益生菌研究現(xiàn)狀與進(jìn)展

1、.益生菌是由乳桿菌、雙歧桿菌、酵母菌、腸球菌、大腸桿菌、等經(jīng)過特殊工藝復(fù)合而成的活體微生物, 對人類的營養(yǎng)和健康有著非常重要的意義, 目前廣泛應(yīng)用于食品發(fā)酵、工業(yè)乳酸發(fā)酵以及醫(yī)療保健和飼料工業(yè)等領(lǐng)域。兩岐雙岐桿菌 Bifidobacteriumbifidum嬰兒雙岐桿菌 B. infantis長雙岐桿菌 B. longum短雙岐桿菌 B. breve青春雙岐桿菌 B. adolescentis保加利亞乳桿菌 Lactobacillus. bulgaricus嗜酸乳桿菌 L. acidophilus干酪乳桿菌干酪亞種 L. Casei subsp. casei嗜熱鏈球菌 Streptococcu

2、s thermophilus羅伊氏乳桿菌 Lactobacillus reuteri益生菌研究現(xiàn)狀與進(jìn)展 （論雙歧桿菌與乳桿菌的研究）浙江省疾病預(yù)防控制中心任錦玉由于經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展促使人們生活水準(zhǔn)不斷的提高，醫(yī)學(xué)科學(xué)也從治療醫(yī)學(xué)發(fā)展到預(yù)防醫(yī)學(xué)，現(xiàn)在又從預(yù)防醫(yī)學(xué)發(fā)展到保健醫(yī)學(xué)。人們也開始漸漸形成已病要治療，未病要預(yù)防，無病要保健的觀念。這也是醫(yī)學(xué)發(fā)展的客觀規(guī)律。保健醫(yī)學(xué)在我國目前還是起步階段，本世紀(jì)必將是保健醫(yī)學(xué)大發(fā)展的時代。從這個意義上看益生菌的作用不可忽視，要更好地研究、發(fā)展與應(yīng)用，為民造福。然而隨著微生態(tài)學(xué)理論研究的深入，人們對有益細(xì)菌的利用越來越重視。并從多方面研究結(jié)果表明有益細(xì)菌與人類

3、的生存和健康有密切的關(guān)系。以有益細(xì)菌制成的微生態(tài)制劑，具有調(diào)整人體內(nèi)微生態(tài)的平衡，恢復(fù)正常生理功能，防治疾病、促進(jìn)健康的作用。目前對微生態(tài)制劑的應(yīng)用與研究在全世界已經(jīng)形成熱潮。我國于50年代開始微生態(tài)學(xué)的研究，尤其是在近年經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的帶動下，微生態(tài)學(xué)的研究技術(shù)更趨于深入和提高，并已利用益生菌投入生產(chǎn)和應(yīng)用。1.微生態(tài)學(xué)概況所謂微生態(tài)學(xué)即是研究微生物與微生物、微生物與寄主、微生物和寄主與外環(huán)境的相互制約和相互依存的學(xué)科。微生態(tài)學(xué)作為一門生命學(xué)科分支，最初于1964年由前東德中央營養(yǎng)研究所Hacnal與lohmann提出來的。以后相繼在多個國家（美國、德國、日本、意大利等）召開了微生態(tài)學(xué)的討論會

4、，并成立了微生態(tài)學(xué)與疾病學(xué)會（SOMED）。學(xué)會集中討論了對正常微生物群與其宿主相互關(guān)系的復(fù)雜的生態(tài)學(xué)問題，近年來，又在高科技水平上，用不同學(xué)科的知識，共同研究微生態(tài)與人類、動物及植物各器官系統(tǒng)的相互作用相互關(guān)系。我國于50年代初開始進(jìn)行微生態(tài)學(xué)的研究，當(dāng)時因使用抗菌素出現(xiàn)了菌群失調(diào)引起的疾病，有人就進(jìn)行了用正常菌去治療這些疾病的研究。到目前已發(fā)展到用正常菌防治多種疾?。ǜ尾?、腎病、腫瘤、糖尿病、血液病、結(jié)核病等）及對人類健康的預(yù)防保健作用等的研究。于1981年在大連首次召開中國微生態(tài)學(xué)研討會，后來相繼在揚(yáng)州市、廣州市、青島市、佳木斯市、杭州市召開微生態(tài)學(xué)研討會，并于1988年在北戴河建立中華

5、預(yù)防醫(yī)學(xué)會微生態(tài)學(xué)分會，下設(shè)13個學(xué)組，對微生態(tài)學(xué)的深入研究和應(yīng)用起到有力的推動作用。隨著細(xì)胞學(xué)、分子生物學(xué)、基因工程學(xué)、免疫學(xué)、細(xì)菌分類學(xué)等學(xué)科的發(fā)展使微生態(tài)學(xué)成為一個獨(dú)立的學(xué)科。因此也相應(yīng)出現(xiàn)了微生態(tài)制劑工程，生產(chǎn)出品種繁多的微生態(tài)制劑的產(chǎn)品，對人類的健康保健作出較大的貢獻(xiàn)。有人預(yù)言繼抗菌素之后將是微生態(tài)制劑時代。2.微生態(tài)制劑的種類根據(jù)有關(guān)資料的報道，目前在我國將微生態(tài)制劑分成三大類：（1）益生菌（Probiotics），也稱活菌制劑，即能夠促進(jìn)腸內(nèi)菌群生態(tài)平衡，對宿主起有益作用的活菌制劑。（2）益生元（Prebiotics），指能夠選擇性地刺激腸內(nèi)一種或幾種有益菌生長繁殖，而且不被宿主

6、消化的物質(zhì)。（3）合生素（synbiotics）,指益生菌和益生元同時并用的制劑。產(chǎn)品分類：根據(jù)國內(nèi)外有關(guān)資料的報道，目前關(guān)于微生態(tài)制劑的產(chǎn)品種類在某些國家（日本）已趨于飽和狀態(tài)。從制劑的功能分：食品、保健品、藥品。從服用的對象分：嬰兒、青年、成年和老年人保健品。從劑型來分：口服液、膠囊、粉劑、片劑丸劑及復(fù)合劑等。我國對于微生態(tài)制劑研究速度在近年發(fā)展迅速，品種主要有保健食品類與藥用類。目前市場上銷售的品種主要有：昂立1號、麗珠腸樂、回春生、促菌生、培菲康、佳士康、雙歧多寶、五株王、六株寶、媽咪愛等。新品種還在不斷地踴向市場。微生態(tài)制劑不但在人類中廣泛應(yīng)用，并在獸醫(yī)方面也進(jìn)行了微生態(tài)制劑的研究與

7、應(yīng)用。3.用于微生態(tài)制劑的菌種在我國通過衛(wèi)生部批準(zhǔn)應(yīng)用于人體的益生菌主要有；雙歧桿菌、乳酸桿菌、丁酸梭菌、脆弱擬桿菌、枯草芽孢桿菌、嗜熱鏈球菌、腸球菌與光和菌等。農(nóng)業(yè)部公布應(yīng)用于動物的益生菌主要有乳酸桿菌、糞腸球菌、雙歧桿菌、酵母菌、DM423臘樣芽孢桿菌、SA38臘樣芽孢桿菌等。4.選擇菌種必須具備的條件對宿主產(chǎn)生有益作用而無毒、無害、安全和無副作用的；具有存活能力并能進(jìn)行工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)；在使用和儲存期間保持存活狀態(tài)和穩(wěn)定性；在腸內(nèi)和其他生境內(nèi)具有存活能力的；應(yīng)該是人體腸道正常菌群的成員（具有調(diào)節(jié)和有益作用的外來菌也可以）。目前使用較多的益生菌是雙歧桿菌屬、乳酸桿菌屬與丁酸梭菌屬的部分菌種。

8、5.益生菌研究現(xiàn)狀與進(jìn)展5.1益生菌的含義是能發(fā)酵糖類產(chǎn)生大量乳酸的一類乳酸細(xì)菌。也是微生態(tài)制劑中的一個大類。不是細(xì)菌分類學(xué)的名稱，通俗講：是一類對人體有益的細(xì)菌。對益生菌的定義曾經(jīng)有不同的解釋；如1989年Fuller認(rèn)為是能夠促進(jìn)腸內(nèi)菌群生態(tài)平衡，對宿主起著有益作用的活的微生物制劑可以稱益生菌。后來于1994年在德國召開的會議上對益生菌的定義作了修改，認(rèn)為益生菌是含活菌和/或死菌包括其組成和產(chǎn)物的細(xì)菌制品，經(jīng)口或其他粘膜途徑投入，目的是改善粘膜表面微生物或酶的平衡，或者刺激特異性或非特異性免疫機(jī)制的。5.2益生菌與人類的關(guān)系益生菌與人類的關(guān)系非常密切，可以講：“如果沒有益生菌的存在，人類的

9、健康就難以保證，生存就困難”。從研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)；嬰兒出生幾個小時，在其腸內(nèi)就出現(xiàn)雙歧桿菌，1-2周時雙歧桿菌占絕對優(yōu)勢；有關(guān)資料報道：母乳喂養(yǎng)的嬰兒糞便中雙歧桿菌占99%以上，人工喂養(yǎng)的嬰兒糞便中雙歧桿菌占90%以上。并且證實雙歧桿菌終生存在，只有在患病、衰老時，其菌量即減少。見下例：年齡與益生菌的關(guān)系年齡雙歧桿菌菌數(shù)14天9.32.5（47）59天9.91.5（90）46歲10.10.6（97）2064歲9.80.7（100）6586歲9.40.8（85）注（）內(nèi)數(shù)字表示檢出率數(shù)字表示10的次方數(shù)飲食與益生菌（雙歧桿菌）的關(guān)系飲食雙歧桿菌數(shù)碳水化合物過量增加脂肪過量激減蛋白質(zhì)過量正常纖維素過量

10、變化不大飲食改變時對雙歧桿菌也有影響。如33名日裔美國人由日本飲食轉(zhuǎn)變?yōu)槊绹嬍硶r，其雙歧桿菌的對數(shù)由8.209.25。疾病與雙歧桿菌的關(guān)系疾病名稱雙歧桿菌數(shù)胃酸減少癥少數(shù)減少多數(shù)消失胃切除減少十二指腸潰瘍減少大腸癌減少3070%肝癌減少40%胃炎、胰腺炎、膽管炎、十二指腸炎、空腸炎變化不大麻疹、痤瘡、酒渣鼻、肛門瘙癢癥變化不大慢性多發(fā)性關(guān)節(jié)炎增加慢性腎炎部分消失嬰幼兒感冒、鵝口瘡、口內(nèi)炎減少或消失慢性便秘時25%減少或消失除上述各因素對雙歧桿菌有影響外，還存在個體差異與藥物的影響尤其是抗菌素的影響最大，如每4小時1次口服250mg的四環(huán)素，雙歧桿菌立即消失。還有報道情緒變化對雙歧桿菌也有影響

11、。5.3益生菌研究的簡要?dú)v史對于益生菌的研究，從1899年發(fā)現(xiàn)到目前，在這100余年漫長歲月中，科學(xué)界積累了大量的資料，證明這是一個具有發(fā)展前景的高新技術(shù)領(lǐng)域。益生菌的研究主要經(jīng)歷了發(fā)現(xiàn)、認(rèn)識和現(xiàn)代研究應(yīng)用3個階段。5.3.1發(fā)現(xiàn)階段早在一個世紀(jì)之前（1899年）法國巴斯德研究院的Tissier教授首先從健康母親喂養(yǎng)的嬰兒糞便中發(fā)現(xiàn)了占絕對優(yōu)勢的分叉的革藍(lán)氏陽性桿菌，當(dāng)時Tissier教授命名為普通分叉桿菌。于1900-1905年，巴斯德研究院的另一位Moro與Tissier合作，首次從人工喂養(yǎng)的嬰兒糞便中分離出革藍(lán)氏陽性、直桿、不分叉的桿菌。接著又從母乳喂養(yǎng)的嬰兒糞便中分離出革藍(lán)氏陽性、直桿

12、、分叉的桿菌。并對該二種菌進(jìn)行形態(tài)學(xué)的研究，發(fā)現(xiàn)分叉的與不分叉直桿或彎桿菌等形態(tài)的革藍(lán)氏陽性菌，至此雙歧桿菌的兩種形態(tài)均被發(fā)現(xiàn)了。迄今，這兩種形態(tài)仍然被認(rèn)為是正確的，并成為進(jìn)一步研究的基礎(chǔ)。5.3.2認(rèn)識階段1）對形態(tài)學(xué)的認(rèn)識：最初學(xué)術(shù)界對分叉與直桿狀兩種形態(tài)的細(xì)菌是兩種菌還是一種菌有不同的意見，經(jīng)過近50年的研究與探討才認(rèn)為是一種菌兩種形態(tài)。這個結(jié)論是1950年Norris等經(jīng)過精密的實驗，將單個菌細(xì)胞在嚴(yán)格的無菌條件下單克隆化，結(jié)果表明完全可以再現(xiàn)分叉相轉(zhuǎn)向桿狀相的過程，證實了雙歧桿菌的二種形態(tài)，并將分叉狀的確定為型，定名為分叉乳桿菌（L.bifidus)，直桿狀的確定為型，定名為副分叉乳

13、桿菌（L.parabifidus)。這兩個型在形態(tài)與生物學(xué)性狀方面均有不同之處。2）對生物學(xué)的認(rèn)識：經(jīng)過近50年的研究，確證雙歧桿菌既無外毒素，亦無內(nèi)毒素，是健康人特別是嬰幼兒腸道內(nèi)大量存在的正常菌群成員之一。通過研究也證實了該菌的各項生理學(xué)及生物化學(xué)特性。該菌剛分離時為專性厭氧或微需氧，傳代后轉(zhuǎn)為微需氧或兼性厭氧。3）對生態(tài)學(xué)的認(rèn)識：對雙歧桿菌的發(fā)現(xiàn)和研究，是從生態(tài)學(xué)（確切講是微生態(tài)學(xué)出發(fā)）開始的。經(jīng)過大量的觀察與研究已經(jīng)認(rèn)識到，雙歧桿菌對人特別是嬰幼兒的營養(yǎng)、免疫、抗感染和抗腫瘤具有重要作用。5.3.3現(xiàn)代研究應(yīng)用階段50年代后隨著科學(xué)的進(jìn)步，技術(shù)的快速發(fā)展對益生菌的研究趨于更深入全面，并

14、從最初的形態(tài)學(xué)研究發(fā)展為細(xì)胞水平和分子水平的研究，使以往存在的許多問題得到解決，并使認(rèn)識進(jìn)一步的深化。這些問題包括形態(tài)學(xué)研究、微生物學(xué)研究、分類學(xué)研究及微生態(tài)學(xué)研究。同時還發(fā)展了微生態(tài)制劑的研究。在新的理論指導(dǎo)下，益生菌的重要性和實際應(yīng)用性更加顯露出來了，并在保健醫(yī)學(xué)發(fā)展階段，必將成為一支勁旅。5.4益生菌的基礎(chǔ)研究（Bifidobacterium與Lactobacillus的研究）抗腫瘤作用的研究抑制細(xì)菌對腸上皮細(xì)胞粘附和侵襲作用的研究。具有維持腸道微生態(tài)平衡作用因素的研究益生菌（雙歧桿菌活菌制劑）治療慢性肝炎和肝硬化的研究5.4.1抗腫瘤作用的研究益生菌在體內(nèi)能顯著抑制多種腫瘤的生長，實驗

15、表明乳酸菌作用后使瘤體縮小、重量減輕、抗癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移，使生命延長。如雙歧桿菌與乳酸桿菌能抑制MethA纖維肉瘤、結(jié)腸癌、肝癌以及黑色素瘤等。乳酸菌抗腫瘤的機(jī)制雖然比較復(fù)雜，但是從研究結(jié)果已表明與下列乳酸菌的功能與特性有關(guān):（1）改善腸道菌群，阻止腸內(nèi)致癌物形成。在腸道內(nèi)的有些菌群能產(chǎn)生7a羥化酶、葡萄苷酸酶、硝基還原酶和偶氮還原酶等，這些酶在體內(nèi)均可以促使某些物質(zhì)形成致癌物。經(jīng)過實驗表明食用乳酸細(xì)菌后，通過調(diào)整腸道菌群，使葡萄苷酸酶、硝基還原酶和偶氮還原酶活性顯著降低，糞膽酸和糞細(xì)菌酶（致癌物）水平下降，達(dá)到降低發(fā)生腫瘤的危險性。（2）抗原性刺激的作用乳酸菌有免疫賦活（Immunopotene

16、iator）作用，可誘導(dǎo)機(jī)體的特異性免疫，并通過激活M，誘導(dǎo)非特異性免疫反應(yīng)。激活的M表現(xiàn)為吞噬碳粒、細(xì)菌、羊紅細(xì)胞的功能增強(qiáng)。表明M是乳酸菌抗腫瘤作用的關(guān)鍵因素，同時乳酸菌還能使小鼠胸細(xì)胞和髀細(xì)胞的有絲分裂刺激反應(yīng)明顯增強(qiáng)。如Sekine和Micaise以及國內(nèi)王力生等分別使用嬰兒雙歧桿菌、青春雙歧桿菌注射小鼠腹腔，結(jié)果證實這兩種雙歧桿菌均能激活M分泌大量的IL-1、IL-6、IL-12、TNF-a及NO（稱效應(yīng)分子），誘生LAK及CTL細(xì)胞，它們在體內(nèi)外對腫瘤細(xì)胞均具有廣譜的滅活作用。NO能通過誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡并使它的DNA合成的限速酶核糖核酸還原酶失活等多種途徑來抑制腫瘤的生長。（3）抗

17、突變作用乳酸菌能抑制突變劑的致突變作用。如Hosono等用Ames試驗首次證實，乳酸菌發(fā)酵的酸奶能抑制突變劑在體外誘導(dǎo)大腸桿菌發(fā)生突變。后來的研究又證明，短雙歧桿菌、青春雙歧桿菌、分叉雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌以及保加利亞乳桿菌均能與兩種強(qiáng)突變劑（Trp-P-1,Trp-P-2）有效結(jié)合而抵消了突變劑或致癌劑對DNA的損傷作用進(jìn)而保護(hù)細(xì)胞免受畸變。并了解到抗突變作用與溫度、PH有關(guān)。如12015min與突變劑結(jié)合能力就下降，PH4-8抗突變作用大于PH1.2-2.1。（4）雙歧桿菌脂磷壁酸（LTA）抑制腫瘤細(xì)胞的生長國內(nèi)蔣虹等的研究結(jié)果表明雙歧桿菌的LTA可以抑制L0V0細(xì)胞（人結(jié)腸腺癌細(xì)胞株）的生

18、長，并誘導(dǎo)該細(xì)胞胞漿與胞核的成熟、分化，達(dá)到抑制癌細(xì)胞生長的作用。并認(rèn)為雙歧桿菌的LTA可以作為大腸癌的抗癌物。5.4.2抑制細(xì)菌對腸上皮細(xì)胞粘附和侵襲作用的研究國內(nèi)陳軍等使用青春雙歧桿菌，進(jìn)行抑制銅綠假單胞菌對腸上皮細(xì)胞的粘附和侵襲作用的研究后報道：青春雙歧桿菌與宿主細(xì)胞的受體結(jié)合后，封閉了銅綠假單胞菌的粘附位點，從而發(fā)揮了生物占位性保護(hù)作用。在一定程度上維護(hù)了腸上皮細(xì)胞的功能與結(jié)構(gòu)的完整性。5.4.3具有維持腸道微生態(tài)平衡作用因素的研究經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)和證實：（1）乳酸桿菌能分解膽汁酸、對腸道內(nèi)其他菌不利；（2）乳酸桿菌產(chǎn)生的酸（乳酸、甲酸、醋酸等）H20和其它發(fā)酵終產(chǎn)物,這些產(chǎn)物對非乳酸桿菌不

19、利；（3）乳酸桿菌為兼性厭氧菌，能消耗腸道內(nèi)的氧氣而對厭氧菌有利，對需氧菌不利；（4）乳酸桿菌能產(chǎn)生抗生物質(zhì)而不利于病原菌的生存。5.4.4益生菌（雙歧桿菌活菌制劑）治療慢性肝炎和肝硬化的研究國內(nèi)張達(dá)榮等對120例慢性肝炎和肝硬化患者，使用雙歧桿菌活菌制劑作為常規(guī)治療的輔助治療劑，獲得較好的效果。雙歧桿菌通過對免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，有效地控制了HBV的復(fù)制，減輕了內(nèi)毒素及抗原物質(zhì)對機(jī)體內(nèi)臟系統(tǒng)的損害，保護(hù)了肝細(xì)胞，延緩了肝細(xì)胞的衰老。5.5益生菌方法學(xué)的研究5.5.1益生菌定性定量檢測方法研究（1）分離及活菌計數(shù)培養(yǎng)用培養(yǎng)基的選擇、培養(yǎng)方法、儀器、試劑等方面的研究有報道。本人也曾經(jīng)對不同種的雙歧桿菌

20、、乳桿菌采用6種培養(yǎng)基進(jìn)行菌落計數(shù)培養(yǎng)的比較和培養(yǎng)方法的比較，獲得了較好的培養(yǎng)基與培養(yǎng)方法，并應(yīng)用于實踐工作中。（2）代謝產(chǎn)物（脂肪酸、細(xì)菌素、酶等）的分析方法。對乳酸菌的代謝產(chǎn)物進(jìn)行分析的報道較多，我們也正在研究使用高壓液相色譜儀測定干酪乳桿菌與干酪乳桿菌亞種的代謝產(chǎn)物（甲酸、乙酸等）的方法。（3）細(xì)菌屬特異性和種特異性引物及探針的研究。5.5.2菌群檢測方法的研究菌群檢測方法是微生態(tài)學(xué)研究最重要的基礎(chǔ)方法，目前尚未標(biāo)準(zhǔn)化。菌群失調(diào)的判斷標(biāo)準(zhǔn)及不同年齡組菌群的正常值都有待標(biāo)準(zhǔn)化。當(dāng)今，常用連續(xù)稀釋法和簡易厭氧培養(yǎng)箱等進(jìn)行菌群的檢測。6.微生態(tài)制劑的研究開發(fā)方向含大量活菌制劑的研究，期望活菌數(shù)高達(dá)1010cfu/g(ml)。從生產(chǎn)劑型看有粉劑、片劑（胃溶劑和腸溶劑）、顆粒制劑及微膠囊型等。與各種雙歧桿菌因子配合的產(chǎn)品。如寡糖可作為雙歧桿菌的生長因子，但不容易被吸收，熱量低，可將寡糖添加到食品中（面包、餅干、飲料、香腸等）。還有如精氨酸制品、殼聚糖制品、胡蘿卜提取液、酪蛋白水解液、靈芝多糖等。與中藥成分配合的產(chǎn)品如人參抽提液、大黃等的研究比較多。新菌種的研究。如通過基因工程構(gòu)建新菌種，利用特殊環(huán)境條件選擇優(yōu)良新菌種，利用返回式科學(xué)衛(wèi)星中的強(qiáng)反射、高空和微