益生菌治療乳糖不耐受的機(jī)制研究及臨床應(yīng)用前景分析

史婧怡 孫濤*

乳糖進(jìn)入機(jī)體后，經(jīng)小腸乳糖酶分解，被腸道吸收。當(dāng)乳糖酶缺乏或活性降低時，乳糖不能正常代謝，未被分解的乳糖可刺激腸壁，并在腸內(nèi)形成高滲物質(zhì)，產(chǎn)生滲透性腹瀉［1］；部分乳糖經(jīng)消化道下行，被結(jié)腸細(xì)菌發(fā)酵［2］，產(chǎn)生短鏈脂肪酸（如乙酸、丙酸、丁酸、乳酸）和大量氣體（如H2、CH4、CO2），從而導(dǎo)致腹痛、腹脹等癥狀，這些癥狀統(tǒng)稱為乳糖不耐受［3-4］。益生菌屬于一種微生態(tài)制劑，含有足夠數(shù)量非致病性的特定活菌，攝入一定數(shù)量后對宿主健康有益［5］。目前國內(nèi)使用的益生菌有20余種，主要為雙歧桿菌、酪酸桿菌、乳桿菌、布拉酵母菌、腸球菌等［6］。大量臨床實(shí)踐表明，雙歧桿菌、乳桿菌、枯草桿菌等益生菌可治療乳糖不耐受，主要通過產(chǎn)生多種消化酶、改變腸道菌群種類、提高機(jī)體免疫力、增加β-半乳糖苷酶活性等發(fā)揮作用。益生菌治療乳糖不耐受具有接受程度高、不良反應(yīng)少、可長期服用等優(yōu)勢，值得推廣。

1 乳糖不耐受產(chǎn)生原因

乳糖不耐受按照病因可分為四種類型：原發(fā)型、繼發(fā)型、先天型、發(fā)育型。

原發(fā)型乳糖不耐受指嬰兒期乳糖酶分泌充足，隨著年齡的增長，乳糖酶基因表達(dá)降低，導(dǎo)致乳糖酶活性下降，促使乳糖不耐受癥狀的發(fā)生［7］。此類型是乳糖不耐受最常見的原因，與母乳中乳糖含量降低有關(guān)。

繼發(fā)型乳糖不耐受指各種原因如炎癥性腸病、感染性腹瀉、手術(shù)、藥物、輻射等導(dǎo)致小腸黏膜上皮細(xì)胞缺損［8］，乳糖酶分泌水平降低，從而引發(fā)乳糖不耐受。據(jù)統(tǒng)計(jì)，輪狀病毒腸炎導(dǎo)致的繼發(fā)型乳糖不耐受發(fā)病率最高。該病毒不僅破壞腸黏膜，減少乳糖酶分泌，還可直接分解乳糖酶，引起嚴(yán)重腹瀉［9］。繼發(fā)型乳糖不耐受可導(dǎo)致嚴(yán)重的腸道微生態(tài)及免疫功能紊亂，不利于腸道修復(fù)，進(jìn)一步降低對乳糖的吸收利用，引發(fā)惡性循環(huán)，使乳糖不耐受癥狀遷延難愈。

先天型乳糖不耐受較為少見，此類型中編碼乳糖酶的基因突變，患兒出生時便嚴(yán)重缺乏乳糖酶［10］，從而產(chǎn)生乳糖不耐受?；純簲z入乳糖后即可出現(xiàn)脫水、酸中毒、電解質(zhì)紊亂等現(xiàn)象，甚至危及生命［11］。

發(fā)育型乳糖不耐受多見于早產(chǎn)兒，是由于早產(chǎn)兒發(fā)育不良導(dǎo)致乳糖酶活性偏低，進(jìn)食超負(fù)荷乳糖后產(chǎn)生的相對乳糖不耐受現(xiàn)象［12］。

另有文獻(xiàn)表明，乳制品蛋白也可能是導(dǎo)致乳糖不耐受發(fā)生的原因之一。酪蛋白可能與腸道受體相互作用，并誘導(dǎo)腸道運(yùn)動，從而引發(fā)一系列腹部癥狀［13-14］，具體機(jī)理有待研究。此外，αS1-、αS2-、β-和κ-酪蛋白，以及α-和β-乳球蛋白［15］等均可作為過敏原刺激腸道免疫系統(tǒng)，使B淋巴細(xì)胞增殖分化成漿細(xì)胞，產(chǎn)生IgE。IgE可與嗜堿性粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞膜結(jié)合，合成并釋放組胺等大量細(xì)胞介質(zhì)，使機(jī)體處于持續(xù)過敏狀態(tài)，引發(fā)一系列免疫反應(yīng)，最終導(dǎo)致乳糖不耐受的產(chǎn)生。

2 益生菌治療乳糖不耐受的機(jī)制

2.1 影響小腸內(nèi)環(huán)境 （1）產(chǎn)生乳糖酶及多種消化酶：乳糖酶是導(dǎo)致乳糖不耐受癥狀產(chǎn)生最直接的原因，益生菌可產(chǎn)生乳糖酶及多種消化酶，降低腸內(nèi)乳糖含量，以緩解腹痛、腹脹等乳糖不耐受癥狀。既往文獻(xiàn)表明，乳酸菌可產(chǎn)生乳糖酶，不僅能水解乳品中20%～30%的乳糖，降低乳糖含量，還能水解人體內(nèi)殘存的＞50%的乳糖，促進(jìn)乳糖消化吸收；嗜酸乳桿菌、保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌等益生菌在乳糖存在的情況下可誘導(dǎo)合成乳糖酶，有利于機(jī)體對乳糖的分解利用。Pakdaman等［16］進(jìn)行了一項(xiàng)隨機(jī)雙盲對照實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)嗜酸乳桿菌可產(chǎn)生乳糖酶，發(fā)酵乳糖，從而降低腹瀉、腹痛、嘔吐、腹脹等乳糖不耐受癥狀。Billoo等［17］發(fā)現(xiàn)，布拉酵母菌在腸道內(nèi)可發(fā)揮多種藥理作用，從而治療乳糖不耐受。該菌通過釋放精胺等多胺因子，激活腸黏膜雙糖酶（如乳糖酶、麥芽酶、蔗糖酶）活性，促進(jìn)乳糖分解為半乳糖，減少乳糖不耐受發(fā)生率。曹振輝等［18］發(fā)現(xiàn)，保加利亞乳桿菌可保持自身細(xì)胞膜完整性，使其自身分泌的乳糖酶不被胃酸降解，順利進(jìn)入腸道中發(fā)揮作用。Ojetti等［19］研究發(fā)現(xiàn)，枯草桿菌可產(chǎn)生多種消化酶，不僅能分解糖類、脂肪、蛋白質(zhì)，還能分解纖維蛋白、明膠等其他消化酶不能分解的物質(zhì)，將其轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì)，減輕腸道負(fù)擔(dān)，緩解患兒乳糖不耐受癥狀。（2）生物拮抗作用：益生菌可使小腸上皮細(xì)胞緊密連接，形成生物屏障，阻擋致病菌侵入；還可阻礙致病菌在小腸中定植，抑制致病菌生長繁殖。因此，益生菌具有生物拮抗作用，可因此防治由致病菌引發(fā)的繼發(fā)型乳糖不耐受癥狀。李碧瑩［20］發(fā)現(xiàn)，益生菌聯(lián)合蒙脫石散治療輪狀病毒腹瀉患兒后，血D-乳酸及血二胺氧化酶（DAO）顯著下降，證實(shí)益生菌可改善患兒胃腸屏障功能指標(biāo)，加速恢復(fù)腸黏膜正常屏障功能，修復(fù)感染所致的上皮損傷，維護(hù)小腸上皮細(xì)胞完整性，提高繼發(fā)型乳糖不耐受臨床療效。麥海燕［21］發(fā)現(xiàn)，枯草桿菌二聯(lián)活菌能產(chǎn)生細(xì)胞外糖苷酶，降解腸黏膜上皮細(xì)胞上的復(fù)雜多糖，使上皮細(xì)胞免受致病菌破壞，減少腸黏膜損傷；還可產(chǎn)生溶菌酶和抗菌化合物，抑制致病菌生長繁殖，維持腸道功能正常。此外，糞鏈球菌繁殖迅速，能快速適應(yīng)腸道環(huán)境，定植在腸黏膜表面，抵御致病因子侵襲，充分發(fā)揮生物屏障作用。（3）維持腸道微生態(tài)平衡：益生菌可補(bǔ)充腸道正常菌群，使腸道結(jié)構(gòu)與功能盡快恢復(fù)，并能生成乳糖酶，酵解多余乳糖，還可有效降低腸內(nèi)氧濃度，促進(jìn)有益菌群生長，抑制有害菌群繁殖，維持腸道正常平衡，有效緩解乳糖不耐受現(xiàn)象。過往研究發(fā)現(xiàn)，雙歧桿菌的數(shù)量和腹脹、腹痛癥狀呈負(fù)相關(guān)［22］。Petschow等［23］發(fā)現(xiàn)，益生菌能調(diào)節(jié)腸道菌群，促進(jìn)雙歧桿菌生長，維持腸道微生態(tài)平衡，提高機(jī)體對乳糖的耐受性。Billoo等［17］研究發(fā)現(xiàn)，布拉氏酵母菌不易被胃酸滅活，可迅速在腸內(nèi)達(dá)到有效濃度，幫助重建腸道微生態(tài)平衡。麥海燕［21］研究發(fā)現(xiàn)，糞鏈球菌可制造厭氧環(huán)境，促進(jìn)厭氧菌雙歧桿菌生長，有利于降解乳糖，從而緩解患兒乳糖不耐受癥狀。余金蓉［24］研究表明，屎腸球菌可通過分解過氧化氫和奪氧，降低腸內(nèi)氫化還原電位及pH值，創(chuàng)造腸內(nèi)厭氧環(huán)境，從而維持腸道微生態(tài)平衡，有效促進(jìn)腹瀉恢復(fù)。Vitellio等［25］研究表明，益生菌聯(lián)合維生素B6治療可有助于緩解乳糖不耐受癥狀，其機(jī)制為積極調(diào)節(jié)腸道微生物的組成和相對代謝。

2.2 調(diào)節(jié)宿主免疫功能 （1）改善過敏體質(zhì)：益生菌能調(diào)節(jié)細(xì)胞因子的合成與釋放，降低機(jī)體對食物源性抗原的免疫應(yīng)答，弱化IgE介導(dǎo)的Ⅰ型超敏反應(yīng)，增加機(jī)體抗過敏能力，從而緩解乳糖不耐受等癥狀。Britton等［26］研究發(fā)現(xiàn)，益生菌可調(diào)節(jié)機(jī)體腸道免疫功能，降低對食物源性抗原的免疫應(yīng)答，其主要機(jī)制為調(diào)節(jié)細(xì)胞因子的合成與釋放，干擾核轉(zhuǎn)錄因子-kB（NF-kB）和MAP激酶級聯(lián)反應(yīng)的信號途徑。王霞等［27］使用利敏舒益生菌聯(lián)合常規(guī)藥物治療某種過敏性疾病后血清變態(tài)反應(yīng)性介質(zhì)水平降低，進(jìn)一步證實(shí)利敏舒益生菌可抑制主動致敏性肥大細(xì)胞釋放組胺及致敏細(xì)胞脫顆粒過程，從而減少血清相關(guān)因子的合成與釋放，降低過敏反應(yīng)水平。利敏舒由多種益生菌組成，具有一定的抗過敏作用，目前已經(jīng)獲得歐盟委員會衛(wèi)生與食品安全批準(zhǔn)，是首款預(yù)防性及對過敏體質(zhì)治愈的微生物用藥，已用于多種過敏體質(zhì)的治療。（2）提高機(jī)體免疫力：益生菌可通過調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)胞及各種炎癥因子水平，糾正機(jī)體免疫紊亂，提高機(jī)體免疫力和抗感染能力，緩解乳糖不耐受癥狀。藥理學(xué)研究顯示，利敏舒益生菌可增加Th1抗炎細(xì)胞因子，減少抗原誘導(dǎo)的Th2促炎細(xì)胞因子，達(dá)到Th1/Th2平衡，完善免疫系統(tǒng)，發(fā)揮藥理作用［28］。吳曉晨等［28］研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用利敏舒益生菌結(jié)合常規(guī)藥物治療一種過敏性疾病后，血清IgE、IL-4、IL-10、IL-18水平及T淋巴細(xì)胞CD3+、CD4+、CD4+/CD8+、CD8+水平均優(yōu)于治療前，證明利敏舒益生菌結(jié)合常規(guī)藥物治療能改善IgE和各類炎癥因子水平，控制疾病發(fā)生，還能激發(fā)細(xì)胞免疫，糾正機(jī)體免疫功能。另有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，利敏舒益生菌還能促進(jìn)INF-γ釋放，提高細(xì)胞內(nèi)cAMP水平，增加Th1細(xì)胞活性，提升機(jī)體綜合免疫力，抵御病原入侵。Plaza-Diaz等［29］研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)益生菌治療后，IL-10等抗炎分子水平升高，IL-8、IL-1β等促炎因子水平降低，腫瘤壞死因子-α水平降低，表明益生菌可通過模式識別受體（PRR）激活的精細(xì)調(diào)控或其他機(jī)制而產(chǎn)生免疫耐受。Hogenová等［30］發(fā)現(xiàn)，益生菌能刺激腸黏膜上皮產(chǎn)生細(xì)胞因子和抗菌肽等物質(zhì)，起選擇性抗生素和免疫調(diào)節(jié)作用。并且當(dāng)致病微生物進(jìn)入機(jī)體時，樹突狀細(xì)胞可被激活，主動搜尋致病微生物并將其轉(zhuǎn)移至腸道淋巴結(jié)中，進(jìn)一步產(chǎn)生免疫反應(yīng)，從而提高機(jī)體抵抗外界感染的能力。

2.3 影響結(jié)腸代謝 （1）激活或產(chǎn)生β-半乳糖苷酶：β-半乳糖苷酶在乳糖結(jié)腸代謝中起至關(guān)重要的作用，益生菌可在結(jié)腸中激活或產(chǎn)生β-半乳糖苷酶，降解多余乳糖，減輕乳糖不耐受癥狀。王海波等［31］研究發(fā)現(xiàn)，長雙歧桿菌在含乳糖的培養(yǎng)基中能產(chǎn)生較多β-半乳糖苷酶，而保加利亞乳桿菌能代謝乳糖含量少的機(jī)體內(nèi)幾乎全部的乳糖。鐘燕等［32］發(fā)現(xiàn)，益生菌的干預(yù)可改變結(jié)腸菌群構(gòu)成，增加結(jié)腸內(nèi)乳糖發(fā)酵菌含量，還能促進(jìn)內(nèi)源性雙歧桿菌及其他細(xì)菌生長繁殖，且促進(jìn)作用可持續(xù)至干預(yù)結(jié)束后7d，進(jìn)一步提高結(jié)腸內(nèi)β-半乳糖苷酶活性。此外，來自體外的益生菌（如保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、雙歧桿菌等）所具有的β-半乳糖苷酶不會被胃酸、消化酶及膽鹽完全破壞，仍能進(jìn)入結(jié)腸中發(fā)揮作用，分解乳糖，減輕患兒乳糖不耐受癥狀。（2）減少產(chǎn)氣量：細(xì)菌發(fā)酵乳糖產(chǎn)生大量氣體是導(dǎo)致乳糖不耐受癥狀的原因之一，部分益生菌發(fā)酵乳糖時產(chǎn)酸不產(chǎn)氣，可有效緩解腹痛、腹脹等乳糖不耐受癥狀。王愛華等［33］發(fā)現(xiàn)，雙歧桿菌和乳桿菌在發(fā)酵乳糖時只產(chǎn)生短鏈脂肪酸（如乙酸、丙酸、丁酸、乳酸），不會產(chǎn)生氣體（如H2、CH4、CO2），因此不會引起腹脹等不適癥狀。Jonkers［34］發(fā)現(xiàn)，長雙歧桿菌發(fā)酵碳水化合物后可產(chǎn)生大量短鏈脂肪酸，形成化學(xué)屏障，抑制產(chǎn)酸產(chǎn)氣菌生長，可有效減輕腹瀉、腹脹癥狀。

3 益生菌治療乳糖不耐受的臨床應(yīng)用分析

3.1 益生菌制劑研究進(jìn)展 隨著對菌群研究的不斷深入，益生菌越來越受到重視，其生理和藥理作用被廣泛研究，由此開發(fā)出的一系列產(chǎn)品已在國內(nèi)外上市。目前，益生菌已被普遍應(yīng)用于食品、保健品和藥品中。在醫(yī)藥領(lǐng)域，益生菌主要用于治療腹瀉病、炎癥性腸病、腸易激綜合征、新生兒壞死性小腸結(jié)腸炎、過敏性疾病、肝膽疾病和乳糖不耐受等［6］。

3.2 益生菌治療乳糖不耐受研究進(jìn)展 許多國內(nèi)外學(xué)者認(rèn)為，益生菌可作為治療乳糖不耐受的有效手段。大量相關(guān)文獻(xiàn)證實(shí)，益生菌確實(shí)具有緩解乳糖不耐受的作用［35］。此外，歐洲食品安全局已發(fā)表聲明，認(rèn)為酸奶具有改善乳糖不耐受患者的乳糖消化能力，并將其歸因于菌種可產(chǎn)生乳糖酶。現(xiàn)普遍認(rèn)為，乳桿菌和雙歧桿菌是能產(chǎn)生乳糖酶的兩種益生菌，乳糖酶活性可以緩解乳糖不耐受癥狀。然而大量文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，益生菌不僅可以通過產(chǎn)生乳糖酶改善乳糖不耐受癥狀，還可以產(chǎn)生生物拮抗、維持腸道微生態(tài)平衡、調(diào)節(jié)宿主免疫功能、影響結(jié)腸代謝等，并能同時從上述幾個方面緩解乳糖不耐受現(xiàn)象，治療總體有效率高，不良反應(yīng)少，可提高乳糖耐受性及患兒生活質(zhì)量。因此，開發(fā)益生菌制劑幫助改善乳糖不耐受癥狀被認(rèn)為是醫(yī)療領(lǐng)域最具有潛力的領(lǐng)域之一。《益生菌兒科臨床應(yīng)用循證指南》（2017版）和《微生態(tài)制劑兒科應(yīng)用專家共識》（2010版）中提到，目前用于治療乳糖不耐受的益生菌主要有雙歧桿菌、乳桿菌、枯草桿菌、嗜熱鏈球菌、酪酸梭菌、布拉酵母菌等［2，36］，種類較豐富；另有文獻(xiàn)表明，糞鏈球菌、屎腸球菌亦在乳糖不耐受的治療中具有一定效果，有待進(jìn)一步研究。

3.3 益生菌治療乳糖不耐受的優(yōu)勢分析 乳糖不耐受的治療主要為減少或消除飲食中的乳糖，直到癥狀消失，但這較難實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槿樘谴嬖谟跇O大多數(shù)乳制品中，甚至被廣泛用作食品添加劑，減少攝入含乳糖產(chǎn)品容易引起營養(yǎng)缺乏。除了對含乳糖食品進(jìn)行飲食限制外，還可以選擇乳糖酶作為酶促食品補(bǔ)充，但其功效時間較短，須在含乳糖膳食前5～30min內(nèi)食用。

益生菌作為一種藥物制劑，具有接受程度高、不良反應(yīng)少、適合長期服用、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠等優(yōu)點(diǎn)，利于大眾使用和推廣，具有巨大的發(fā)展?jié)摿桶l(fā)展前景。研究發(fā)現(xiàn)，益生菌治療乳糖不耐受可補(bǔ)充腸道乳糖酶，不易被胃酸、膽鹽、消化酶等降解，還可激發(fā)腸內(nèi)乳糖酶活性，促進(jìn)內(nèi)源性乳糖酶產(chǎn)生，從多角度出發(fā)緩解乳糖不耐受癥狀。此外，益生菌治療還可糾正腸道菌群紊亂，重建腸道微生態(tài)平衡，并能減少腸黏膜損傷，減輕腸道負(fù)擔(dān)，促進(jìn)腸道正常功能的恢復(fù)。乳糖不耐受患兒經(jīng)益生菌治療后效果良好，腹瀉次數(shù)顯著減少，大便性狀明顯改善，治療可有效縮短病程和住院時間，提高患兒綜合免疫力，防治腸道感染，總體臨床效果較好。值得一提的是，益生菌治療為母乳喂養(yǎng)的患兒提供了理想的治療方法，提高患兒健康水平和生活質(zhì)量，值得進(jìn)一步推廣。

3.4 益生菌治療乳糖不耐受的現(xiàn)狀 目前臨床上還未廣泛使用益生菌治療乳糖不耐受，其原因可能與缺乏大樣本、多中心的隨機(jī)對照試驗(yàn)等強(qiáng)有力證據(jù)有關(guān)。研究方法需要更加標(biāo)準(zhǔn)化，符合循證醫(yī)學(xué)的要求，還需確定益生菌制劑的特性和純度，確保研究結(jié)果準(zhǔn)確。同時，還應(yīng)關(guān)注益生菌的最佳療程，注重同種益生菌不同劑量、單一菌制劑用藥與多菌種聯(lián)合用藥、多種益生菌聯(lián)合使用或交替使用等效果評價［6］。此外，益生菌的具體作用機(jī)制仍在探討中，目前大多停留在宏觀指標(biāo)層面上，缺乏更深入的研究，故有必要加強(qiáng)從微觀角度（如分子、基因水平上）探討益生菌的作用機(jī)理，完善對益生菌的認(rèn)識，以探索其在這一領(lǐng)域的潛力。最后，使用益生菌治療疾病時還應(yīng)考慮到患兒的治療結(jié)果存在個體化差異，以及益生菌的安全性等多種因素，這些均為今后研究中需要解決的問題。因此，現(xiàn)今應(yīng)用益生菌治療乳糖不耐受時需謹(jǐn)慎，盡量使用功能已被證實(shí)、證據(jù)級別較高的常見菌種進(jìn)行治療，避免潛在風(fēng)險發(fā)生。

4 展望

大量文獻(xiàn)已證實(shí)，益生菌制劑可通過多種機(jī)制有效治療乳糖不耐受，具有獨(dú)特優(yōu)勢。然而，益生菌在治療方面仍有許多問題需要解決，包括更深入的分子、基因水平機(jī)制研究，單一菌制劑用藥與多菌種聯(lián)合用藥的評價，治療的個性化差異等。相信隨著研究的不斷深入，在不久的將來，益生菌的作用將會越來越清晰，并有效推動乳糖不耐受治療發(fā)展的進(jìn)步。