凝結(jié)芽孢桿菌在胃腸道疾病治療中的應(yīng)用進(jìn)展

穆媛媛，叢延廣

1.遼河油田寶石花中心醫(yī)院 消化科（盤錦124010）；2.西南醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)醫(yī)院 精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)中心（瀘州 646000）

益生菌是指“以一定劑量使用后對(duì)宿主產(chǎn)生有益作用的活微生物”[1]。越來越多的細(xì)菌被證明具有益生作用，但多數(shù)益生菌穩(wěn)定性不好，影響其使用效果，因此，益生菌制劑往往需要通過凍干或者膠囊化等處理以提高其穩(wěn)定性[2-3]。不過有部分益生菌如凝結(jié)芽孢桿菌（Bacillus coagulans）能夠形成內(nèi)芽胞，從而具有很強(qiáng)的抗逆性，因此在醫(yī)藥及工農(nóng)業(yè)應(yīng)用方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。近些年，國(guó)內(nèi)外針對(duì)凝結(jié)芽孢桿菌治療消化系統(tǒng)疾病方面開展了大量研究，本文對(duì)其研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，并對(duì)其未來發(fā)展進(jìn)行展望。

1 細(xì)菌基本特征

凝結(jié)芽孢桿菌因最早是從凝結(jié)的煉乳中分離而得名[4]。在不同時(shí)期，該菌還曾被命名為L(zhǎng)actobacillus sporogenes、Bacillus sporogenes[5]，這些名字至今還在一定范圍內(nèi)使用，在本文中則統(tǒng)一采用B.coagu?lans，中文名為凝結(jié)芽胞桿菌[3,6]。

該菌革蘭染色陽性、能運(yùn)動(dòng)、可形成內(nèi)芽胞。最適生長(zhǎng)溫度范圍為35～50°C，最適pH 為5.5～6.5。代謝上屬兼性厭氧，發(fā)酵麥芽糖、甘露醇、棉子糖、蔗糖和海藻糖，產(chǎn)酸不產(chǎn)氣。凝結(jié)芽孢桿菌的芽孢呈橢圓形，位于菌體極端，對(duì)熱和不利環(huán)境具有抗性，能在稀鹽酸和氫氧化鈉溶液中出芽[3]。因此，口服的凝結(jié)芽孢桿菌芽孢可以抵抗胃酸作用到達(dá)小腸，并出芽繁殖。從口服到出芽的平均時(shí)間為4～ 6 h，大約85%的芽孢可以抵達(dá)腸道。出芽后，凝結(jié)芽孢桿菌在腸道內(nèi)代謝活躍。不過凝結(jié)芽孢桿菌缺乏腸道定植能力，是一種短暫定植的益生菌。一次口服后，凝結(jié)芽孢桿菌在糞便中排出大約7 d。因此，若想達(dá)到長(zhǎng)期治療的目的，凝結(jié)芽胞桿菌相關(guān)益生制品必須每日攝入[7]。

凝結(jié)芽胞桿菌可以產(chǎn)生細(xì)菌素和細(xì)菌素樣物質(zhì)[8-9]，能顯著改善胃腸道微生態(tài)，增加腸道有益微生物的數(shù)量，同時(shí)拮抗病原微生物[10]。研究顯示攝入凝結(jié)芽胞桿菌可以增加腸道普氏棲糞桿菌（一種益生菌）的豐度[11]，并可減少動(dòng)物腸道中大腸菌群計(jì)數(shù)，同時(shí)增加乳桿菌的計(jì)數(shù)[12]。此外，凝結(jié)芽孢桿菌還具有激活人免疫細(xì)胞，促進(jìn)抗原呈遞細(xì)胞成熟的作用[13-14]。

2 在胃腸道疾病治療方面的應(yīng)用研究

抗生素治療、免疫抑制、過敏損害和壓力反應(yīng)等導(dǎo)致的微生態(tài)環(huán)境失衡是胃腸道疾病發(fā)生的重要機(jī)制，服用益生菌制品是一個(gè)治療胃腸道疾病的有效療法。目前針對(duì)凝結(jié)芽胞桿菌治療胃腸道疾病已開展了大量的實(shí)驗(yàn)和臨床研究，主要包括以下疾病類型。

2.1 微生態(tài)失調(diào)

健康人的腸道內(nèi)定植著種群豐富的微生物，稱為腸道菌群。腸道菌群各菌間相互依存、制約，在質(zhì)和量上形成一種微生態(tài)平衡。一旦機(jī)體內(nèi)外環(huán)境發(fā)生變化，特別是長(zhǎng)期使用廣譜抗生素，敏感菌被抑制，耐受菌則大量繁殖，造成腸道微生態(tài)失調(diào)，引起臨床癥狀則稱為腸道菌群失調(diào)癥。在菌群失調(diào)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，通過補(bǔ)充凝結(jié)芽孢桿菌能有效抑制病原微生物的生長(zhǎng)，進(jìn)而使專性胃腸道微生物重建到正常水平。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示，服用凝結(jié)芽孢桿菌可以治療致病微生物導(dǎo)致的急性胃腸道感染[15]。研究結(jié)果表明，苯甲酸、凝結(jié)芽孢桿菌和牛至精油的聯(lián)合使用可保持腸粘膜屏障的完整性，進(jìn)而改善腸產(chǎn)毒性大腸埃希菌（enterotoxigenic escherichia coli,ETEC）感染仔豬的生長(zhǎng)性能，減輕ETEC攻擊仔豬的腹瀉癥狀，聯(lián)合制劑可以用作抗生素的替代品[16]。這些初步的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示凝結(jié)芽孢桿菌有助于恢復(fù)腸道微生態(tài)平衡，有效改善相關(guān)疾病。

2.2 兒童抗生素相關(guān)性腹瀉

抗生素相關(guān)性腹瀉(antibiotic-associated diar?rhea,AAD)是指應(yīng)用抗生素后發(fā)生的、與抗生素有關(guān)的腹瀉。抗生素相關(guān)性腹瀉的病因和發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，尚未完全清楚。凝結(jié)芽孢桿菌是治療抗生素相關(guān)性腹瀉最有潛力的益生菌之一。在一個(gè)針對(duì)98個(gè)兒童的多中心隨機(jī)雙盲安慰劑對(duì)照的臨床試驗(yàn)中，研究者調(diào)查了凝結(jié)芽孢桿菌治療抗生素相關(guān)性腹瀉的效果。在治療周期結(jié)束時(shí)，凝結(jié)芽孢桿菌治療組僅有29%患兒腹瀉持續(xù)，而安慰劑組則有62%仍有腹瀉，相比安慰劑組，治療組患兒腹瀉的平均持續(xù)時(shí)間也顯著縮短，該臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示凝結(jié)芽孢桿菌治療抗生素相關(guān)性腹瀉的效果顯著[17]。

2.3 急性腹瀉

一個(gè)隨機(jī)雙盲安慰劑對(duì)照的臨床試驗(yàn)中，使用凝結(jié)芽胞桿菌LBSC治療伴隨腹部不適的急性腹瀉。60名患者分為治療組（凝結(jié)芽胞桿菌，20億CFU）和安慰劑組。臨床數(shù)據(jù)顯示凝結(jié)芽胞桿菌能有效地治療伴有腹痛和不適的急性腹瀉[18]。

2.4 腸易激綜合癥

腸易激綜合征（irritable bowel syndrome，IBS）是一種多病因的慢性胃腸道疾病，表現(xiàn)為陣發(fā)性腹脹、腹痛、腹瀉和/或便秘等癥狀。IBS嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量，然而目前尚無有效的治療手段。目前有多個(gè)臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示凝結(jié)芽孢桿菌具有治療IBS的潛力：在一個(gè)為期八周的臨床研究中，52個(gè)患有腹瀉為主的IBS 患者（包括男性和女性，年齡30～67 歲）隨機(jī)分為兩組。實(shí)驗(yàn)組患者（n=26）每日接受1顆凝結(jié)芽孢桿菌膠囊（含有20 億CFU）治療，對(duì)照組（n=26）則為外觀相同的安慰劑。患者每日檢測(cè)腸運(yùn)動(dòng)頻率、腹痛、腹脹和脹氣等指標(biāo)。與安慰劑組比較，治療組的排便次數(shù)顯著減少（P=0.042），而其它指標(biāo)則沒有顯著性差異[19]。

一個(gè)雙盲安慰劑對(duì)照多中心臨床試驗(yàn)評(píng)價(jià)了凝結(jié)芽胞桿菌MTCC 5856 合并常規(guī)方法治療36 例腹瀉為主的IBS。經(jīng)過90 d的治療，與安慰劑組相比，治療組病人的臨床癥狀如腹脹、嘔吐、腹瀉、腹痛及大便次數(shù)均出現(xiàn)顯著減少(P<0.01)[20]。

在意大利的一個(gè)隨機(jī)雙盲安慰劑對(duì)照的臨床試驗(yàn)，采用凝結(jié)芽胞桿菌與二甲基硅油聯(lián)用治療52名IBS 患者。分析顯示相比安慰劑組，治療組患者的主要癥狀包括腹脹、不適和疼痛均有顯著改善，提示凝結(jié)芽胞桿菌與二甲基硅油聯(lián)用治療IBS 是有效的[21]（P<0.01）。

在一個(gè)采用合生素Lactol（每片劑由15×107CFU凝結(jié)芽胞桿菌芽孢和100 mg低聚果糖組成）進(jìn)行治療IBS的臨床試驗(yàn)中，與安慰劑組相比，合生素組患者的腹痛和腹瀉頻率均有顯著的減低（P<0.01），不過便秘頻率兩組相似。結(jié)果表明含有凝結(jié)芽胞桿菌的合生素Lactol可以改善IBS病人的腹痛和腹瀉癥狀[22]。

在印度進(jìn)行了一個(gè)采用凝結(jié)芽胞桿菌Unique IS2 治療IBS 的雙盲隨機(jī)安慰劑對(duì)照的研究，141 名年齡介于4～12歲的IBS患兒參加了該試驗(yàn)。參加者每天服用凝結(jié)芽胞桿菌Unique IS2 片劑或者安慰劑，持續(xù)8 周，隨后兩周為隨訪期。研究者評(píng)估了疼痛強(qiáng)度以及與腸易激綜合征相關(guān)的其他癥狀，例如腹部不適、腹脹、擴(kuò)張、排空不全感、大便緊張、腸運(yùn)動(dòng)的急迫性、排氣和粘液以及腸習(xí)慣的滿意度等指標(biāo)。相比于安慰劑組，治療組在疼痛強(qiáng)度上顯著減少（P<0.001），另外在糞便稠度以及腹部不適、腹脹、急迫、不完全排空、排氣也有改善。該研究證明了凝結(jié)芽孢桿菌Unique IS2 在減少4～12 歲年齡組兒童腸易激綜合癥癥狀方面具有明確功效[23]。

2.5 新生兒和嬰兒腹瀉

在印度進(jìn)行了一項(xiàng)應(yīng)用凝結(jié)芽孢桿菌治療急性輪狀病毒感染導(dǎo)致的新生兒腹瀉的臨床試驗(yàn)，112個(gè)新生兒每日服用1億CFU凝結(jié)芽孢桿菌持續(xù)1年，結(jié)果顯示可以有效減少腹瀉發(fā)生頻率和縮短病程（從安慰劑組的平均6.8 d 縮短至實(shí)驗(yàn)組的3.6 d），該臨床試驗(yàn)提示凝結(jié)芽孢桿菌具有治療新生兒腹瀉的功效[24]。

2.6 小兒功能性胃腸道疾病

為探討益生菌對(duì)小兒功能性胃腸道疾病的影響，進(jìn)行了應(yīng)用合生素Lactol（由凝結(jié)芽孢桿菌和低聚果糖組成）治療的臨床試驗(yàn)，每天治療兩次，持續(xù)四周。以6點(diǎn)自評(píng)疼痛量表評(píng)價(jià)療效（治療反應(yīng)定義為超過2點(diǎn)減低或無疼痛），合生素治療組患者反應(yīng)率顯著高于安慰劑組。但以醫(yī)師評(píng)定的整體嚴(yán)重程度，兩組之間沒有顯著差異[25]。

在伊朗的一個(gè)臨床試驗(yàn)比較了合生素Lactol（凝結(jié)芽胞桿菌+低聚果糖）、薄荷油（Colpermin）和安慰劑（葉酸）對(duì)患有腹痛相關(guān)功能性胃腸病（abdomi?nal pain-related functional gastrointestinal disorders,FGIDs）兒童的治療作用。共88 名患童完成了試驗(yàn)，結(jié)果顯示與安慰劑組比較，薄荷油組的疼痛持續(xù)時(shí)間、頻率和嚴(yán)重程度均有顯著改善，合生素Lactol組在疼痛持續(xù)時(shí)間和頻率上也顯著改善，但嚴(yán)重程度沒有顯著變化。兩個(gè)治療組均沒有觀察到副作用和不耐受現(xiàn)象[26]。

2.7 便秘

功能性便秘是最常見的兒童消化道疾病之一。一種由凝結(jié)芽胞桿菌和礦物油組成的合生素Lac?tol(R)被用來治療年齡介于2～14 歲的60 名兒童的功能性便秘。與單獨(dú)礦物油治療相比，聯(lián)用治療導(dǎo)致病人大便頻率顯著增加，而排便緊張和排空不全減低。在兩組病人中，均沒有嚴(yán)重副反應(yīng)現(xiàn)象[27]。在日本的一項(xiàng)針對(duì)患有功能性便秘的志愿者的臨床試驗(yàn)顯示，服用凝結(jié)芽胞桿菌lilac-01可以顯著改善排便和糞便的性狀[28]。國(guó)內(nèi)一項(xiàng)研究也顯示，凝結(jié)芽孢桿菌BC1片對(duì)小鼠實(shí)驗(yàn)性便秘和成人慢性便秘均有明顯的治療作用，在臨床試驗(yàn)中未見不良反應(yīng)或副作用[29]。這幾項(xiàng)研究顯示凝結(jié)芽孢桿菌對(duì)功能性便秘也有良好的治療效果。

3 結(jié)論與展望

到目前為止，國(guó)內(nèi)外廣泛開展了凝結(jié)芽胞桿菌在胃腸道疾病方面的應(yīng)用研究，多數(shù)的研究結(jié)果是積極的，顯示了凝結(jié)芽胞桿菌作為益生菌在胃腸道疾病方面具有良好的應(yīng)用潛力，尤其是針對(duì)急性腹瀉、腸易激綜合征、抗生素相關(guān)性腹瀉、便秘等。不過到目前為止，涉及凝結(jié)芽胞桿菌治療的臨床研究多數(shù)為單中心研究，病例數(shù)量也相對(duì)較少。因此，對(duì)于凝結(jié)芽胞桿菌在臨床治療方面的應(yīng)用價(jià)值仍需要多中心大病例數(shù)的臨床試驗(yàn)加以進(jìn)一步的確認(rèn)。

2016 年國(guó)家衛(wèi)計(jì)委批準(zhǔn)凝結(jié)芽胞桿菌列入《可用于食品的菌種名單》，說明凝結(jié)芽胞桿菌的安全性以及在食品方面的應(yīng)用得到國(guó)家的認(rèn)可，這進(jìn)一步促進(jìn)了凝結(jié)芽胞桿菌的相關(guān)研究、應(yīng)用和推廣。然而，目前凝結(jié)芽孢桿菌主要應(yīng)用于食品、動(dòng)物養(yǎng)殖等方面，在生物醫(yī)藥方面的實(shí)際應(yīng)用很少。鑒于凝結(jié)芽孢桿菌在治療胃腸道疾病方面顯示出來的良好潛力，進(jìn)一步加強(qiáng)凝結(jié)芽孢桿菌在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的基礎(chǔ)和臨床研究是非常有必要的。