腸道微生態(tài)的臨床研究

腸道微生態(tài)與微生態(tài)制劑的應(yīng)用內(nèi)容一、微生態(tài)學(xué)概念二、腸道菌群的建立及其影響因素三、腸道菌群的分布和構(gòu)成四、腸道菌群的生理功能五、人體微生物組計(jì)劃（HMP）六、微生態(tài)制劑的概念七、微生態(tài)制劑的作用機(jī)制八、微生態(tài)制劑的臨床應(yīng)用一、微生態(tài)學(xué)（Microecology）概念

研究正常微生物群與其宿主相互關(guān)系的生命科學(xué)，一門新興的生命科學(xué)分支是“微觀生態(tài)學(xué)”，與宏觀生態(tài)學(xué)相對應(yīng)與傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)微生物學(xué)不同醫(yī)學(xué)微生物學(xué)主要研究病原微生物對宿主的致病作用人體微生態(tài)學(xué)人體有胃腸道、口腔、泌尿生殖道、皮膚和呼吸道五大微生態(tài)系統(tǒng)胃腸道微生態(tài)對人體最重要，研究最早、最多腸道是體內(nèi)細(xì)菌定植的主要場所，腸道定植的細(xì)菌具有數(shù)量巨大、多樣化、復(fù)雜性和動態(tài)性的特點(diǎn)，構(gòu)成了人體的腸道菌群（intestinalmicroflora）腸道菌群從無到有，伴隨著人的一生而變化，直至生命結(jié)束二、腸道菌群的建立及其影響因素

摘自光岡知足博士資料影響腸道菌群建立及其組成的因素

CurrentOpinioninBiotechnology2010,21:149–156主要（優(yōu)勢）菌群（predominantmicroflora）：數(shù)量在107-108/g以上，主要為原籍菌（autochthony）或常駐菌(residentflora)

，包括類桿菌屬、優(yōu)桿菌屬、雙歧桿菌屬、瘤胃球菌屬和梭菌屬等專性厭氧菌，是對宿主發(fā)揮生理功能的菌群次要菌群（subdominantmicroflora）：數(shù)量在107-108/g以下，主要為外籍菌（allochthony）或過路菌(transientflora),如大腸桿菌和鏈球菌等，流動性大，有潛在致病性乳桿菌：數(shù)量上歸次要菌群，但功能上歸優(yōu)勢菌群腸道菌群的分類

腸道中微生物(原籍菌)種類:99.9%是以雙歧桿菌和類桿菌為主的專性厭氧菌

0.1%是以腸桿菌科細(xì)菌為主的兼性厭氧菌1g1000g(78.67%)20g200g20g10g20g三、腸道菌群的分布和構(gòu)成占專性厭氧菌98%，是最占優(yōu)勢的原籍菌

胃腸道微生態(tài)系統(tǒng)胃PH2分泌酸（HCl)對大分子物質(zhì)進(jìn)行消化乳酸菌屬小腸PH4-7連續(xù)的消化吸收單糖、氨基酸、脂肪酸、水腸道球菌屬、乳酸糖屬大腸PH7儲存、運(yùn)輸食物殘?jiān)漳懰?、維生素B12雙岐桿菌屬、乳酸菌屬消化球菌屬、腸道細(xì)菌等人體腸道定居的幾種重要的菌群

專性厭氧菌屬革蘭染色兼性厭氧菌屬革蘭染色雙歧桿菌BifidobacteriaG+乳桿菌屬LactobacilliG+梭狀芽胞桿菌ClostridiaG+腸球菌屬EnterococciG+真細(xì)菌屬Eubacteria

G+鏈球菌屬StreptococciG+擬桿菌屬BacteroidesG-葡萄球菌StaphylococciG+梭桿菌屬(優(yōu)桿菌)FusobacteriaG-腸桿菌EnterobacteriaG-腸道菌群的分類四、腸道菌群的生理功能

腸道菌群與宿主處于共生的狀態(tài),是進(jìn)化的結(jié)果宿主為腸道菌群提供其生命活動的場所，并且對腸道菌群不引起強(qiáng)烈的免疫反應(yīng)（免疫耐受狀態(tài)）腸道菌群對宿主發(fā)揮著必要的生理功能：

①防御感染與增強(qiáng)腸道屏障功能

②促進(jìn)免疫系統(tǒng)發(fā)育成熟，并參與免疫應(yīng)答調(diào)節(jié)

③參與營養(yǎng)吸收及代謝

④延緩衰老

⑤抗腫瘤腸道微生態(tài)系統(tǒng)的重要性EMBOReport2006;7:688-93腸道微生態(tài)是對健康狀態(tài)的積極評價(jià)，根本性影響?zhàn)つっ庖呦到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能微生態(tài)改變能成為各種小腸功能失調(diào)的致病原因（包括IBD），控制微生態(tài)能成為有效治療措施微生態(tài)具有聚集代謝能力等同于器官中重要器官,受細(xì)菌對黏膜體內(nèi)平衡和免疫反應(yīng)擴(kuò)散的條件性影響更好地理解這個隱藏的器官將揭示人類健康和感染、炎癥及新生物形成的奧秘腸道微生態(tài)系統(tǒng)的重要性（五）人體微生物組計(jì)劃

隨著人類基因組計(jì)劃(HGP)完成以后，

2007年正式啟動人體微生物組計(jì)劃

(HumanMicrobiomeProject,HMP)人體微生物組或宏基因組(metagenome)是人體的第二個基因組，其編碼的基因是人體自身基因數(shù)目的50-100倍人類基因組與微生物組共同作用，影響人體的免疫、營養(yǎng)和代謝過程人體微生物組計(jì)劃人類是一個超級生物體(superorganism),由細(xì)菌和人體細(xì)胞共同組成，這對許多人類疾病的臨床診斷和治療有深遠(yuǎn)的意義

（Metagenomicanalysisofthehumandistalgutmicrobiome.Science.2006;312(5778):1355-9.）微生物組被2010年《自然》雜志預(yù)測為未來十年科學(xué)的走向之一HMP：腸道菌群研究進(jìn)入了基因時(shí)代六、微生態(tài)制劑概念益生菌（Probiotics):

指給予一定數(shù)量的、能夠?qū)λ拗鹘】诞a(chǎn)生有益作用的活的微生物。常用菌種有雙歧桿菌、乳桿菌、糞鏈球菌、酪酸梭菌、芽孢桿菌和布拉酵母菌。益生原(元)（Prebiotics):

能夠選擇性地刺激宿主腸道內(nèi)一種或幾種有益菌的活性或生長繁殖，又不能被宿主消化和吸收的物質(zhì)。目前主要指非消化性低聚糖（NDO），包括菊糖、低聚果糖（FOS）、低聚半乳糖（GOS）、大豆低聚糖、乳果糖等。合生原(元)（Synbiotics):

益生菌與益生元的復(fù)合制劑。目前在臨床使用的微生態(tài)藥物主要為益生菌。微生態(tài)制劑應(yīng)滿足以下標(biāo)準(zhǔn)來源于人體的常居微生物具有耐酸和耐膽汁能黏附在人的消化道黏膜細(xì)胞上能在人消化道定殖能影響新陳代謝(如膽固醇吸收、乳糖酶活性、維生素產(chǎn)生)能調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答能在生產(chǎn)加工和保存過程中成活并具有一定數(shù)量的細(xì)菌能產(chǎn)生抗微生物的物質(zhì)無副作用和安全無害的食品或藥品

七、益生菌在機(jī)體內(nèi)的作用機(jī)制

1）拮抗腸道病原菌

與致病菌競爭粘附于IEC，阻止其入侵、定植和生長，促進(jìn)腸蠕動，易于排出其酸性代謝產(chǎn)物能使腸道pH及氧化還原電勢（Eh）下降，抑制不耐酸的腸道致病菌生長與腸道潛在致病菌競爭有限的細(xì)菌生長必需的營養(yǎng)成分，抑制潛在病原菌的生長繁殖代謝產(chǎn)生一些抑制或殺傷病原菌的成分，如雙歧桿菌產(chǎn)生的Bifilong和Bifidin，有一定的抗菌作用能維護(hù)由腸粘膜和粘液層構(gòu)成的機(jī)械性屏障保護(hù)腸粘膜緊密連接蛋白的作用，免受侵襲性大腸桿菌的影響，降低腸道通透性保護(hù)上皮生長因子受體，使其發(fā)揮受損腸粘膜的修復(fù)作用2）維護(hù)腸粘膜屏障完整性刺激腸粘膜相關(guān)淋巴組織分泌SIgA，激活單核巨噬細(xì)胞系統(tǒng)等調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫功能對于自身免疫性因素參與的炎癥性腸病，如潰瘍性結(jié)腸炎，應(yīng)用益生菌制劑能大大降低復(fù)發(fā)率3）調(diào)節(jié)免疫以氨為氮源，在腸道內(nèi)合成氨基酸和尿素，減少腸道內(nèi)氨的吸收，降低血氨濃度參與了多種維生素的合成吸收和利用

有利于維生素D，鈣和鐵離子的吸收降低血清膽固醇和甘油二酯增加血SOD的含量和活性4）合成營養(yǎng)成分，拮抗毒素吸收根據(jù)微生態(tài)變化選擇根據(jù)病理生理變化選擇如維生素缺乏用干酵母、枯草桿菌制劑根據(jù)聯(lián)合用藥選擇抗菌藥物＋死菌或提取物1）微生態(tài)制劑的選擇原則八、微生態(tài)制劑的應(yīng)用根據(jù)制劑特點(diǎn)選擇單一菌種制劑純、量大、易保存、作用相對狹多菌種作用譜廣、比例設(shè)計(jì)、生產(chǎn)保存難合生元國內(nèi)尚無理想制劑，開發(fā)前景廣對人、動物無致病性能被抗生素滅活不會對人、動物所用抗生素產(chǎn)生抵抗不產(chǎn)生抗生素不會從腸腔易位無基因轉(zhuǎn)移2)微生態(tài)制劑安全性要求應(yīng)用于下列病因所致輕中型急慢性腹瀉：抗菌藥物相關(guān)性腹瀉、旅游者腹瀉部分感染性腹瀉等八、微生態(tài)制劑的臨床應(yīng)用Sunil等統(tǒng)計(jì)截至2006.2嚴(yán)格采用隨機(jī)雙盲對照研究有關(guān)益生菌治療急性腹瀉的文章34篇發(fā)現(xiàn)：

抗生素相關(guān)腹瀉的有效率52％旅行者腹瀉的有效率8%其他原因腹瀉的有效率34％預(yù)防腹瀉發(fā)生兒童57％成人26％LancetInfectDis

2006,6:374–382微生態(tài)制劑的臨床應(yīng)用IBS：一種以腹痛或腹部不適伴排便習(xí)慣改變?yōu)樘卣鞯墓δ苄阅c病。該病缺乏可解釋癥狀的形態(tài)學(xué)改變和生化異常分類： 腹瀉型 便秘型 腹瀉便秘交替型PeterJ,etal.AmericanJournalofGastroenterology.2006;101:1581–1590腹痛/不適腹脹各種不適組合分?jǐn)?shù)陽性應(yīng)答率微生態(tài)與IBS胃腸脹氣腹脹腹痛HoveydaNetalBMCGastroenterology2009,9:15一組服用含乳酸菌（LactobacillussalivariusUCC4331，1×1010）的麥乳精飲料；一組服用雙歧桿菌（Bifidobacteriuminfantis35624，1×1010）的麥乳精飲料；一組為安慰劑對照。臨床研究——乳酸菌、雙歧桿菌對IBS癥狀的作用及其與細(xì)胞因子的關(guān)系研究方法：77例IBS患者隨機(jī)分成三組服用8周，每日記錄IBS患者的主要癥狀，評估生活質(zhì)量、糞便微生物、外周單核細(xì)胞釋放的細(xì)胞因子白介素-10和白介素-12。試驗(yàn)結(jié)果雙歧桿菌可以有效降低IBS患者癥狀積分，但乳酸菌和安慰劑則不明顯試驗(yàn)結(jié)果雙歧桿菌可以有效改善IBS患者腹痛、腹脹癥狀積分，乳酸菌在第2周時(shí)改善腹痛癥狀積分雙歧桿菌可以有效降低IBS患者排便困難癥狀積分雙歧桿菌可以改變IL-10/IL-12的比值試驗(yàn)結(jié)果IBD益生菌輔助治療IBD的主要機(jī)制：

1、與腸粘膜上皮細(xì)胞緊密結(jié)合形成生物屏障，通過其代謝產(chǎn)物阻止致病菌的定植和入侵，保護(hù)宿主免受致病菌的侵害。2、可促進(jìn)腸上皮細(xì)胞分泌粘蛋白，既提供益生菌合適的生長環(huán)境，又能抑制致病菌的定植。3、抑制巨噬細(xì)胞釋放TNF的同時(shí)，可能還通過誘導(dǎo)免疫耐受而起到治療炎癥性腸病的作用。微生態(tài)制劑的臨床應(yīng)用SheilB,etal.J.Nutr.137:819S–824S,2007.減輕炎癥降低復(fù)發(fā)保護(hù)腸道屏障SheilB,etal.J.Nutr.137:819S–824S,2007.維持緩解降低復(fù)發(fā)調(diào)節(jié)免疫改善腸道通透性BALFOUR-SARTORR,etal.GASTROENTEROLOGY2004;126:1620–1633肝硬化研究對象：24例肝硬化患者，child-pughB或C級實(shí)驗(yàn)分組：培菲康，3粒，tid，療程3周觀察指標(biāo)：治療前后測下列指標(biāo)糞便中的7種常見厭氧菌及需氧菌定量分析外周血內(nèi)毒素水平外周血IL-6水平

正常對照：健康成人18例益生菌的臨床應(yīng)用治療前后腸道菌群的變化細(xì)菌正常組培菲康組治療前治療后雙歧桿菌10.94+1.32

7.64+4.5210.40+1.98*乳酸桿菌8.95+1.199.51+1.299.32+0.90真桿菌9.30+1.397.79+4.519.54+1.53擬桿菌9.27+1.254.08+4.858.01+1.95*產(chǎn)氣莢膜菌8.01+0.739.74+1.158.12+1.32*腸球菌6.06+1.027.13+2.067.53+2.06大腸桿菌7.21+0.718.03+1.837.22+1.37*:P<0.05上海市消化疾病研究所治療前后內(nèi)毒素、IL-6的變化指標(biāo)正常組培菲康組治療前治療后內(nèi)毒素5.96+0.6110.32+2.09#7.79+3.51*IL-613.96+6.8326.58+16.57#20.92+15.98*#:P<0.05*:P<0.05上海市消化疾病研究所治療后其他情況改善腹瀉、便秘、腹脹：明顯減輕或消失，大便成形總有效率：89%血漿白蛋白升高(P<0.05)：治療前：27.60±4.33治療后：32.68±5.97上海市消化疾病研究所搜索PubMed,Scopus,WebofScience,andCochrane分析關(guān)于腹部手術(shù)圍手術(shù)期使用微生態(tài)制劑RCTs結(jié)果9個RCTs研究涉及733患者，術(shù)后肺炎，膽管炎，任何感染以及術(shù)后住院時(shí)間和抗生素治療時(shí)間在接受微生態(tài)制劑治療組明顯降低；但術(shù)后傷口感染率，尿路感染率，腹內(nèi)膿腫和死亡率無顯著差異

結(jié)論

微生態(tài)制劑能降低腹部手術(shù)后的手術(shù)后感染率

益生菌的臨床應(yīng)用手術(shù)后感染根除Hp

作用機(jī)制：

1、益生菌通過活化幽門螺桿菌感染中細(xì)胞因子信號抑制物(SOCS)的表達(dá)和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)來發(fā)揮抗炎作用。

2、通過STAT-1/STAT-3的活化和JAK2的失活來發(fā)揮作用的SOCS抗炎信號可能是益生菌關(guān)鍵的抗炎機(jī)制，使其成為幽門螺桿菌感染的非微生物策略。

3、占位機(jī)制：乳酸桿菌定植于胃粘膜，通過占位效應(yīng)與HP競爭結(jié)合位點(diǎn)，抑制HP粘附。4、營養(yǎng)競爭與HP競爭營養(yǎng)物質(zhì)，不利于HP繁殖微生態(tài)制劑的臨床應(yīng)用培菲康四聯(lián)療法提高Hp根除率臨床