益生菌潛在安全性的現(xiàn)狀及對(duì)策

時(shí)云朵，任 燕，孫 豪

（1.四川省水產(chǎn)學(xué)校，成都 611703；2.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院珠江水產(chǎn)研究所，廣州 510380；3.雅安市農(nóng)業(yè)局，四川 雅安 625000）

1965年，Lilly和Stillwell首先提出“益生菌”這一說(shuō)法[1]。1989年，F(xiàn)uller進(jìn)一步完善了益生菌的概念[2]。目前，益生菌被認(rèn)為是一類當(dāng)攝取適量時(shí)能夠?qū)C(jī)體產(chǎn)生益生活性活的微生物，其大多源于人或動(dòng)物胃腸道或糞便的正常菌群，主要包括芽孢桿菌、乳酸菌、乳桿菌、雙歧桿菌、鏈球菌、片球菌、酵母菌和曲霉菌等細(xì)菌[3]。隨著對(duì)益生菌認(rèn)識(shí)的不斷深入，部分益生菌引起的安全問(wèn)題已逐漸凸顯，有研究指出益生菌對(duì)宿主健康可產(chǎn)生不利影響，使得益生菌潛在的安全性成為一個(gè)不可忽視的問(wèn)題[4-5]。本文就益生菌潛在的安全性作以綜述，并提出相應(yīng)對(duì)策，從而為臨床上正確認(rèn)識(shí)和安全使用益生菌提供參考。

1 益生菌的潛在風(fēng)險(xiǎn)

1.1 致病性和感染能力

研究表明，當(dāng)宿主腸道屏障有缺陷和免疫抑制時(shí)，益生菌可從胃腸道易位到腸道組織中，從而進(jìn)入血液、局部淋巴結(jié)、脾臟、肝臟等組織，導(dǎo)致菌血癥、敗血癥和多器官功能衰竭等疾病[6]。心內(nèi)膜炎和菌血癥與多種乳酸菌、雙歧桿菌等益生菌的黏附能力有關(guān)[7]。Harty等對(duì)5株從心內(nèi)膜炎患者中分離到的鼠李糖乳桿菌進(jìn)行研究，結(jié)果表明，5株菌均具有血小板凝集作用[8]。Lee等發(fā)現(xiàn)在臺(tái)灣某附屬醫(yī)院89名患有菌血癥的患者血樣中分離到乳酸菌屬細(xì)菌[4]。Cannon等對(duì)200例與乳酸菌感染有關(guān)的患者進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)乳酸菌與心內(nèi)膜炎和菌血癥有較大關(guān)系，還與腹膜炎、膿腫和腦膜炎有關(guān)[9]。芬蘭國(guó)家疾病監(jiān)測(cè)網(wǎng)對(duì)1990—2000年520萬(wàn)例菌血癥患者血培養(yǎng)物分析表明，有66例是由益生菌引起，其中48例是乳酸菌引起，并以鼠李糖桿菌為主，而這些病例主要發(fā)生于免疫力低下或年老體弱者[10]。因此，歐盟將鼠李糖乳桿菌列入益生菌使用的監(jiān)管范疇。上述病例及歐盟的監(jiān)管對(duì)策反映出益生菌潛在的感染力不容忽視。

1.2 有害代謝活動(dòng)

研究表明，部分益生菌會(huì)產(chǎn)生一些對(duì)機(jī)體有潛在危害的代謝產(chǎn)物，如D-乳酸、氨基脫羧酶、硝基還原酶、膽鹽-7-羥化酶等。D-乳酸是乳酸菌分泌的一種酸性物質(zhì)，具有降低胃腸道pH、抑菌的功效，但有研究報(bào)道，短腸綜合征患者在服用添加嗜酸乳桿菌和雙歧桿菌的微生態(tài)制劑后，出現(xiàn)了D-乳酸酸中毒癥狀，并認(rèn)為可能與D-乳酸產(chǎn)生菌過(guò)度定植有關(guān)[11]。游離的氨基酸經(jīng)微生物分泌的氨基酸脫羧酶作用后產(chǎn)生生物胺類物質(zhì)，而當(dāng)機(jī)體過(guò)量攝入生物胺時(shí)，會(huì)引起惡心、嘔吐、發(fā)燒等一系列中毒癥狀。研究表明，從用于制作發(fā)酵食物的山羊初乳中分離到30株具有典型基因型的乳酸桿菌，采用多重PCR技術(shù)對(duì)30株乳酸桿菌的氨基酸脫羧酶相關(guān)基因（tdc、hdc和odc）檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，有2株乳酸桿菌含有tdc基因[12]。Sumner等研究表明乳桿菌和腸球菌屬中的個(gè)別菌株能夠分泌氨基酸脫羧酶將酪氨酸和組氨酸轉(zhuǎn)化為酪胺和組胺，并且經(jīng)定量分析發(fā)現(xiàn)，生物胺的產(chǎn)量已超過(guò)了機(jī)體限量[13]。同時(shí)，有研究人員對(duì)市場(chǎng)上常用益生菌進(jìn)行生物胺產(chǎn)生能力篩查時(shí)發(fā)現(xiàn)，近1/4的檢測(cè)菌株能產(chǎn)生酪胺、精胺、腐胺、組胺等胺類物質(zhì)，甚至部分菌株的產(chǎn)胺能力還較高[14]。此外，乳酸發(fā)酵食品，特別是乳酸發(fā)酵的蔬菜中，如有亞硝酸鹽和胺同時(shí)存在，就可能生成能誘發(fā)肝癌的亞硝胺；而部分細(xì)菌還能分泌硝基還原酶，將硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，過(guò)量的亞硝酸鹽會(huì)在胃里的酸性環(huán)境中引起嬰兒的正鐵血紅蛋白血癥，同時(shí)這也為亞硝胺的形成提供了前體[15]。研究表明，部分?jǐn)M桿菌屬、雙歧桿菌屬和乳桿菌屬的細(xì)菌還具有膽鹽-7-羥化酶活性，在后腸中能解離結(jié)合型膽鹽，而膽鹽解離若發(fā)生在前腸內(nèi)就會(huì)影響脂肪代謝[16]。此外，部分益生菌還具有毒力因子，Zhang等采用PCR技術(shù)對(duì)從健康嬰兒糞便中分離的候選益生腸球菌進(jìn)行14種毒力因子檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)其中的6種（gelE、cylA、esp、efaA、asa1和ace）不同程度的存在于部分益生菌株中[17]。

1.3 過(guò)度免疫反應(yīng)

給健康機(jī)體攝入適量益生菌時(shí)，不會(huì)引起副反應(yīng)，然而對(duì)于免疫功能低下或有損傷的機(jī)體，口服益生菌或其制品則可能引起超敏反應(yīng)等免疫副反應(yīng)。Ezendam等研究益生菌免疫調(diào)節(jié)活性時(shí)提出，益生菌的免疫調(diào)節(jié)活性不總是有益的，也會(huì)引起一些不利效應(yīng)，如部分益生菌能夠調(diào)節(jié)Th1/Th2平衡，促進(jìn)Th1反應(yīng)，而Th1反應(yīng)的過(guò)度增強(qiáng)與機(jī)體的自身免疫疾病密切相關(guān)[18-19]。

1.4 耐藥基因轉(zhuǎn)移

從20世紀(jì)30年代開(kāi)始人們用抗生素治療各種細(xì)菌性疾病，長(zhǎng)期使用過(guò)程中細(xì)菌對(duì)抗生素作用的進(jìn)化以及在治療過(guò)程中的濫用，使得細(xì)菌耐藥性問(wèn)題凸顯。益生菌在抗生素長(zhǎng)期的選擇壓力下將會(huì)產(chǎn)生耐藥性，而耐藥基因能夠從益生菌水平轉(zhuǎn)移到其他腸道菌群或條件致病菌[20-21]。因此，益生菌就可能扮演耐藥基因貯存宿主的角色，將存在人為轉(zhuǎn)移耐藥基因的安全問(wèn)題。目前，國(guó)內(nèi)外均有益生菌耐藥性相關(guān)研究報(bào)道。研究表明，對(duì)從山羊初乳中分離到的30株乳酸桿菌進(jìn)行抗生素敏感試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，所有的菌株至少耐兩種抗生素，甚至有3株菌對(duì)12種抗生素存在耐藥性，進(jìn)一步通過(guò)PCR技術(shù)檢測(cè)四環(huán)素耐藥基因（tetL、tetM、tetO和tetS）、萬(wàn)古霉素耐藥基因（vanA、vanB、vanC1和vanE）和紅霉素耐藥基因（ermB和ermC）發(fā)現(xiàn)，43.3%的菌株含有四環(huán)素耐藥基因，尤其是tetM基因，而紅霉素耐藥基因也在個(gè)別菌株中存在[12]。Zhang等對(duì)從健康嬰兒糞便中分離的100多株候選益生腸球菌進(jìn)行藥敏試驗(yàn)，研究表明，5.2%的菌株對(duì)環(huán)丙沙星存在耐藥，7.8%的菌株對(duì)萬(wàn)古霉素存在耐藥，10.5%的菌株對(duì)利福平存在耐藥，52.6%的菌株對(duì)紅霉素、慶大霉素存在耐藥[17]。Rajoka等從母乳中分離的7株鼠李糖乳桿菌，其中大部分對(duì)鏈霉素、氨芐青霉素、慶大霉素和卡那霉素等抗生素存在耐藥性[22]。Wong等隨機(jī)從市場(chǎng)上選取5種常見(jiàn)的益生菌制品，并對(duì)分離的菌株做耐藥性分析發(fā)現(xiàn)，所有菌株均對(duì)萬(wàn)古霉素存在耐藥性，部分菌株對(duì)環(huán)丙沙星、鏈霉素、慶大霉素等也存在耐藥性[23]。此外，研究表明，乳酸桿菌對(duì)桿菌肽、萬(wàn)古霉素、卡那霉素和β內(nèi)酰胺，雙歧桿菌對(duì)氨基糖苷類和鏈霉素等多種抗生素具有天然的耐藥性，在小鼠體內(nèi)，位于質(zhì)粒上的萬(wàn)古霉素耐藥基因可以在乳酸桿菌和屎腸球菌間相互轉(zhuǎn)移[24-25]。

1.5 可能的依賴癥

有人認(rèn)為益生菌主要是在長(zhǎng)期使用抗生素或腹瀉后，嚴(yán)重破壞腸道菌群平衡時(shí)在醫(yī)生指導(dǎo)下短期使用，如長(zhǎng)期濫用則會(huì)引起腸道喪失原有的繁殖有益菌的能力，從而導(dǎo)致“益生菌依賴癥”[26]。

1.6 潛在的環(huán)境污染

目前，益生菌已廣泛應(yīng)用于種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)中，甚至涉及人類食譜。但益生菌在使用過(guò)程中，大多是以活菌的形式直接與動(dòng)植物接觸，是否存在濫用益生菌引起動(dòng)植物原有相關(guān)的微生態(tài)平衡破壞，甚至?xí)?dǎo)致環(huán)境污染的可能，如在池塘中濫用光合細(xì)菌或芽孢桿菌等。

2 對(duì)策

2.1 機(jī)體健康情況

益生菌不是“靈丹妙藥”，在使用時(shí)，不能一概而論。上述對(duì)于益生菌的不利報(bào)道，大多是在機(jī)體免疫力低下或機(jī)體內(nèi)存在損傷或缺陷的狀態(tài)下發(fā)生的。因此，在使用益生菌時(shí)，首先要了解機(jī)體的健康情況，視健康狀況而定，考慮是否使用益生菌及使用方式、劑量等。

2.2 使用劑量

益生菌的使用劑量不是越大越好，必須根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果選擇適宜劑量。Liu等研究源于大熊貓糞便的乳酸菌對(duì)經(jīng)大腸桿菌攻毒的小鼠的免疫及腸道菌群的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，中、低劑量的效果明顯優(yōu)于高劑量的效果[27]。與之相似，Wang等將乳酸菌按照高低劑量飼喂被產(chǎn)氣莢膜梭菌感染的雞時(shí)發(fā)現(xiàn)，低劑量更能改善雞的脂肪代謝、肉品質(zhì)和腸道滲透性[28]。上述報(bào)道中高劑量為什么未展現(xiàn)出更好的效果，有待進(jìn)一步研究，但提醒益生菌使用時(shí)應(yīng)選擇適宜劑量，這樣不僅防止濫用，還降低了成本。同時(shí)，在水體使用時(shí)，一定要對(duì)水體菌群情況做好日常監(jiān)測(cè)，避免一類菌群過(guò)量繁殖，導(dǎo)致使微生態(tài)失衡。

2.3 不同來(lái)源

益生菌使用時(shí)，還應(yīng)了解其來(lái)源。同屬益生菌來(lái)源不同，其生物學(xué)特性不同，甚至同一益生菌株對(duì)于其來(lái)源的動(dòng)物群體表現(xiàn)出益生作用，而對(duì)其他群體則可能沒(méi)有作用或產(chǎn)生副作用。黃亞娟等比較分析了從雞嗉囊和腸黏膜、山羊瘤胃和糞便、青貯玉米秸稈、泡菜樣品中分離的乳酸桿菌的生物學(xué)特性發(fā)現(xiàn)，源于山羊瘤胃液和糞便的部分乳酸桿菌具有內(nèi)源性質(zhì)粒，而其他來(lái)源的菌株均沒(méi)有內(nèi)源性質(zhì)粒，且山羊源的菌株對(duì)Caco-2細(xì)胞有更好的黏附性，還展現(xiàn)出更好的耐熱、耐酸、耐膽鹽和抑菌特性[29]。同時(shí)，劉釗熠比較分析了豬源、雞源、狐貉源益生菌的生物學(xué)特性發(fā)現(xiàn)，雞源益生菌的抑菌和抑制病毒的活性最強(qiáng)，而豬源益生菌的膽固醇降解率最高、清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基能力最強(qiáng)，并認(rèn)為益生菌株發(fā)揮益生作用具有來(lái)源特異性、種屬特異性和菌株差異性[30]。

2.4 使用方式

目前，益生菌的使用大多是添加到飼料或飲水中，通過(guò)口服方式進(jìn)入機(jī)體發(fā)揮作用，但源于體表、呼吸道、陰道、后腸等的益生菌通過(guò)口服則可能很難發(fā)揮益生作用，甚至?xí)?dǎo)致不良反應(yīng)。同時(shí)，部分益生菌對(duì)高溫、過(guò)高或低pH、紫外線等物理?xiàng)l件耐受性低。此外，抗生素等抑菌藥物對(duì)益生菌也存在抑制作用。因此，在使用益生菌時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)益生菌特性和作用，針對(duì)性地選擇使用方式或者采取措施增強(qiáng)益生菌的耐受性。

3 小 結(jié)

目前，國(guó)際上對(duì)益生菌安全性評(píng)價(jià)方法和管理使用還缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其安全性雖做出了有益的研究和探索，但報(bào)道不多?？傮w而言益生菌對(duì)健康機(jī)體是安全的，但部分益生菌的不良反應(yīng)確實(shí)存在，因此益生菌潛在的安全性應(yīng)該納入益生菌篩選考慮范圍，對(duì)益生菌株的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估應(yīng)做充分的研究，運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)如宏基因組測(cè)序等全面了解菌株生理特性，不僅是益生作用，還應(yīng)包括黏附能力、耐藥性、代謝特性、產(chǎn)酶活性以及劑量、使用方式等，同時(shí)應(yīng)結(jié)合臨床試驗(yàn)，按照標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)程序?qū)ζ溟_(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。相信隨著研究的不斷深入，益生菌安全性的評(píng)價(jià)和使用將進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化，從而推動(dòng)益生菌產(chǎn)業(yè)健康、有序地發(fā)展。

[1] Lilly D M,Stillwell R H.Probiotics:growth-promoting factors produced by microorganisms[J].Science,1965,147（3 659）:747-748.

[2] Fuller R.Probiotics in man and animals[J].Journal of Applied Bacteriology,1989,66（5）:365-378.

[3] 金鵬.益生菌研究進(jìn)展[J].農(nóng)產(chǎn)品加工:創(chuàng)新版,2009（11）:70-72.

[4] Lee M R,Tsai C J,Liang S K,et al.Clinical characteristics of bacteraemia caused by Lactobacillus spp.and antimicrobial susceptibilities of the isolates at a medical centre in Taiwan,2000-2014[J].International Journal of Antimicrobial Agents,2015,46（4）:439-445.

[5] Cukovic-Cavka S,Likic R,Francetic I,et al.Lactobacillus acidophilus as a cause of liver abscess in a NOD2/CARD15-positive patient with crohnu2019s disease[J].Digestion,2006,73（2-3）:107-110.

[6] Liong M T.Safety of probiotics:translocation and infection[J].Nutrition Reviews,2008,66（4）:192-202.

[7] Snydman D R.The safety of probiotics[J].Clinical Infectious Diseases,2008,46（2）:104-111.

[8] Harty D W S,Oakey H J,Patrikakis M,et al.Pathogenic potential of lactobacilli[J].International Journal of Food Microbiology,1994,24（1-2）:179-189.

[9] Cannon J P,Lee T A,Bolanos J T,et al.Pathogenic relevance of Lactobacillus:a retrospective review of over 200 cases[J].European Journal of Clinical Microbiology&Infectious Diseases Official Publication of the European Society of Clinical Microbiology,2005,24（1）:31-40.

[10] Salminen M K,Tynkkynen S,Rautelin H,et al.Lactobacillus bacteremia during a rapid increase in probiotic use of Lactobacillus rhamnosus GG in Finland[J].Clinical Infectious Diseases An Official Publication of the Infectious Diseases Society of America,2002,35（10）:1 155-1 160.

[11] Wh K U,Lau D,Huen K F.Probiotics provoked D-lactic acidosis in short bowel syndrome:case report and literature review[J].Hong Kong Journal of Paediatrics,2006,11（3）:246-254.

[12] Ruiz P,Barragán I,Sese?a S,et al.Functional properties and safety assessment of lactic acid bacteria isolated from goat colostrum for application in food fermentations[J].International Journal of Dairy Technology,2016,69（4）:559-568.

[13] Sumner S S,Speckhard M W,Somers E B,et al.Isolation of histamine-producing Lactobacillus buchneri from Swiss cheese implicated in a food poisoning outbreak[J].Applied&Environmental Microbiology,1985,50（4）:1 094-1 096.

[14] 郭曉奎,袁杰利.益生菌安全性的現(xiàn)狀與對(duì)策[J].中國(guó)微生態(tài)學(xué)雜志,2009,21（6）:576.

[15] 張灼陽(yáng),劉暢,郭曉奎.益生菌的安全性[J].微生物學(xué)報(bào),2008,48（2）:257-261.

[16] Bateup J M,Mcconnell M A,Jenkinson H F,et al.Comparison of Lactobacillus strains with respect to bile salt hydrolase activity,colonization of the gastrointestinal tract,and growth rate of the murine host[J].Appl Environ Microbiol,1995,61（3）:1 147-1 149.

[17] Zhang F,Jiang M,Wan C,et al.Screening probiotic strains for safety:evaluation of virulence and antimicrobial susceptibility of enterococci from healthy Chinese infants[J].Journal of Dairy Science,2016,99（6）:4 282-4 290.

[18] Ezendam J,Van L H.Probiotics:immunomodulation and evaluation of safety and efficacy[J].Nutrition Reviews,2006,64（1）:1-14.

[19] Hemarajata P,Versalovic J.Effects of probiotics on gut microbiota:mechanisms of intestinal immunomodulation and neuromodulation[J].Therapeutic Advances in Gastroenterology,2013,6（1）:39-51.

[20] Zheng M,Zhang R,Tian X,et al.Assessing the risk of probiotic dietary supplements in the context of antibiotic resistance[J].Frontiers in Microbiology,2017,8:908.

[21] Imperial I C,Ibana J A.Addressing the antibiotic resistance problem with probiotics:reducing the risk of its double-edged sword effect[J].Frontiers in Microbiology,2016,7（86 428）:1 983.

[22] Rajoka M S R,Mehwish H M,Siddiq M,et al.Identification,characterization,and probiotic potential of Lactobacillus rhamnosus,isolated from human milk[J].LWT-Food Science and Technology,2017,84（2017）:271-280.

[23] Wong A,Ngu D Y,Dan L A,et al.Detection of antibiotic resistance in probiotics of dietary supplements[J].Nutrition Journal,2015,14（1）:1-6.

[24] Varankovich N V,Nickerson M T,Korber D R.Probiotic-based strategies for therapeutic and prophylactic use against multiple gastrointestinal diseases[J].Frontiers in Microbiology,2015,6:685.

[25] Mater D D G,Langella P,Corthier G,et al.A probiotic Lactobacillus strain can acquire vancomycin resistance during digestive transit in mice[J].Journal of Molecular Microbiology&Biotechnology,2008,14（1-3）:123-127.

[26] 戴漢文.濫補(bǔ)益生菌,小心“益生菌依賴癥”[J].家庭科學(xué),2013（7）:40.

[27] Liu Q,Ni X,Wang Q,et al.Lactobacillus plantarum BSGP 201683 isolated from giant panda feces attenuated inflammation and improved gut microflora in mice challenged with enterotoxigenic Escherichia coli[J].Frontiers in Microbiology,2017,8:1 885.

[28] Wang H,Ni X,Qing X,et al.Live Probiotic Lactobacillus johnsoniiBS15 promotes growth performance and lowers fat deposition by improving lipid metabolism,intestinal development,and gut microflora in broilers[J].Frontiers in Microbiology,2017,8:1-14.

[29] 黃亞娟,宋萌萌,孫琳,等.不同來(lái)源乳酸桿菌生物學(xué)特性的比較[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2011,39（9）:193-199.

[30] 劉釗熠.幾種動(dòng)物來(lái)源益生菌部分生物學(xué)特性的比較研究[D].哈爾濱:東北農(nóng)業(yè)大學(xué),2013.