布拉氏酵母菌的作用機(jī)制及其在潰瘍性結(jié)腸炎中應(yīng)用的研究進(jìn)展

史剛剛 韓梅 郝敬鵬 鄭冰

天津醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院肛腸外科300211

0 引 言

布拉氏酵母（Saccharomyces boulardii）是一種適溫的非毒性酵母菌，為益生菌的一種。當(dāng)足夠數(shù)量的布拉氏酵母菌體進(jìn)入并定植于宿主的腸道時(shí)，其可以改變宿主腸道菌落并且發(fā)揮對(duì)宿主的健康效應(yīng)[1]。布拉氏酵母菌具有天然、安全、無(wú)毒的特點(diǎn)，與其他益生菌相比，其不與細(xì)菌發(fā)生遺傳性物質(zhì)傳遞，可與抗生素同時(shí)使用。因此，布拉氏酵母菌已被應(yīng)用于多種類型的腸炎治療，其中在潰瘍性結(jié)腸炎（ulcerative colitis，UC）中的應(yīng)用在不斷增多。UC是一種發(fā)生于結(jié)直腸黏膜及黏膜下的非特異性炎癥，其在全球和我國(guó)的發(fā)病率都在上升，已成為消化系統(tǒng)的常見(jiàn)疾病[2]。UC的發(fā)生、發(fā)展與腸道菌群失衡密切相關(guān)，機(jī)體腸道菌群失衡會(huì)導(dǎo)致腸黏膜上皮屏障功能受損、細(xì)菌識(shí)別缺陷、免疫細(xì)胞的免疫應(yīng)答失調(diào)等[3]。因此，在UC的治療中，如何更好地調(diào)節(jié)機(jī)體腸道菌群失衡，越來(lái)越受到重視。目前，許多研究結(jié)果顯示，布拉氏酵母菌能夠恢復(fù)UC患者的腸道微生態(tài)平衡，有效改善腸道炎癥。因此，就布拉氏酵母菌的生物特性、作用機(jī)制及其在UC治療中的相關(guān)研究進(jìn)行綜述。

1 布拉氏酵母菌的生物特性

布拉氏酵母菌最早于1920年從印尼荔枝中分離獲得，其具有的許多生物特性使其成為一種益生菌，如促進(jìn)機(jī)體有益菌生長(zhǎng)、耐氧化、在低pH下仍能夠生存[4]。鑒于以上優(yōu)點(diǎn)，許多研究者對(duì)其生物特性進(jìn)行了深入研究。在2002年，Czerucka等[5]對(duì)布拉氏酵母菌的種屬分類進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示布拉氏酵母菌的4號(hào)基因座存在專一性序列（CAG）9，因此將布拉氏酵母菌歸為啤酒酵母菌種的一個(gè)亞種。2003年，Van Der AaKühle等[6]的研究結(jié)果顯示，布拉氏酵母菌26SrDNA中的D1/D2遺傳序列以及線粒體中細(xì)胞色素C氧化酶Ⅱ的遺傳序列與啤酒酵母菌中的CBS1171 T和S288c菌株的遺傳序列高度相似，進(jìn)一步表明布拉氏酵母菌是啤酒酵母菌種的一個(gè)亞種。另外，布拉氏酵母菌也有一些獨(dú)特的特性，如其染色體Ⅸ為三倍體、多個(gè)個(gè)體基因的拷貝數(shù)改變和孢子形成缺陷、能夠產(chǎn)生更多的多酚類代謝產(chǎn)物。上述特性使得布拉氏酵母菌比其他啤酒酵母菌具有更強(qiáng)的抗氧化能力，更能有效地發(fā)揮益生菌作用[7]。

2 布拉氏酵母菌的作用機(jī)制

2.1 抗毒素作用

布拉氏酵母菌可以分泌多種蛋白酶，這些酶能夠直接或間接破壞致病菌的毒素，從而表現(xiàn)出抗毒素作用。Castagliuolo等[8]的研究結(jié)果顯示，布拉氏酵母菌能夠分泌一種相對(duì)分子質(zhì)量為54 000的絲氨酸蛋白酶，其可以直接降解艱難梭菌毒素A和B；而且只有布拉氏酵母菌分泌的該蛋白酶可以降解艱難梭菌毒素。Czerucka等[9]的研究結(jié)果顯示，布拉氏酵母菌可分泌一種相對(duì)分子質(zhì)量為120 000的蛋白酶，該蛋白酶可減少霍亂毒素誘導(dǎo)的腸道內(nèi)皮細(xì)胞中的cAMP，在體外抑制經(jīng)cAMP和Ca2+介導(dǎo)的信號(hào)通路中的Cl-的分泌，進(jìn)而減輕腹瀉癥狀。Buts等[10]的研究結(jié)果顯示，布拉氏酵母菌可以分泌一種相對(duì)分子質(zhì)量為63 000的磷酸酶，該磷酸酶可以破壞致病大腸桿菌的內(nèi)毒素。另外，布拉氏酵母菌還可以對(duì)抗炭疽芽孢桿菌致死毒素（lethal toxin,LT）。在T84細(xì)胞與LT孵育之前，用布拉氏酵母菌對(duì)LT極化的T84細(xì)胞進(jìn)行過(guò)夜處理，可保護(hù)細(xì)胞的完整性，抑制LT對(duì)肌動(dòng)蛋白的重塑作用[11]。上述結(jié)果均提示，布拉氏酵母菌可以通過(guò)多種蛋白酶，對(duì)多種病原菌發(fā)揮抗毒作用。

2.2 抑制病原微生物生長(zhǎng)、維持腸道菌群平衡

布拉氏酵母菌能夠抑制大腸桿菌、傷寒桿菌、念珠菌等有害菌的生長(zhǎng)，促進(jìn)有益菌的生長(zhǎng)。布拉氏酵母菌分泌的堿性磷酸酶可對(duì)革蘭陰性細(xì)菌中的脂多糖去磷酸化，從而抑制革蘭氏陰性細(xì)菌的活性[12]。研究者將布拉氏酵母菌應(yīng)用于鼠傷寒的動(dòng)物模型，結(jié)果顯示其可以抑制致病菌易位[13]。一些免疫力低下的患者易發(fā)生機(jī)會(huì)性真菌感染。在機(jī)會(huì)性真菌感染時(shí)，應(yīng)用布拉氏酵母菌可以抑制非白色念珠菌的絲狀形成和生物膜形成，降低非白色念珠菌對(duì)腸道細(xì)胞的黏附[14]。另外，在胃潰瘍、系統(tǒng)性硬化癥等一些疾病的治療中，通常應(yīng)用抗生素時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致其患者更易發(fā)生腸道菌群失調(diào)。但在治療時(shí)應(yīng)用布拉氏酵母菌，則可明顯改善腸道菌群狀況。研究結(jié)果顯示，在使用抑酸藥物和抗生素進(jìn)行幽門(mén)螺桿菌的根除性治療時(shí)，加用布拉氏酵母菌可以降低胃腸道菌群失調(diào)的風(fēng)險(xiǎn)，使腸道菌群更加豐富、腸桿菌數(shù)量增加[15]。另外，有多達(dá)60%的系統(tǒng)性硬化癥患者存在小腸細(xì)菌過(guò)度生長(zhǎng)（small intestinal bacterial overgrowth，SIBO），通常應(yīng)用甲硝唑能夠使其改善，但是應(yīng)用酵母菌可以更好地調(diào)節(jié)腸道菌群，減輕患者的胃腸道癥狀[16]。

2.3 調(diào)節(jié)機(jī)體代謝平衡和營(yíng)養(yǎng)腸道黏膜細(xì)胞

布拉氏酵母菌能夠提高腸上皮細(xì)胞的刷狀緣酶活性（如異麥芽糖酶、乳糖酶、α-葡糖苷酶和堿性磷酸酶等）。這些酶可以促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，進(jìn)而調(diào)節(jié)機(jī)體的代謝平衡。將布拉氏酵母菌THT 500101菌株應(yīng)用于Ⅰ型糖尿病小鼠模型，結(jié)果顯示其不但對(duì)腸道菌群產(chǎn)生有益影響，而且改善了葡萄糖和甘油三酸酯的代謝，減輕了肝臟炎癥[17]。研究者在高膽固醇血癥動(dòng)物模型中使用布拉氏酵母菌CNCM I-745，結(jié)果顯示其可以調(diào)節(jié)血脂譜，降低血中總膽固醇的含量[18]。也有研究者將布拉氏酵母菌CNCM I-745用于健康志愿者的抗菌治療，結(jié)果顯示其可以調(diào)節(jié)糞便膽汁酸的代謝[19]。另外，許多多胺類物質(zhì)存在于布拉氏酵母菌的菌體內(nèi)，這些多胺類物質(zhì)可以提高腸內(nèi)蔗糖酶和麥芽糖酶的活性，從而對(duì)機(jī)體腸黏膜發(fā)揮營(yíng)養(yǎng)效應(yīng)，刺激小腸細(xì)胞的成熟[20]。

2.4 調(diào)節(jié)腸道免疫及信號(hào)通路

在免疫調(diào)節(jié)方面，布拉氏酵母菌可以通過(guò)增強(qiáng)抗炎細(xì)胞因子和抗體的產(chǎn)生，促進(jìn)T細(xì)胞增殖和樹(shù)突狀細(xì)胞活化，從而影響先天和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)。在接種DNA疫苗的同時(shí)，應(yīng)用布拉氏酵母菌，可以改善機(jī)體的體液和細(xì)胞免疫反應(yīng)能力[21]。sIgA是腸黏膜的保護(hù)屏障，研究結(jié)果顯示，布拉氏酵母菌可促進(jìn)人和小鼠小腸sIgA的分泌，阻止病原體黏附于腸黏膜，提高機(jī)體的腸道免疫力[22]。布拉氏酵母菌可以調(diào)節(jié)多個(gè)信號(hào)通路，影響腸道上皮細(xì)胞的功能，增強(qiáng)腸上皮的屏障功能。沉默調(diào)節(jié)蛋白1（sirtuin 1，SIRT1）/核轉(zhuǎn)錄因子κB（nuclear transcription factorκB，NF-κB）是細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的一條非常重要的信號(hào)通路，其在細(xì)胞的炎癥因子分泌中發(fā)揮重要作用。布拉氏酵母菌可影響腸道宿主細(xì)胞的SIRT1/NF-κB通路，減少促炎因子的分泌，進(jìn)而減輕腸道炎癥[23]。Terciolo等[24]的研究結(jié)果顯示，布拉氏酵母菌能夠通過(guò)將內(nèi)吞的E-cadherin重新轉(zhuǎn)運(yùn)回質(zhì)膜來(lái)增強(qiáng)Ecadherin向細(xì)胞表面的遞送，此過(guò)程可促進(jìn)腸上皮細(xì)胞間的黏附，進(jìn)而增強(qiáng)腸屏障功能。另外，Chang等[25]的研究結(jié)果顯示，布拉氏酵母菌可以通過(guò)抑制Toll樣/MyD88/NF-κB/MAPK信號(hào)通路的活性來(lái)發(fā)揮抗炎、抗感染特性。

3 UC患者腸道菌群特點(diǎn)

UC患者存在腸道細(xì)菌以及真菌的改變，其腸道內(nèi)的微生物數(shù)目多樣化及穩(wěn)定性較低，有益菌數(shù)量減少，腸道的細(xì)菌屏障功能受損。應(yīng)用葡聚糖硫酸鈉（d extran sulfatesodium,D SS）在雄性KM小鼠中建立UC模型，結(jié)果顯示第7天和第14天腸道菌群紊亂最為明顯，其中乳酸菌和阿利斯貝氏菌的豐度下降，而鏈球菌、大腸埃希菌-志賀氏菌和奧斯卡氏菌的豐度上升[26]。對(duì)UC患者的糞便進(jìn)行16SrRNA基因序列分析，結(jié)果顯示UC患者的腸道微生物的多樣性較差，UC患者中發(fā)生變化的細(xì)菌與常見(jiàn)的腸道菌共存性差[27]。還有研究者對(duì)同一UC患者的炎癥部位及非炎癥部位的微生物組成進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)部位的微生物組成存在差異[28]。對(duì)于UC患者手術(shù)后腸道菌群的變化，也有學(xué)者進(jìn)行了研究。Fang等[29]的研究結(jié)果顯示，在接受手術(shù)的UC患者腸道內(nèi)，大腸桿菌的相對(duì)豐度明顯增加，手術(shù)減少了UC患者腸道微生物組和代謝組的多樣性，隨著時(shí)間的推移，外科手術(shù)還會(huì)進(jìn)一步破壞微生物組的穩(wěn)定性。另外，UC患者腸道內(nèi)的真菌種類也發(fā)生了改變。Sokol等[30]分析了235例炎癥性腸病患者（包括UC患者）的糞便細(xì)菌和真菌分布情況，結(jié)果顯示UC患者腸道的擔(dān)子菌類與子囊菌類的比值增加，白色念珠菌的比例增加，釀酒酵母菌的比例下降。

4 布拉氏酵母菌在UC中的應(yīng)用研究

4.1 布拉氏酵母菌對(duì)UC作用的基礎(chǔ)研究

在對(duì)布拉氏酵母菌的基礎(chǔ)研究中，發(fā)現(xiàn)布拉氏酵母菌可通過(guò)增加有益菌和減少有害菌，調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)失衡，其可以促進(jìn)腸黏膜抗炎因子的表達(dá)，來(lái)降低UC的腸道炎癥。研究者將布拉氏酵母菌應(yīng)用于DSS誘導(dǎo)的UC小鼠模型，結(jié)果顯示在布拉氏酵母菌聯(lián)合美沙拉嗪組的小鼠結(jié)腸上皮細(xì)胞中Occludin和Claudin-1表達(dá)最明顯[31]。該結(jié)果說(shuō)明布拉氏酵母菌對(duì)腸黏膜機(jī)械屏障具有保護(hù)作用。布拉氏酵母菌還可降低腸道促炎因子的表達(dá)，調(diào)節(jié)腸道促炎因子與抗炎因子的平衡，進(jìn)而促進(jìn)腸道黏膜的損傷修復(fù)，這可能是布拉氏酵母菌治療UC的一個(gè)重要機(jī)制。Zhou等[32]在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中證實(shí)布拉氏酵母菌可降低腸道低氧誘導(dǎo)因子-1α（hypoxia-inducible factor-1α，HIF-1α）、HIF-2α的表達(dá)，下調(diào)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化標(biāo)志物和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的表達(dá)，進(jìn)而發(fā)揮其抑炎作用。Rodriguez-Nogales等[33]通過(guò)灌胃的方式將布拉氏酵母菌應(yīng)用于DSS誘導(dǎo)的腸炎小鼠模型，結(jié)果顯示小鼠腸道細(xì)菌種類更加多樣，腸黏膜中炎癥因子表達(dá)降低。另外，Liu等[34]將多個(gè)基因重組到布拉氏酵母菌的Ty元件，使重組后的布拉氏酵母菌成功表達(dá)多種抗炎蛋白，包括白細(xì)胞介素10（interleulin-10，IL-10）、TNFR1-ECD、堿性磷酸酶和心房鈉尿肽（atrial natriuretic peptide，ANP），結(jié)果顯示布拉氏酵母菌分泌的ANP能夠緩解DSS誘導(dǎo)的小鼠腸炎。

4.2 布拉氏酵母菌對(duì)UC作用的臨床研究

在臨床研究中，除了應(yīng)用傳統(tǒng)的UC治療藥物，增加布拉氏酵母菌的用量能夠更快地改善UC患者的臨床癥狀。布拉氏酵母菌有較好的安全性，與其他益生菌相比，其發(fā)生耐藥基因轉(zhuǎn)移的幾率最低，同抗生素聯(lián)合使用時(shí)并不影響治療效果。研究者將布拉氏酵母菌聯(lián)合美沙拉嗪治療輕、中度UC患者，結(jié)果顯示布拉氏酵母菌聯(lián)合美沙拉嗪組患者的癥狀更快地獲得了臨床緩解[35]。在另一項(xiàng)針對(duì)布拉氏酵母菌聯(lián)合美沙拉嗪治療輕、中度UC的臨床研究中，研究者發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，治療組糞便中的鈣衛(wèi)蛋白含量明顯下降，血清中炎癥因子水平明顯降低，UC患者的復(fù)發(fā)率也相應(yīng)下降[36]。馬靜等[37]對(duì)52例用美沙拉嗪腸溶片治療（對(duì)照組）及52例用布拉氏酵母菌聯(lián)合美沙拉嗪腸溶片治療（觀察組）的中、輕度UC患者的臨床資料進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示觀察組的臨床療效、結(jié)腸黏膜炎癥改善情況和治療12周后的復(fù)發(fā)率明顯優(yōu)于對(duì)照組。韓然等[38]將60例UC住院患者隨機(jī)分為治療組和對(duì)照組，治療組給予美沙拉嗪聯(lián)合布拉氏酵母菌治療，對(duì)照組單獨(dú)給予美沙拉嗪治療；結(jié)果表明，治療2周后治療組血清IL-6、紅細(xì)胞沉降率（erythrocyte sedimentation rate，ESR）和C-反應(yīng)蛋白（C-reactive protein，CRP）水平均較對(duì)照組顯著降低。這些研究結(jié)果均表明，應(yīng)用布拉氏酵母菌可提高常規(guī)藥物的治療效果，促進(jìn)腸道黏膜愈合，緩解患者癥狀，布拉氏酵母菌可作為UC治療的輔助用藥。

5 結(jié) 語(yǔ)

布拉氏酵母菌作為益生菌，可以調(diào)節(jié)UC患者的腸道菌群紊亂，改善微生態(tài)環(huán)境，增強(qiáng)黏膜屏障功能，在防治腸道疾病中有著很好的療效，引起越來(lái)越多的關(guān)注。然而，針對(duì)布拉氏酵母菌作為UC的輔助治療藥物的研究存在以下問(wèn)題：臨床研究數(shù)量較少；已有研究往往時(shí)間較短，缺少長(zhǎng)期治療的安全性和有效性評(píng)估；缺乏多中心大規(guī)模的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)研究。相信隨著對(duì)布拉氏酵母菌作用機(jī)理及應(yīng)用研究的深入，布拉氏酵母菌在UC中的應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越多。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突