù)發(fā)展,發(fā)現(xiàn)腸道的優(yōu)勢菌株并不是這兩類菌。Lim等[2]分析嬰幼兒時期的腸道菌群分布于厚壁菌門(Firmicutes)梭菌綱(Clostridia)、丹毒絲菌綱(Erysipelotrichi)、芽孢桿菌綱(bacilli),放線菌門(Actinobacteria) 放線菌綱(Actinobacteria),擬桿菌門(Bacteroidetes)擬桿菌綱(Bacteroidia),變形桿菌門(Proteobacteria)γ-變形菌綱(Gamma-proteobacteria)、β-變形菌綱(Beta-proteobacteria),疣微菌門(Verrucomicrobia)疣微菌綱(Verrucomicrobiae),梭桿菌門(Fusobacteria)梭桿菌綱(Fusobacteriia),以及其他未知的細(xì)菌分類家族。這些結(jié)果提示:1)由于雙歧桿菌、乳酸桿菌不是腸道中的優(yōu)勢菌,傳統(tǒng)的以雙歧桿菌和乳桿菌為主的益生菌,是否作為益生菌最好的選擇,將受到極大的挑戰(zhàn);2)現(xiàn)代分子生物學(xué)的結(jié)果大大擴大了益生菌種類可能的范圍,腸道中如此大量的微生物,為更大范圍的益生菌選育提供了可能;3)基于腸道宏基因組與特殊疾病的相關(guān)性研究,為開發(fā)新型的益生菌開辟了新思路。

        3.2 益生菌的保健功能及作用機制問題

        目前,成熟的、具有明確保健功能的益生菌株較少,尤其缺乏充分的臨床研究,從而難以支撐益生菌株可靠的功能性宣稱,影響益生菌的應(yīng)用推廣。因此,益生菌的研究需要開展更多完整的、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)腞CT及臨床研究。同時,目前大多數(shù)的臨床研究,短者幾周,長者幾個月,時間較短;現(xiàn)代的研究顯示腸道菌群具有長效作用,從而開展更為長期的臨床研究,甚至貫穿一生的研究,需要給予關(guān)注。同時,基于目前針對嬰幼兒的腸道系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等面臨的問題,有針對性開發(fā)益生菌及其功能特性值得關(guān)注。

        益生菌的健康作用機制不清,通常認(rèn)為益生菌發(fā)揮功能可能有3種途徑:1)調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)環(huán)境。2)調(diào)節(jié)機體免疫抗性。3)改善定殖抗性。這些機制主要是基于現(xiàn)象層面的說明,缺乏更深層面的解釋,尤其,沒有明確的作用通路和明確的功效成分,從而對益生菌的應(yīng)用缺乏像藥物一樣的精準(zhǔn)指導(dǎo)。

        3.3 嬰幼兒益生菌的法規(guī)問題

        我國知名企業(yè)都在開展嬰幼兒用益生菌的開發(fā),然而,新資源申報中遇到的問題是需要開展嬰幼兒喂養(yǎng)實驗,同時,研究機構(gòu)處于安全及法規(guī)要求,需要開展嬰幼兒喂養(yǎng)試驗用菌株為國家法規(guī)允許使用的菌種,該矛盾成為我國嬰幼兒益生菌開發(fā)面臨的主要問題。

        傳統(tǒng)的益生菌菌種,如酸奶等發(fā)酵食品中分離出的乳酸菌,包括多種乳酸桿菌以及鏈球菌(如嗜熱鏈球菌),因已有長期食用安全歷史,被認(rèn)為無致病性、無毒性、不產(chǎn)毒素、屬于GRS(general regard as safe)。但是部分新的益生菌,主要是分離自健康人體腸道的菌株,這些新菌種能否被視為有與傳統(tǒng)食用菌種一致的安全性,目前在國內(nèi)外專家間仍然有較大的爭議。

        4 展 望

        近年來,益生菌及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展,歐睿國際最新數(shù)據(jù)顯示,全球益生菌市場價值約400億歐元。大部分益生菌相關(guān)產(chǎn)品在發(fā)達(dá)國家已形成了較成熟的市場。我國益生菌的市場發(fā)展前景巨大,2020年產(chǎn)品規(guī)模將會接近850億元。針對嬰幼兒,特別是中國嬰幼兒,特有的胃腸功能、免疫系統(tǒng)等尚未發(fā)育健全,這一獨特的生理特點,開發(fā)嬰幼兒用益生菌將具有重要前景。

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