微生态制剂与肠道疾病

微生态制剂：在治疗肠道感染和炎症的作用
微生态制剂治疗是基于正成健康体内微菌群的概念。研究胃肠菌丛新方法的快速发展尤其探讨不同菌种RNA序列保守性差异上的进展开辟了认识胃肠菌丛在唯护健康和引发疾病中扮演角色的新方向。人类肠道菌群或有机成分进入肠道可能多机体产生有益或有害的影响。大量证据提示从健康人体选出的特殊种类肠道菌群具有强大抗病原及抗炎能力，因而增强肠道对菌群移生的抵抗性。基于以上认识，可单独和混和培养有益活菌群作为生态制剂，为开展治疗和预防提供新的途经。
炎症和感染通常会有肠道菌群的失调。细菌引发强烈的炎症反应，并导致持续炎症和胃肠屏障的功能异常。微生态制剂可抵抗炎症过程，稳定胃肠微环境和肠道渗透屏障，增强外来抗原降解改变其免疫原性。它对肠道稳定性影响的另一种解释稳固肠道免疫屏障尤其是IgA分泌，它还可通过控制前炎症因子和抗炎因子的平衡来发挥功效。调整肠道菌群提高特异的非致病菌的数量进而改变肠道环境将成为预防和治疗肠道感染和炎症新的方法。
微生态制剂
微生态制剂是一种含有活菌食物添加成份或细菌组分，队人体健康有益。早期生物制剂主要提供各种菌种和良好食物消化环境。如今新标准包括健康人体肠道或粘膜菌丛作为主要来源，能抵抗酸性和胆汁成份，在病变部位粘膜表面具有短暂移生能力。符合新标准应用最广泛是乳酸杆菌和双歧杆菌。
图一前生态制剂的概念作为微生态制剂应用的补充。现大多数前生态制剂是碳水化合物且能提高正常肠道菌群对宿主有益的成分，然而前生态制剂可能非吸收物质，能刺激活菌生长。若二者和用可将其称为综合生态制剂。
健康人肠道菌群—微生态制剂的来源
肠道正常菌丛具有代谢活性，但作为宿主抵御成份知之甚少。正常菌丛的确立为宿主提供数量巨大的抗原，对肠道相关淋巴组织变异具有强大的刺激性。虽然这些细菌分布与整个肠道，但最主要微生物及代谢物集中在大肠。培养数据显示口腔内寄居着复杂的菌群。包括兼性厌氧菌和严格厌痒菌：有链球菌属，拟杆菌属，酵母菌。上消化道（胃，十二指肠，空肠）的菌群较罕见， 从回肠开始，细菌数量逐渐增多，结肠达到 ，但整个肠道约有至少500种 菌群。尽管在正常人体菌群中大约10—20种居优势地位如：拟杆菌属，乳酸杆菌属，梭状芽孢杆菌属，双歧杆菌属，真细菌属，消化球菌属，埃希杆菌属，韦荣球菌属。
婴儿出生后立即出现菌丛移生，母系阴道和肠道内菌丛是新生儿肠道移生菌群的一种来源。另外与周围环境有关。这一时期占主导地位的是兼性厌氧菌，如：肠杆菌属， 乳酸杆菌。
饮食会对肠道菌群组成和功能产生重大影响。由母乳喂养的婴儿自然地有双歧杆菌占主导地位的菌丛；而混合喂养的婴儿则较复杂，类似于成人的菌群，肠杆菌属，乳酸杆菌属，拟杆菌属，梭状芽孢杆菌属，双歧杆菌属，链球菌属。度过断奶期，菌丛组成逐渐趋向于成人化。
不能消化的细菌有时被认为是有利的或有潜在危害的，它们大多数是菌群的一部分，对人们有利的:包括双歧杆菌属，乳酸杆菌属（图1）最常用的是双歧杆菌属，乳酸杆菌属，它们中的一部分具有强大抗炎能力。同种菌还可刺激免疫应答，排除致病菌，因而刺激宿主对病原微生物非特异性耐受。
肠道炎症和感染中调节微生态环境的合理性。
胃肠道屏障控制抗原转运。肠道黏膜抵抗性依赖于一系列肠腔和黏膜因素。通常这些因素限制病原菌移生，消除已穿透黏膜的外来抗原，调节抗原特异性免疫应答，抗原必须打破肠道防乙系统才能引发炎症或感染。
绝大多数抗原在接触粘膜表面就已被处理。肠道细菌蛋白酶降解抗原结构是引发多食物抗原不应答的重要步骤，肠道免疫应答的调节发生在不同的肠淋巴相关组织：肠系膜淋巴结，perer氏节，孤力淋巴滤泡，固有层淋巴细胞，及分泌腺组织。肠道分泌性IgA是众多黏膜免疫系统的一部分。后者包括呼吸道，泪管，唾液腺，乳腺。因此，肠相关棱巴组织内引发的免疫应答影响其它黏膜表面的免疫应答。
口服耐受包括对入侵抗原免疫低反应，是一种肠道免疫调节的特殊类型。口服耐受机制针对食物抗原和寄生菌群的免疫抑制，克隆清除和克隆无能。现已确定有两种调节免疫的特殊淋巴细胞，调节T细胞，Th3。它们分别通过分泌免疫抑制因子IL-10、TGF-β发挥功能。GALT保持同源异行主要机制之一是对局部细胞因子调节。这种异源保证几提机体针对各种途经进入体内大量抗原的免疫耐受，对食物，寄生菌群及表皮正常反应的口服耐受。同源异行须要有效的肠道屏障和表皮组成。
肠道菌丛抗原转运缺失的增加表明胃肠菌丛是肠防御屏障重要组成部分。肠道菌丛原始组成性发展是正常肠道屏障功能进化的决定性因素。年幼时期微菌群影响GALT发展，直接调节全身和局布免疫应答，包括多食物和微生物抗原的低反应性，缺乏IL-10或TGF-β的实验动物产生对寄生菌丛粘膜免疫应答，这些发现都表明菌丛与粘膜屏障存在复杂的相互作用。
用无菌鼠研究肠菌在口服耐受的作用，与对照组比，无菌鼠保持系统免疫趋势，比如：口服抗原后产生IgE 。口服耐受的打破是缺少肠道菌群的结果。新生儿期可通过重组microflora纠正异常IgE分泌。以后的时期则不可。由此法最近研究证明经阴道分娩和剖宫产的胎儿菌群生长显著不同。菌群移生与体液免疫尤其是循环中分泌IgA. IgM细胞的成熟有关。这放映了黏膜调节依赖于正常肠道菌群。
　在谋些肠相关炎症反应中。轮状病毒导致腹泻与粪便尿素酶积聚有关，此酶导致肠粘膜过多接触有害物质胺，使产尿素酶细菌增加。Duchmann等研究表明正常人体对自身菌群耐受，而在IBD种这种耐受被打破。风湿光节炎及过敏反应的肠道菌群有所改变，提示正常菌群组成了对肠道及其它部位产生应答的生态系统。
以往数据表明肠道相关炎症从过敏原到自身免疫疾病都依赖菌群及对抗原结构的异常免疫应答。通过健康体内菌群中特殊菌种调节非消化菌群失衡，使其正常化，形成微生态合理的治疗。口服微生态制剂克阻断炎症的恶性循环，使已增加的肠道渗透性和感染和炎症导致改变的微生态环境正常化，提高肠道免疫屏障功能减轻炎症反应。微生态治疗的靶向为粘膜屏障受损等临床疾病。
微生态制剂在预防及临床治疗的功效
众多临床及营养研究表明体内正常菌丛具有潜在有益性。至今多数临床研究组探讨微生态制剂的应用，尤其是乳酸杆菌和双歧杆菌作为食物添加剂预防及治疗各总胃肠感染和炎症反应。
急性胃肠炎
研究最多的是急性新生儿腹泻。在轮状病毒急性腹泻住院的病人中使用乳酸杆菌种GG（以发酵牛乳或冻干粉剂的形式）组与用pasteursed　ｙｏｇｈｕｒｔ对照组相不显著减低了腹泻的病程。在类似人群和不同人群也得出同样的结果。这可解释为它稳定肠内非消化菌群，缩短病程，减低因病毒感染致的肠道渗透压的升高，同时引起针对病毒的分泌型ＩｇＡ细胞的增加。
欧洲儿童胃肠肝病营养协作组一项报告验证微生态制剂在治疗病毒及其它致病菌引发的急性腹泻的功效。病毒组病程显著降低，而在非特异或细菌组无明显效果。这表明口服再经脱水的生物制的安全性及阻止病毒腹泻向病变前期发展。
微生态制剂可有效阻止新生儿急性腹泻。Ｓａａｖｅｄｒａ等实行双盲的以安慰剂作对照组的实验。住院婴儿最机接受标准治疗方案或同样方案加双歧杆菌及链球菌。经１７月随访，接受前方案的病人３３％发生腹泻，而接受后方按病人只有７％，且病毒流行显著降低。微生态制补充疗法明显减少营养不良Ｐｅｒｕｒｉａｎ儿童腹泻发生率（随访１５月）。然而此效果仅限于非母乳喂养的儿童。最近Ｓｚａｊｅｗｓｋａ等评估了口服乳酸杆菌ＧＧ阻止年少儿医源性腹泻的效果。非腹泻住院的８１位年龄１－３６月儿童接受随机的双盲实验。服用乳酸杆菌ＧＧ比安慰剂对照组明显减少医源性腹泻的发生率。（　　　　　　　　　　）病毒感染流行在两组相似。但微生态剂的应用比安慰剂显只降低病毒发生率，表明前者降低婴儿医源腹泻的危险率。
ＩＢＤ
微生态制剂可潜在性稳定肠粘膜免疫屏障，减少局部前炎性因子的产生。以往报告指出其在转变ＣＤ某些免疫失调中发挥疗效。但异常菌群在ＩＢＤ的作用的多数证据来自于实验动物模型。ＴＣＲα缺失的转基因小鼠自发针对肠菌群的结肠炎。如在新生期切除阑尾去除ＧＡＬＴ，会发生队菌群的耐受，不发生结肠炎。这表明原始菌群移生模式可能决定后续免疫过程。肠菌群引发的成熟信号的缺失或不足导致肠道粘模减少，粘模酶系统的改变，非免疫屏障减弱，免疫应答能力下降，粘模ＩｇＡ系统不健全，及口服耐受的消除。有关ＩＢＤ数据十分有限，须要我们对微时态制剂在ＩＢＤ形成及并发症中发挥的作用作出进一步的研究。
过敏性疾病
变态反应疾病在西方社会逐渐流性。过敏原的卫生学假说认为变态反应快速增加与早期对微生物接触减少有关。早期是量众多的接触与肠道菌群建立有关。微生态制剂对人类过敏性疾病的调节作用最初仅强调其抑制淋巴细胞增生及ＩＬ－４产生，后发现它可降的过敏个体对食物抗原免疫反应有助于增加抑炎因子ＩＬ－１０、ＴＧＦ－β的产生及控制肠道过敏反应。
一项前瞻性研究通过传统细菌接种，细菌胞壁脂肪酸气液色谱法及细菌细胞荧光原位杂交法，分析了７６名易患过敏疾病的３周和３月婴儿２２位在１２个月出现阳性斑。在有和无免疫反应的３周婴儿粪便中胞壁脂肪酸含量不同。原位杂交荧光法显示前者比后者含有更多梭状芽孢杆菌及较少的双歧杆菌。因此新生儿胃肠道菌群差异先于免疫反应的发生，这表明非消化肠菌的平衡在对人体免疫变异起着关键作用。
微生态制剂添加疗法显著改善湿疹患儿的病情，同时体液及肠道过敏反应标志物也大大减少，在对牛奶高敏的成人也得出类似的结果。这些患者服用牛奶加一种中潜在的抑制作用阻止了未服用微生态制剂引发的免疫效应。
最近一组以安慰剂为对照的双盲实验证实微生态制剂在变态反应疾病中潜在的抑制作用。高敏体质婴儿生前生后服用微生态制剂６个月后较对照组减少一半。
微生态制剂的治疗需要特殊菌种。
随着营养科学的发展，食谱在健康保健中的作用也已发生变化。近期研究焦点除了食物的营养效果外更注重其生理功效如减轻患病率。未来微生态制剂将具有更全面的机制控制高风险人群疾病发展特殊生理过程或实行特殊疾病食物疗法。微生态食物可定义为含有特殊菌丛可饮用的经科学证实有临床功效的终端产品。此食物的发展须要为特异菌种制定新标准。
新标准包括能存活且粘附与胃肠病变的特殊部位，有效去除致病菌或有害抗原。这首先取决于特殊菌的特性，其此宿主年龄和免疫状况。有些菌种更好的粘附于小肠，而有些更特异聚集于大肠的不同部位。可能菌种在健康及受损的粘模粘附力不同，且种属关系较近的菌种也有不同的特性，这部分解释了它们的功效不同。但最近研究示低粘附力的菌种仍能高度有效清除致病菌或有害菌，这表明须研究新的粘附特性发展临床前筛选方法调选菌种。
微生态制剂的完善来自改基因的细菌，它表现出增强或附加的功能特性，包括分泌抗炎因子。转基因的乳酸杆菌在鼠肠粘模局部能长生ＩＬ－１０，这一发现指出了未来治疗策略的新思路。其它改进方法有将微生物于以亚致死量的辐射，如强酸、加热、提高在胃肠道存活率及促进免疫耐受，增强肠内菌群抵抗致病菌的能力。失活也是一种改进方法，应用失活菌有其独特的安全性，生存期增长，与食物其它成份较少发生反应，与活菌比，失活菌研究较少。在治疗病毒腹泻，失活菌和活菌都有效缩短病程，但前者刺激宿住免微生态制剂疫防御能力较弱。亦有报道将鼠暴露于　　　　　　　　　上书情况出现在细菌感染的治疗中。只有活菌才能刺激抗原特异性免疫应答。但在某些疾病失活菌比活菌有更强肠道毒素亲和力。
微生态制剂治疗安全性
基因工程肠菌丛形成治疗胃肠疾病一种崭新的方法。微生态制剂以良好的疗效成为新的近展。服用大量活菌须确保安全性。近期研究证实微生态制剂与发酵食物同样有效，但微菌食物疗法的安全评价还不完善。某研究指出寄生于肠道但偶尔致病菌会穿过肠表皮移居使胃肠成为疾病的发源地。越来越多粘附性菌种作为生态制剂，它不仅能抵抗酸性环境及粘附肠上皮，可能有移居的危险性。炎症使肠粘模屏障功能减低增强细菌依居。然而有效的微生态制剂能抵抗表皮损伤，从而减低移居危险。移居提示口服活菌须确保安全性，包括菌种的来源、特性，稳定性。人体正常肠道菌群被确任是安全来源。
绝大多数从正常肠道菌群调选出的微生态制剂属于乳酸杆菌于双歧杆菌属，但进期也推出来源于其它种属的制剂。双歧杆菌和乳酸杆菌移居很少引发疾病，在发酵牛奶蔬菜谷类的安全性极好，且在人类粘模天然存在确保其安全性。
基因重组的微生物进期没有应用或计划用于食物中。然而这一领域的飞速发展会改变其应用靶目标。对其安全性最主要的考虑是进行改造的基因部分包含抗生素耐药标志。现已发明对缺乏上书标志的乳酸杆菌的筛选方法。由于失活菌似乎比活菌更安全，新的微生态制剂提倡用失活菌。但有关有效作用于细胞壁结构且使其失活的方发知之甚少。例如加热可能会使敏感菌的细胞壁发生一系列变化，因此可能影响其免疫原性及粘附性。这些仅局限于加热处理，而应用低压冻干和其它技术方法有可能产生有害的影响。
总之传统及新颖微生态制剂对肠菌群及代谢应进行严格的监测，包括特是菌种免疫调节在临床治疗效果。
结论
微生态制剂是对人体有益的活菌食物添加剂或细菌成份。最近研究扩展了微生态制剂含义，基因工程菌种及失活菌也包括在内。然而利用健康人体肠菌丛将失衡的菌丛正常化已成为合理的治疗方法。口服微生态制剂可增强肠道防御各个环节：免疫排斥、免疫清除、免疫调节。它还可刺激宿主非特异免疫，加速致病菌的排出。应用微生态制剂可减少因肠道屏障降低引起的相关疾病的发生率。菌种不同，功效、特定亲合位点不同，引起免疫效应及效果在正常与炎症粘膜亦有区别。今后将会对特异微生态制剂在疾病特殊预防及治疗方案中作更深入的探索。