雙歧桿菌及其產(chǎn)品緩解腸炎癥狀的研究進(jìn)展

孫慶申，羅欽文，許艷玲

（1.黑龍江大學(xué)，農(nóng)業(yè)微生物技術(shù)教育部工程研究中心，黑龍江 哈爾濱 150500；2.黑龍江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，黑龍江省普通高等學(xué)校微生物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 哈爾濱 150080）

雙歧桿菌是由母乳喂養(yǎng)的健康嬰兒糞便中分離出的一種革蘭氏陽性、多形態(tài)、專性厭氧桿菌，具有改善腸道菌群、抵抗胃腸炎癥、免疫調(diào)節(jié)等功能[1]。雙歧桿菌對生長環(huán)境要求很高，一般在37 ℃、pH 6.5左右的條件下生長最好。常見的雙歧桿菌有短雙歧桿菌、長雙歧桿菌、嬰兒雙歧桿菌和乳雙歧桿菌，廣泛應(yīng)用于食品、藥品、臨床實(shí)驗(yàn)等方面，對人體腸道功能改善和調(diào)節(jié)有不可或缺的作用。

炎癥性腸?。╥nflammatory bowel disease，IBD）主要包括克羅恩病和潰瘍性結(jié)腸炎，是一種慢性復(fù)發(fā)性炎癥性疾病，其特征是會出現(xiàn)反復(fù)性的“緩解-復(fù)發(fā)”現(xiàn)象，并伴有黏膜潰瘍、細(xì)胞死亡和結(jié)腸黏膜再生[2]。目前對IBD的發(fā)病機(jī)制還不是很清楚。研究認(rèn)為，IBD的發(fā)生是個體對腸道微生物群的免疫反應(yīng)以及腸道菌群失調(diào)導(dǎo)致的?，F(xiàn)有的IBD緩解療法包括抗炎藥、免疫抑制劑、生物制劑、抗生素和氨基水楊酸類等藥物[3]。本文從雙歧桿菌對腸道微生態(tài)作用點(diǎn)出發(fā)，概述雙歧桿菌及其代謝產(chǎn)物、雙歧桿菌產(chǎn)品對IBD的緩解效果及應(yīng)用前景。

1 雙歧桿菌對腸道的調(diào)節(jié)功能及腸炎免疫調(diào)節(jié)作用概述

大多數(shù)致病菌適宜的生長環(huán)境pH值為6.0～7.0，在pH＜5.5環(huán)境下無法生存。雙歧桿菌具有較強(qiáng)的產(chǎn)酸能力，會導(dǎo)致腸道pH值降低，進(jìn)而抑制致病菌的生長，發(fā)揮調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡的作用，有效保護(hù)宿主免受病原體的侵害[4]。患胃腸病的一部分原因是腸道消化不良，并且伴隨腹瀉、腹脹、便秘等狀況的發(fā)生，雙歧桿菌具有緩解功能性胃腸病的功能[5]。

目前對于IBD的治療一般采用藥物和生物制劑療法，前者包括氨基水楊酸、腎上腺糖皮質(zhì)激素等[6]，后者種類比較多，如單克隆抗體（英夫利昔單抗[7]）和小分子抑制劑，其作用機(jī)制為針對炎癥網(wǎng)絡(luò)的某一靶點(diǎn)，采用免疫抑制劑治療。

腸道菌群在腸炎發(fā)病進(jìn)程中發(fā)揮一定作用，因此也成為通過調(diào)節(jié)腸道菌群減輕腸炎疾病的備選方案，被確定為輔助療法或傳統(tǒng)藥物的替代療法[8]。腸炎患者腸道內(nèi)菌群多樣性降低，雙歧桿菌、乳桿菌等益生菌的豐度明顯下降，擬桿菌屬中的致病菌豐度明顯增加[9-10]。雙歧桿菌是人體腸道最重要的益生菌之一，其對腸道菌群的調(diào)節(jié)表現(xiàn)在提高腸道中有益菌的豐度，抑制致病菌的生長。因此，雙歧桿菌作為腸炎輔助治療方式有很大前景[11]。

2 雙歧桿菌及其代謝物、產(chǎn)品對腸炎的緩解作用

2.1 雙歧桿菌

雙歧桿菌具有抗炎作用，它通過改變腸道微生物群從而達(dá)到緩解IBD、調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激和炎癥介質(zhì)的目的，因腸炎引發(fā)的體質(zhì)量下降、腸上皮損傷、組織損傷等癥狀也可通過攝入雙歧桿菌得到明顯改善，并且能夠維持腸道的免疫耐受[12]。Kumar等[13]研究顯示，兩歧雙歧桿菌231既具有黏膜黏附特性，又能夠調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)，提高白細(xì)胞介素-10（interleukin 10，IL-10）在大鼠小腸上皮細(xì)胞系（IEC-6）中的表達(dá)，對大鼠結(jié)腸炎具有明顯的緩解效果。

調(diào)節(jié)性T淋巴細(xì)胞（Treg細(xì)胞）是預(yù)防和治療結(jié)腸炎的重要調(diào)節(jié)因子，在雙歧桿菌輔助緩解腸炎癥狀過程中起著重要作用，雙歧桿菌通過調(diào)節(jié)Treg細(xì)胞的比例，從而控制抗炎因子和促炎因子的表達(dá)[14]。Zhang Ming等[14]用長雙歧桿菌對患腸炎的大鼠進(jìn)行干預(yù)后發(fā)現(xiàn)，長雙歧桿菌通過調(diào)節(jié)Treg細(xì)胞，從而促進(jìn)IL-10等抗炎細(xì)胞因子的表達(dá)，同時(shí)抑制IL-12、IL-17和IL-23等促炎因子的表達(dá)。Zhou Linyan等[15]研究表明，嬰兒雙歧桿菌能促進(jìn)Treg細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄因子Foxp3和抗炎因子IL-10和轉(zhuǎn)化生長因子-β1（transforming growth factor-β1，TGF-β1）的表達(dá)，從而緩解腸炎對腸道帶來的損傷。Imaoka等[16]將腸炎患者外周血中的單核細(xì)胞與雙歧桿菌共同培養(yǎng)，結(jié)果表明，短雙歧桿菌和兩歧雙歧桿菌均可誘導(dǎo)腸炎患者外周血單核細(xì)胞產(chǎn)生IL-10，同時(shí)抑制IL-8的產(chǎn)生。Chen Xiaohong等[17]研究表明，2,4,6-三硝基苯磺酸溶液（2,4,6-trinitrobenzenesulfonic acid solution，TNBS）誘導(dǎo)的結(jié)腸炎小鼠腸道屏障功能發(fā)生損害，這是由炎癥標(biāo)志物高遷移率族蛋白B1（high mobility group box 1 protein，HMGB1）導(dǎo)致的，長雙歧桿菌能夠通過抑制HMGB1的釋放，保護(hù)腸道屏障，對小鼠結(jié)腸炎有改善作用。

以上研究表明，雙歧桿菌對腸炎的緩解效果主要是通過調(diào)節(jié)促炎因子和抗炎因子的表達(dá)來發(fā)揮作用，并且長雙歧桿菌也能減輕TNBS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎。

2.2 雙歧桿菌產(chǎn)品

雙歧桿菌酸乳不僅能為人體提供能量和營養(yǎng)物質(zhì)等，雙歧桿菌還可以作用于腸道，改善腸道菌群，提高人體免疫力。健康成年人通過攝入雙歧桿菌酸乳能夠增加腸道中雙歧桿菌的活菌數(shù)[18]。

動物雙歧桿菌BB-12具有潛在的抗炎作用，研究顯示，健康人飲用含動物雙歧桿菌BB-12的酸乳能夠降低外周血中單核細(xì)胞Toll樣受體-2的表達(dá)，降低促炎細(xì)胞因子，如腫瘤壞死因子-α的分泌[19]。動物雙歧桿菌BB-12的添加量、添加時(shí)間及發(fā)酵過程均會對酸乳的免疫調(diào)節(jié)功能造成影響。動物雙歧桿菌BB-12還顯示出良好的耐受性，在抗生素治療過程中食用動物雙歧桿菌BB-12酸乳，人體不會產(chǎn)生不良反應(yīng)[20]。

Nishiyama等[21]研究顯示，利用乳球菌11/19-B1和乳雙歧桿菌復(fù)合菌劑發(fā)酵的酸乳可提高人群的細(xì)胞免疫功能，增強(qiáng)機(jī)體免疫力。Sheikhi等[22]研究表明，嗜酸乳桿菌與乳雙歧桿菌混合菌種的發(fā)酵酸乳對腸炎患者的免疫系統(tǒng)有調(diào)節(jié)作用，能調(diào)控外周血單核細(xì)胞中IL-10等細(xì)胞因子的表達(dá)，但是作用效果受發(fā)酵菌劑量和發(fā)酵時(shí)間影響。

將雙歧桿菌活菌與其他益生菌混合制成微生態(tài)制劑用于緩解腸炎已有初步成效。乳酸桿菌、長雙歧桿菌等益生菌對腸道的益生作用不同，但是將多種益生菌混合使用，發(fā)揮不同菌種之間的協(xié)同效應(yīng)，可以增強(qiáng)IL-10的表達(dá)和腸屏障功能[23]。常見的雙歧桿菌制劑有雙歧桿菌三聯(lián)活菌片，臨床實(shí)驗(yàn)表明，該活菌片具有抑制患者炎癥因子、減緩腸炎癥狀、緩解患者病情等功能[24]。美沙拉秦聯(lián)合雙歧桿菌三聯(lián)活菌片可提高腸炎治療的效果[25]，李遠(yuǎn)洪[26]將雙歧桿菌四聯(lián)活菌片與藥品康復(fù)新液聯(lián)用，治療腸炎患者，以康復(fù)新液治療為對照，結(jié)果表明，聯(lián)合使用能更快改善重度潰瘍性結(jié)腸炎癥狀，促進(jìn)腸黏膜修復(fù)。劉雪兵[27]以柳氮磺吡啶片治療作為對照，在其基礎(chǔ)上與雙歧桿菌三聯(lián)活菌腸溶膠囊聯(lián)用治療，對比治療效果，結(jié)果表明，二者聯(lián)用不僅可以增強(qiáng)患者腸道免疫力，還能降低腸炎的復(fù)發(fā)率。

2.3 雙歧桿菌代謝物

2.3.1 共軛亞油酸（conjugated linoleic acid，CLA）

CLA是亞油酸以共軛形式存在的同分異構(gòu)體的統(tǒng)稱，是近年常被研究的功能性脂肪酸之一。天然CLA來源于乳制品、肉制品、海鮮水產(chǎn)等，但是含量較低[28]。乳酸菌能自身合成CLA，雙歧桿菌屬于乳酸菌，也可以合成CLA。

在腸炎治療中，CLA通過抑制炎癥細(xì)胞能夠達(dá)到以下效果：1）調(diào)節(jié)小鼠腸道菌群，如類桿菌數(shù)量減少，雙歧桿菌數(shù)量增多；2）作用于腸上皮細(xì)胞，維持腸道屏障；3）調(diào)節(jié)炎癥因子，減輕炎癥反應(yīng)。直接口服CLA可起到抗炎作用，但口服劑量會影響CLA對腸炎小鼠的治療效果。研究表明，CLA口服劑量為5 mg/d時(shí)對腸炎沒有改善作用，而口服劑量超過10 mg/d時(shí)對腸炎有緩解作用[29]。由于雙歧桿菌種類的不同，其產(chǎn)生的CLA對腸炎的治療效果也不同[30]。

Yang Bo等[31]利用短雙歧桿菌CCFM683輔助治療小鼠腸炎發(fā)現(xiàn)，用短雙歧桿菌處理后的小鼠結(jié)腸部位CLA含量顯著升高，說明CLA與短雙歧桿菌治療腸炎有關(guān)聯(lián)性；腸黏膜潰瘍的嚴(yán)重程度與消化鏈球菌科有關(guān)，經(jīng)過葡聚糖硫酸鈉處理的小鼠腸道消化鏈球菌科相對豐度增加，短雙歧桿菌CCFM683與CLA共同作用能夠降低消化鏈球菌的相對豐度；CLA也可以降低異桿菌的相對豐度，這是短雙歧桿菌沒有的功能。

2.3.2 胞外多糖（exopolysaccharides，EPS）

微生物EPS是包圍大多數(shù)細(xì)菌外殼的碳水化合物。雙歧桿菌產(chǎn)生的EPS一般有2 種，EPSa和EPSb，由阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖等糖類組成[32]。雙歧桿菌EPS可以作為腸道某些微生物的營養(yǎng)物質(zhì)，導(dǎo)致微生物代謝和代謝產(chǎn)物的改變[33]。雙歧桿菌在腸道中的黏附、定植及存活過程中，EPS均起到關(guān)鍵作用[34]。例如，動物雙歧桿菌RH產(chǎn)生的EPS可以顯著增加腸道中雙歧桿菌等益生菌的數(shù)量，減少產(chǎn)氣莢膜梭菌等有害微生物的數(shù)量，維持腸道菌群平衡[35]。隨著長雙歧桿菌P132和嬰兒雙歧桿菌P731代謝產(chǎn)物EPS活性的提高，2 株菌株在腸道中表現(xiàn)出更高的存活率，此外，EPS增強(qiáng)了嬰兒雙歧桿菌P731生物膜形成能力以及對腸細(xì)胞的黏附能力，致使嬰兒雙歧桿菌P731對于腸細(xì)胞Caco-2的黏附能力高于動物雙歧桿菌BB-12[36]。

雙歧桿菌EPS不僅可以調(diào)節(jié)腸道菌群，還與雙歧桿菌協(xié)同作用，參與對胃腸道的保護(hù)，具有抗炎作用[37]。細(xì)胞脫落是指腸炎患者的上皮屏障功能受損，小腸上皮細(xì)胞從絨毛中自然脫落的現(xiàn)象。短雙歧桿菌UCC2003產(chǎn)生的EPS可以通過與宿主髓樣分化因子MyD88相互作用[38]，減少這種凋亡反應(yīng)的發(fā)生，也降低了IEC細(xì)胞脫落率，保護(hù)了上皮細(xì)胞。由此可見，雙歧桿菌EPS在維持人體腸道健康、治療腸炎等方面具有巨大潛力。

2.4 益生元與雙歧桿菌協(xié)同作用

益生元是不易消化的食品成分，通過選擇性刺激結(jié)腸中一種或多種細(xì)菌的生長和活性，為宿主提供健康益處[39]。益生元具有抗菌抗癌、增強(qiáng)礦物質(zhì)吸收和改善脂質(zhì)代謝[40]、促進(jìn)腸道菌群生長[41]功能。常見的益生元有菊粉、低聚糖、低聚果糖等物質(zhì)。而能夠?qū)﹄p歧桿菌生長起到促進(jìn)作用、提高雙歧桿菌活性的益生元又叫雙歧因子。

益生元在雙歧桿菌緩解腸道炎癥方面有著重要作用，槲皮素能促進(jìn)青春雙歧桿菌分泌抗炎物質(zhì)[42]。大豆肽美拉德反應(yīng)產(chǎn)物能夠有效影響微生物群落結(jié)構(gòu)，促進(jìn)雙歧桿菌生長，有效抑制病原菌活性[43]。Lavefve等[44]研究表明，漿果中富含多種酚類化合物，主要是花青素，在腸道中復(fù)合多酚被代謝成小分子多酚后，能夠調(diào)節(jié)微生物種群，促進(jìn)雙歧桿菌生長，還能通過調(diào)節(jié)促炎細(xì)胞因子來減輕腸道炎癥。Chu Hongqian等[45]研究表明，低聚半乳糖可減少結(jié)腸組織中與炎癥相關(guān)的細(xì)胞因子的分泌。利用雙歧桿菌與益生元的共同作用來治療腸炎，既能增強(qiáng)雙歧桿菌的功能，也能更好地治療腸炎以及保護(hù)因腸炎導(dǎo)致的不良反應(yīng)。

3 結(jié) 語

隨著雙歧桿菌對IBD緩解效果研究的不斷深入，更多的微生態(tài)制劑及益生菌產(chǎn)品將被開發(fā)和應(yīng)用。酸乳作為發(fā)酵產(chǎn)品已經(jīng)引領(lǐng)了乳制品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，未來將功能性益生菌以特定形式添加到酸乳中，開發(fā)功能性酸乳產(chǎn)品用于緩解腸炎癥狀將成為重要的方向。