嬰幼兒用益生菌的研究現(xiàn)狀及面臨的挑戰(zhàn)

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(huì)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(duì)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(huì)對(duì)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(guó)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(shí)，對(duì)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(guó)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(guó)際上沒有對(duì)“嬰幼兒用益生菌”明確、統(tǒng)一的定義及共識(shí)；在多數(shù)國(guó)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(guó)，法規(guī)對(duì)嬰幼兒用益生菌有明確的規(guī)定，到目前為止，國(guó)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(shì)地位，改善嬰幼兒機(jī)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(dòng)物試驗(yàn)，通過嚴(yán)格的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)(randomized control trial， RCT)設(shè)計(jì)并得到驗(yàn)證的嬰幼兒人群功效試驗(yàn)，文獻(xiàn)報(bào)道很少，同時(shí)被批準(zhǔn)的9株益生菌均來自歐美等國(guó)家和地區(qū)，能否滿足中國(guó)嬰幼兒的營(yíng)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(hào)；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(hào))；③衛(wèi)計(jì)委關(guān)于發(fā)酵乳桿菌CECT5716等3個(gè)菌種的公告(2016年第6號(hào))。

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(píng)估的聯(lián)合報(bào)道指出，近40年的研究中，已有超過140項(xiàng)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(xiàng)臨床研究，對(duì)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(guó)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會(huì)益生菌分會(huì)發(fā)布《益生菌科學(xué)共識(shí)》里指出，益生菌安全性問題主要表現(xiàn)在以下4個(gè)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(duì)人體產(chǎn)生的不良反應(yīng)；食用益生菌制劑后對(duì)敏感個(gè)體的免疫刺激作用；益生菌菌種在長(zhǎng)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(duì)我國(guó)“名單制”的管理模式，不斷完善食品安全國(guó)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(bào)道中通過RCT，驗(yàn)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(yàn)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(qiáng)有力的證據(jù)支持推薦它們?cè)谌粘Ｊ褂?；尤其，在影響腸絞痛、哭鬧、腹瀉，促進(jìn)生長(zhǎng)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(duì)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(jī)對(duì)照試驗(yàn))，RR為risk ratio(風(fēng)險(xiǎn)率)，OR為odds ratio(比值比)，vs為versus(對(duì)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(duì)傳統(tǒng)益生菌菌株認(rèn)識(shí)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(shì)菌株并不是這兩類菌。Lim等[2]分析嬰幼兒時(shí)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(shì)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(kuò)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(jī)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(shí)，目前大多數(shù)的臨床研究，短者幾周，長(zhǎng)者幾個(gè)月，時(shí)間較短；現(xiàn)代的研究顯示腸道菌群具有長(zhǎng)效作用，從而開展更為長(zhǎng)期的臨床研究，甚至貫穿一生的研究，需要給予關(guān)注。同時(shí)，基于目前針對(duì)嬰幼兒的腸道系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等面臨的問題，有針對(duì)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(jī)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(jī)體免疫抗性。3)改善定殖抗性。這些機(jī)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(duì)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(guó)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(bào)中遇到的問題是需要開展嬰幼兒喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，同時(shí)，研究機(jī)構(gòu)處于安全及法規(guī)要求，需要開展嬰幼兒喂養(yǎng)試驗(yàn)用菌株為國(guó)家法規(guī)允許使用的菌種，該矛盾成為我國(guó)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(zhǎng)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(guó)內(nèi)外專家間仍然有較大的爭(zhēng)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(guó)際最新數(shù)據(jù)顯示，全球益生菌市場(chǎng)價(jià)值約400億歐元。大部分益生菌相關(guān)產(chǎn)品在發(fā)達(dá)國(guó)家已形成了較成熟的市場(chǎng)。我國(guó)益生菌的市場(chǎng)發(fā)展前景巨大，2020年產(chǎn)品規(guī)模將會(huì)接近850億元。針對(duì)嬰幼兒，特別是中國(guó)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(dú)特的生理特點(diǎn)，開發(fā)嬰幼兒用益生菌將具有重要前景。