鼠李糖乳桿菌GG防治消化系統(tǒng)疾病的研究進(jìn)展

劉靜華 李 靜 周國瓊 曹海龍 王邦茂

鼠李糖乳桿菌GG(LGG)是一種常見的益生菌，最早由Goldin和Gorbach在20多年前從1位健康成年人的糞便樣本中分離出來，具有耐胃酸、耐膽汁鹽、耐多種抗生素等生物學(xué)特點，體內(nèi)研究表明LGG在人類胃腸道中具有良好的黏附及定植能力。目前LGG已成為研究較廣泛的益生菌之一，其對于胃腸道的保護(hù)作用可能涉及的機制包括增強腸道屏障功能，提高對腸黏膜的附著力，抑制病原體的黏附，競爭性排斥病原微生物，產(chǎn)生抗菌素樣物質(zhì)，調(diào)節(jié)機體免疫系統(tǒng)等，可用于預(yù)防和治療各種胃腸道微生態(tài)失調(diào)相關(guān)疾病[1]。本文就LGG防治消化系統(tǒng)疾病的研究進(jìn)展作一綜述。

1 幽門螺桿菌感染

幽門螺桿菌(Hp)感染是慢性胃炎及胃癌的危險因素，據(jù)調(diào)查顯示中國不同人群中Hp感染率為42%～84%[2]，根除Hp對于多種消化系統(tǒng)疾病的治療極為重要，在根除Hp治療中，腹脹、腹瀉和味覺障礙是抗生素治療期間常見的不良反應(yīng)。一項針對成人的研究結(jié)果顯示，LGG能顯著降低上述不良反應(yīng)的發(fā)生率，提高治療耐受度[3]。在另一項包括25項隨機對照試驗共3 769名參與者的薈萃分析中，同時對接受根除Hp治療的成人和兒童進(jìn)行比較分析，結(jié)果表明LGG可降低Hp根除治療中抗生素應(yīng)用引起的腹瀉發(fā)生率[4]。

2 急性感染性腹瀉

引起急性感染性腹瀉(AID)的病原體包括病毒(如輪狀病毒和腺病毒)、細(xì)菌(如沙門氏菌屬、大腸桿菌致病菌株、小腸結(jié)腸炎耶爾森氏菌和艱難梭菌)、寄生蟲(如藍(lán)氏賈第鞭毛蟲和小隱孢子蟲)和真菌等。

腸道微生態(tài)失衡不僅可能是成人AID的誘因，也可能是其結(jié)果。由腸道益生菌組成的活性微生物制劑不僅對人體健康有益，還可以治療腹瀉，其機制可能包括：(1)對黏膜的黏附作用及腸道通透性正?；疞GG編碼的基因組能夠合成一種特殊的菌毛，這種菌毛在黏附腸上皮細(xì)胞和促進(jìn)生物膜形成方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用[5]；(2)抗菌作用LGG能產(chǎn)生相對分子質(zhì)量<1 000的細(xì)菌素，具有蛋白酶抗性和熱穩(wěn)定性，從LGG條件培養(yǎng)基中可以分離得到7個肽段，具有抗革蘭陰性菌和革蘭陽性菌的殺菌活性，LGG的菌毛與黏液結(jié)合可阻止?jié)撛诓≡w與宿主結(jié)合，從而預(yù)防和治療耐萬古霉素腸球菌(VRE)感染；LGG含有凝集素樣蛋白-1和凝集素樣蛋白-2，可抑制沙門氏菌、大腸桿菌等病原體[6]；(3)產(chǎn)生有益的蛋白活性物質(zhì)，以減少腸道上皮細(xì)胞凋亡，保持細(xì)胞骨架的完整性；(4)免疫調(diào)節(jié)作用LGG具有積極的免疫調(diào)節(jié)作用，能升高抗輪狀病毒抗體免疫球蛋白G的表達(dá)[7]。

服用益生菌不僅能縮短兒童急性腸胃炎(AGE)的持續(xù)時間，還可降低疾病嚴(yán)重程度，且LGG對于AID的作用可隨著服用劑量的增加而增強[8]。Szajewska等[8]對15項隨機對照試驗共2 963名參與者進(jìn)行Meta分析，結(jié)果顯示相較于一般支持治療，LGG能較快緩解受試者的腹瀉癥狀，且大劑量LGG(>1×1010CFU)比小劑量的效果更顯著，平均可縮短腹瀉時間1.1 d。此外，該研究還發(fā)現(xiàn)LGG對輪狀病毒引起的腹瀉的治療效果尤佳。

3 旅行者腹瀉

導(dǎo)致旅行者腹瀉(TD)的病原體以細(xì)菌多見，常見的是大腸桿菌腸毒性ETEC株，其他包括彎曲桿菌、志賀氏菌和沙門氏菌，此外，輪狀病毒也是常見病原體。有報道指出，在出發(fā)前2 d給予受試者LGG膠囊并持續(xù)整個旅行，對于47%的受試者可起到預(yù)防腹瀉的作用[9]。

4 抗生素相關(guān)腹瀉

抗生素相關(guān)腹瀉(AAD)的發(fā)病率與使用的抗生素、流行病學(xué)環(huán)境和宿主有關(guān)，成年人AAD的發(fā)病率為5%～39%。誘發(fā)AAD的常見抗生素包括氨芐青霉素、阿莫西林、頭孢菌素和克林霉素等。這些藥物可打破腸道微生態(tài)平衡，導(dǎo)致對上述制劑耐藥的細(xì)菌增殖，如艱難梭菌、A型產(chǎn)氣莢膜梭菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌和念珠菌。益生菌可以通過調(diào)節(jié)腸道中的微生物群平衡來預(yù)防和治療AAD。McFarland[10]的薈萃分析指出，布拉氏酵母菌、LGG及益生菌混合物均可顯著降低AAD的發(fā)生率。一項納入了12項隨機對照試驗共1 499名參與者的薈萃分析表明，LGG在預(yù)防成人AAD方面有效[11]。Blaabjerg等[12]的薈萃分析包括了17項隨機對照試驗共3 631名參與者，結(jié)果發(fā)現(xiàn)使用益生菌，尤其是LGG和布拉氏酵母菌，有利于門診患者AAD的預(yù)防。以上研究提示，LGG與抗生素聯(lián)合使用可降低AAD的發(fā)病風(fēng)險。

艱難梭菌是AAD常見的病原菌，艱難梭菌相關(guān)腹瀉(CDAD)多見于接受廣譜抗生素治療的老年患者或住院患者，頭孢菌素、氟喹諾酮類、青霉素和克林霉素等藥物與CDAD的高發(fā)病率有關(guān)[13]。其他引起CDAD的危險因素包括使用質(zhì)子泵抑制劑、H2拮抗劑、甲氨蝶呤，以及胃腸道基礎(chǔ)疾病。有研究表明應(yīng)用益生菌可使CDAD的發(fā)病率降低60%左右[14-15]。越來越多的研究表明，益生菌在CDAD的一級預(yù)防中發(fā)揮了重要作用。近年來CDAD的發(fā)病率呈快速增長趨勢[16]，目前單獨應(yīng)用LGG治療CDAD的研究較少，今后需進(jìn)一步探究LGG預(yù)防CDAD的效果及相關(guān)機制。

5 功能性胃腸病

微生物群、腸道和大腦之間存在復(fù)雜的相互作用。腸內(nèi)細(xì)菌可能通過神經(jīng)、內(nèi)分泌或免疫活動調(diào)節(jié)內(nèi)臟疼痛反應(yīng)。益生菌在調(diào)節(jié)腸易激綜合征(IBS)和中樞介導(dǎo)的腹痛綜合征的內(nèi)臟痛覺方面可能發(fā)揮重要作用[17]。一項包括3項隨機對照試驗共290例患兒的薈萃分析指出，LGG能夠改善腹痛程度，有助于治療與腹痛相關(guān)的功能性胃腸病(FGID)患兒，尤其是IBS患兒[18]。

5.1 IBS

IBS的發(fā)病機制較復(fù)雜，可能與遺傳、性別、腸道動力因素、腸道炎性反應(yīng)、腸道菌群失調(diào)、飲食習(xí)慣、應(yīng)激、內(nèi)臟敏感性、腦-腸軸和腦腸肽等有關(guān)。

Han等[19]的研究表明應(yīng)用LGG預(yù)處理可以阻止IBS患者糞便上清液引起的細(xì)胞通透性變化，對腸上皮屏障功能起保護(hù)作用。但有關(guān)益生菌治療IBS的研究常呈現(xiàn)矛盾的結(jié)果，且不同菌株的治療效果不同，這可能是由于宿主特異性的差異造成的，宿主特異性可能是益生菌的選擇標(biāo)準(zhǔn)之一。Pedersen等[20]研究了低發(fā)酵、低聚糖、雙糖、單糖、多元醇飲食(LFD)和益生菌LGG對IBS的影響，對符合羅馬Ⅲ診斷標(biāo)準(zhǔn)的123例IBS患者進(jìn)行為期6周的治療，結(jié)果顯示LFD和LGG對IBS均有較好的療效。Capurso[1]總結(jié)了近年來LGG在IBS臨床試驗中的應(yīng)用情況，包括LGG的單獨應(yīng)用及其與其他益生菌的聯(lián)合應(yīng)用，結(jié)果顯示雖然LGG被認(rèn)為適用于治療IBS，但LGG單獨應(yīng)用不能顯著改善IBS癥狀；對于腹瀉型IBS患者，應(yīng)用LGG能夠改善糞便性狀。目前相關(guān)的隨機對照試驗較少，且由于IBS患者的異質(zhì)性和多變的自然病程，限制了臨床試驗的設(shè)計及觀察，未來亟需高質(zhì)量的隨機對照試驗證據(jù)。

5.2 便秘

益生菌對成人便秘有效，但多數(shù)研究均未發(fā)現(xiàn)其可改善兒童便秘。Banna等[21]和Korterink等[22]研究了益生菌對排便相關(guān)FGID的治療效果，結(jié)果表明LGG、LactobacilluscaseiDN114 001和BifidobacteriumlactisDN173 010對排便相關(guān)FGID均無顯著影響。目前研究顯示某些特定益生菌對成人便秘有效而對兒童無效，其具體機制尚未闡明，可能與成人和兒童的便秘病因不同有關(guān)。

6 炎癥性腸病

炎癥性腸病(IBD)患者腸道存在菌群失調(diào)，其特征為某些優(yōu)勢共棲成員(如梭狀芽孢桿菌)的多樣性和豐富度下降，而有害病原菌增高。IBD患者腸道菌群組成改變主要包括厚壁菌門減少和變形桿菌增多，這種菌群失調(diào)可能通過增強宿主的炎性免疫反應(yīng)而參與IBD的發(fā)病機制。益生菌治療IBD患者的機制可能與競爭性抑制病原體、刺激免疫反應(yīng)、增強腸道屏障活性和誘導(dǎo)T細(xì)胞凋亡有關(guān)[1]。

一項雙盲研究將187例靜止期UC患者隨機分為3組，其中65例接受LGG18×109CFU/d，60例接受美沙拉嗪2 400 mg/d，62例接受LGG聯(lián)合美沙拉嗪治療。結(jié)果顯示，3組患者在治療第6個月、第12個月時的復(fù)發(fā)率差異無統(tǒng)計學(xué)意義；但在延長復(fù)發(fā)時間方面，LGG治療組似乎比美沙拉嗪標(biāo)準(zhǔn)治療組更有效[23]。另一項臨床試驗給予CD患者口服LGG10 d，結(jié)果顯示特定抗體分泌細(xì)胞β-乳球蛋白表達(dá)顯著升高，提示口服LGG具有增強腸道IgA免疫功能的潛力，從而可增強腸道免疫屏障[24]。

7 消化系統(tǒng)腫瘤

LGG(ATCC53103)是早期被研究用于腫瘤治療及預(yù)防的益生菌之一。一項薈萃分析總結(jié)了近年來LGG在腫瘤相關(guān)胃腸道疾病中的報道，結(jié)果指出LGG能夠逆轉(zhuǎn)腸道失調(diào)和中度腹瀉，可減輕與腫瘤發(fā)展相關(guān)的慢性炎性反應(yīng)[21]。

Linsalata等[25]將胃癌細(xì)胞(HGC-27)置于LGG勻漿中，觀察到隨著時間延長，細(xì)胞酶活性及多胺聚合物含量逐漸降低，提示LGG可以抑制胃癌細(xì)胞增殖。另有研究指出，LGG可以有效降低Hp誘導(dǎo)的白細(xì)胞介素-8(IL-8)的產(chǎn)生及其對胃腺癌細(xì)胞(AGS)的附著力[26]。

Orlando等[27]將維生素K1和LGG聯(lián)合應(yīng)用于3種結(jié)腸癌細(xì)胞(Caco-2、HT-29和SW480)，結(jié)果顯示其促凋亡作用顯著，尤其是對于Caco-2細(xì)胞。Lopez等[28]發(fā)現(xiàn)鞭毛蛋白可以使結(jié)腸癌Caco-2細(xì)胞中的IL-8表達(dá)升高17倍，而應(yīng)用活的LGG和紫外線滅活的LGG處理可以抑制IκB的降解，從而阻止轉(zhuǎn)錄因子移位，抑制IL-8的表達(dá)。Escamilla等[29]應(yīng)用LGG處理轉(zhuǎn)移性結(jié)腸癌HCT-116細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)可使ZO-1表達(dá)升高，并降低基質(zhì)金屬蛋白酶-9(MMP-9)表達(dá)，從而抑制腫瘤細(xì)胞的浸潤。上述研究提示，LGG可通過降低MMP-9的表達(dá)、抑制IκB的降解、升高IL-8和ZO-1的表達(dá)水平，從而降低腫瘤細(xì)胞的浸潤和侵襲轉(zhuǎn)移能力。

在1996年已有研究表明LGG可以減弱致癌物質(zhì)的致突變作用[30]。Gamallat等[31]的研究發(fā)現(xiàn)，LGG能促使1, 2-二甲基肼(DMH)誘導(dǎo)的結(jié)腸癌大鼠細(xì)胞凋亡，提示LGG可能通過抑制血管生成及炎性蛋白表達(dá)，在腫瘤預(yù)防中發(fā)揮作用。

8 慢性肝病

隨著人們生活水平的提高，非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)的發(fā)病率呈升高趨勢，該病可進(jìn)展為肝硬化和肝細(xì)胞癌(HCC)。NAFLD的發(fā)生可能與腸道菌群的異常生長、腸道通透性的增加、腸道滲漏、小腸細(xì)菌過度生長(SIBO)有關(guān)，SIBO通過腸源性脂多糖(LPS)和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)誘導(dǎo)肝損傷。益生菌不僅能夠減少細(xì)菌移位，減輕病原菌對上皮細(xì)胞的侵襲，還可阻止細(xì)菌附著于黏膜上，促進(jìn)抗菌肽產(chǎn)生，并可以減輕炎性反應(yīng)，刺激宿主免疫，提示益生菌可用于慢性肝損傷的防治。動物實驗表明，LGG可通過升高益生菌含量、保護(hù)腸道屏障功能、降低腸道通透性，抑制NAFLD模型小鼠和酒精性肝病(ALD)模型小鼠的肝損傷[32-33]。

NAFLD是一種與肥胖相關(guān)的疾病，目前對于NAFLD的治療重點集中于運動和減肥方面。部分藥物如二甲雙胍、他汀類藥物、吡格列酮、熊去氧膽酸等也被用于治療NAFLD，但上述方法均存在局限性，不能被廣泛使用。益生菌相對容易獲得，且成本較低，目前尚未發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的不良反應(yīng)，是一種具有廣泛應(yīng)用前景的慢性肝病治療方法。

9 展望

LGG被認(rèn)為是一種經(jīng)典、安全、有效的益生菌菌株，其在預(yù)防和緩解各種類型的腹瀉、慢性肝病、消化系統(tǒng)腫瘤、Hp感染、部分FGID中發(fā)揮一定的作用，而其在IBD等其他消化疾病中的廣泛應(yīng)用還有待進(jìn)一步擴大樣本量，細(xì)化對細(xì)菌劑量、劑型、菌株及實驗持續(xù)時間等變量的選擇，從而指導(dǎo)臨床的合理應(yīng)用。