益生菌治療抗生素相關性腹瀉的研究進展

陳小玉，邵慶亮

(哈爾濱醫科大學附屬第四醫院新生兒科，哈爾濱150001)

腹瀉是全身抗生素治療常見的不良反應。從治療開始到治療結束后2個月，有5%～39%的患者相繼出現抗生素相關性腹瀉(antibiotic-associated diarrhea，AAD)[1]。任何類型的抗生素均可能導致AAD。在兒童中，發生AAD的主要危險因素包括兒童的年齡和所用抗生素的類型[2]。AAD的主要機制包括常駐胃腸道微生物群和黏膜完整性的破壞、病原體的過度生長以及代謝失衡[3]。尤其對于兒童期，胃腸道屏障功能薄弱，胃腸道微生物組穩定性較差[4]。因此，對于發生AAD的兒童和嬰兒，同時使用益生菌強化微生物組治療AAD是非常有吸引力的選擇。益生菌被定義為非致病性活微生物，當攝入足量時，可以在腸道中定植并促進微生物群的恢復，使宿主保持健康[5]。作用于AAD的藥物基本原理來自不平衡的共生腸道微生物群的正常化、黏膜功能和代謝過程的調節、刺激系統免疫應答和抑制病原菌定植以及使用特定的益生菌菌株[6]。基于此，在最近的流行病學研究中，無論是在抗生素攝入期間和攝入后均經驗性地推薦多種微生物(如乳酸桿菌、酵母菌和雙歧桿菌)用于治療AAD，結果令人鼓舞[7]。但也存在爭議，例如，選擇哪些益生菌菌株更有效且可耐受，或多菌種組合是否優于單一菌株益生菌制劑等。現就益生菌治療AAD的研究進展予以綜述。

1 AAD

AAD是抗生素使用的常見并發癥，被定義為與抗生素聯合發生的不明原因的腹瀉[8]。AAD可以發生在從開始治療到抗生素暴露后2個月的任何時間點[9]。與成人AAD相比，兒童AAD暴露于抗生素后起效更快，這是由于兒童胃酸度低，免疫系統發育不完善，血清免疫球蛋白(immunoglobulin，Ig)和胃腸分泌型IgA水平較低，補體水平低，對外界環境變化耐受力差，使用抗生素后易發生AAD[10]。通常AAD是短暫的、自限性的、沒有特定病原體的，然而，AAD發作中有10%～25%的最嚴重病例是由艱難梭菌導致的，繼發艱難梭菌導致的AAD可能導致電解質紊亂、假性膜性結腸炎、中毒性巨結腸，但很少會導致死亡[7,11]。長期使用廣譜抗生素、長時間住院、口服和合并癥等風險因素均會影響AAD的發病和進展[11-12]。目前對AAD的標準治療尚有局限性，輕度病例尚無確定的治療方法，通常會停止使用抗生素，采用支持治療和飲食改變，而嚴重的病例通常需要臥床休息、靜脈輸液以及使用其他抗生素(如甲硝唑或萬古霉素)，并且近25%的患者可能復發[13]，這使得AAD的治療出現了矛盾和困難。因此，通過使用益生菌強化微生物、調節腸道菌群以及增強消化道屏障功能等方法治療AAD，是非常有吸引力的選擇。

2 益生菌的種類及應用

2.1鼠李糖乳桿菌GG(Lactobacillus rhamnosus GG，LGG) LGG是一種益生菌菌株，在治療和預防胃腸道疾病方面均有顯著效果[14]。LGG定植腸道的能力是由于其類似傘狀菌的附屬物和可溶性蛋白質的產生，這些蛋白質能夠增加LGG對腸上皮細胞的黏附，LGG一旦附著可以產生機械保護黏膜的生物膜；同時，不同可溶性因子(如豬血清蛋白酶抑制劑p75和p40蛋白、細胞壁相關水解酶和甘油醛-3-磷酸脫氫酶等)通過增強腸道隱窩存活、減少腸上皮細胞凋亡和保持細胞骨架完整性也對腸道有益[15]。此外，LGG能夠通過凝集素樣蛋白1和凝集素樣蛋白2保護機體免受感染，該蛋白對各種病原體(如沙門氏菌或尿路感染的大腸埃希菌)生物膜具有顯著的抑制作用[16]。最終，LGG能夠通過減少單核細胞和巨噬細胞的激活、炎癥標志物的表達以及增加白細胞介素(interleukin，IL)-10、IL-12和腫瘤壞死因子-α的產生，促進Ⅰ型免疫應答(即巨噬細胞的吞噬作用)；然而，乳桿菌屬物種特別是LGG，對一些抗生素，特別對青霉素是敏感的，因此，當施用抗生素治療時，LGG在腸道中定植并充當益生菌的能力可能是有限的[17]。

國外最近評估了7例患兒(接受阿莫西林克拉維酸鹽治療)腸道中LGG菌群定植變化，該研究使用抗生素和LGG粉末給藥前和給藥10 d后收集的新鮮糞便樣本，這些糞便樣本同時含有抗生素和3×109菌落形成單位(colony-forming unit，CFU)的LGG粉末，在收集的樣品中，計數可見的菌落表示為CFU/g(表示每個樣品中存在的活菌數)，并從細菌菌落中提取DNA，進行16S rRNA基因的聚合酶鏈反應(polymerase chain reaction，PCR)擴增，目的在于鑒定細菌種；細菌基因組重復回文序列-PCR譜的給藥之前結果顯示無患者攜帶LGG，而經過10 d的抗生素處理后，物種特異性16S rRNA分析顯示，7例患兒中有6例存在鼠李糖乳桿菌；基因組重復回文序列-PCR譜進一步評估表明，7例患兒中有4例存在目標研究微生物LGG，并且即使在口服給予兒童最常用的抗生素治療時，也支持所研究的微生物有腸道定植的可能[18]。Johnston等[6]對各種益生菌的腸道定植進行了評估，結果發現，LGG的CFU為(5億～400億)/d，似乎最適合預防和治療兒童AAD。

2.2釀酒酵母 布拉酵母(saccharomyces boulardii，Sb)是釀酒酵母的酵母菌株，具有獨特的生理特性(如pH變化、溫度變化以及對消化系統的酶、膽汁鹽和有機酸的抗性)[19]。此外，Sb能夠通過分泌結合細菌的蛋白質阻止毒素黏附于黏膜-腸膜，限制毒素的生長，并通過酶促切割使毒素失活，調節宿主的胃腸免疫系統，抑制少量病原體[20]。Sb確實可以通過誘導Ig和細胞因子響應酵母本身而釋放宿主免疫系統，Sb能夠增強分泌和釋放IgA，防止粘連并強制清除病原體，增加血清總IgM和庫普弗細胞的數量；此外，在感染前，Sb能夠上調樹突狀細胞中幾種細胞因子(如腫瘤壞死因子-α、IL-1、IL-12、IL-6和IL-10)的產生[21]。與無菌對照組相比，Sb可以更有效地從血液中清除致病性細菌，同時加快細胞因子的反應，可用于乳糜瀉、大腸埃希菌、霍亂弧菌和幽門螺桿菌感染[22]。此外，Sb已被證明可有效恢復腸道菌群，改善消化[23]。由于其獨特的特性，Sb作為益生菌應用于臨床治療已有50多年[24]，并已建立起限制胃腸道炎癥和感染的能力。此外，作為酵母，與益生菌、乳桿菌不同，Sb對所有抗生素均具有天然抗性，同時具有良好的食品安全性[25]

2005年，Szajewska和Mrukowicz[26]首次調查了Sb在預防兒童AAD中的作用，5項隨機對照試驗(randomized controlled trial，RCT)匯總的數據顯示，Sb在預防兒童和成人AAD方面的效果一般。Urbańska等[27]對Szajewska和Mrukowicz[26]的薈萃分析進行了更新，除AAD的發病率外，還評估了乳糜瀉引起腹瀉的發生率和不良事件；該研究包括21項RCT，共有4 780例參與者，涉及成人和兒童，通過給予Sb使AAD的發生率由18.7%降至8.5%，特別是在兒童中，Sb將AAD的風險從20.9%降至8.8%，證明Sb可減少AAD的發病風險，在兒童中效果更為顯著。

2.3羅伊氏乳桿菌 羅伊氏乳桿菌是一種革蘭陽性、異源發酵細菌，天然存在于哺乳動物的腸道中，是人類為數不多的真正本土的乳桿菌屬物種之一。羅伊氏乳桿菌于20世紀80年代早期被首次描述記載[28]，此后作為益生菌被應用于嬰兒和成人。羅伊氏乳桿菌具有獨特的產生羅伊氏菌素(一種抗致病性化合物)的能力，可以誘導細胞內的氧化應激，羅伊氏乳桿菌能夠抑制廣譜的微生物(包括革蘭陽性、陰性細菌以及真菌和原蟲等)[29]。此外，羅伊氏乳桿菌還具有聚集能力，可以在胃腸道定植，并具有免疫調節能力[30]。Urbańska等[27]進行了一項關于羅伊氏乳桿菌在兒科人群中對腹瀉病有效性的研究，該研究納入8項RCT(n=1 229，包括嬰兒和18歲以下兒童)，測試羅伊氏乳桿菌DSM 17938治療或預防腹瀉的效果，結果顯示，羅伊氏乳桿菌可縮短腹瀉的持續時間并增加治愈的機會。

2.4丁酸梭菌和嬰兒雙歧桿菌組合粉末 丁酸梭菌是一種專性厭氧的革蘭陽性芽孢桿菌，具有極強的整腸作用，可抑制腸道中的致病菌，促進腸道中有益菌(如雙歧桿菌和乳桿菌)的生長，常與雙歧桿菌混合使用治療腸道菌群失調。丁酸梭菌通過丁酸鹽的產生降低腸道通透性并增強結腸防御屏障的各種成分，而嬰兒雙歧桿菌可降低結腸通透性和炎癥，并減少γ干擾素的分泌[31]；長雙歧桿菌和短雙歧桿菌菌株均能夠降低病原體對人腸上皮細胞HT29的毒性作用[32]。一項多中心RCT對抗生素治療7 d的患兒分別給予丁酸梭菌、雙歧桿菌混合物和其他益生菌進行口服，并記錄患兒腹瀉和藥物不良反應的發生率，結果顯示，丁酸梭菌和雙歧桿菌聯合粉末治療使AAD風險降低53.6%(RR=0.419，95%CI0.217～0.808，P=0.008)，益生菌組風險降低7.8%，對照組風險降低16.8%[33]，證明丁酸梭菌和嬰兒雙歧桿菌組合粉末可降低AAD風險。

2.5植物乳桿菌 植物乳桿菌是乳酸菌的一種，利用葉片的植物成分產生必需的代謝酶，可以在感染期間加速腸道微生物平衡，通過黏附于黏膜并減少革蘭陰性細菌，降低黏膜炎癥和腹瀉的發生率[34]。此外，植物乳桿菌299V在體外可增加IL-10的合成和分泌，具有有益的免疫調節活性[35]。因此，植物乳桿菌已被用于不同的胃腸道疾病，可減少住院成人抗生素相關松散、水樣便的患者數量[36]。有學者進行了一項RCT(438例1～11歲兒童)，結果未顯示植物乳桿菌對AAD的有益作用，但對有幽門螺桿菌感染的兒童(66例3～14歲兒童)進行的一項隨機雙盲臨床試驗(接受標準三聯方案)則顯示，益生菌組合方案使抗生素的治療效果得到了改善(P=0.04)，且AAD風險降低(P=0.039)[37]。

2.6嗜熱鏈球菌 嗜熱鏈球菌是一種耗氧的革蘭陽性菌，可生產胞外多糖、細菌素和維生素。另外，嗜熱鏈球菌也可以作為潛在的有益菌，具有健康效果、轉運活性和一定的胃腸道黏附性。嗜熱鏈球菌還可改善腸道微環境，促進腸蠕動，防止病原菌定植，分泌細菌素抑制病原菌的生長，產生β-半乳糖苷酶的細菌，協助乳糖消化。一項RCT對口服或靜脈注射抗生素的169例住院患者進行了評估，評估患者補充106 CFU/g嗜熱鏈球菌配方的效用(共15 d)，結果顯示，嗜熱鏈球菌可有效預防AAD，風險降低47.7%(RR=0.52，95%CI0.29～0.95)[38]。

2.7酸奶 酸奶作為一種發酵乳，含有嗜熱鏈球菌和德氏乳桿菌亞種的共生活菌和活性培養物，可有效調節胃腸道菌群和免疫反應，而酸奶的用途也已在腸道疾病中進行了研究，并且還在預防AAD中進行了測試[39]。大量證據支持食用酸奶的有益效果，例如，酸奶可縮短感染性腹瀉的持續時間、健康腸道細菌的定植以及減少食物敏感性和特應性皮炎的風險[40]，而且在酸奶中發現的乳桿菌在用于AAD后，可使腸道菌群組趨于正常化[41]。雖然理論上酸奶對于維持腸道有益菌群穩定、構建屏障功能有積極意義，但缺乏相關的證據支持。2015年，Patro-Golab等[42]發表了關于酸奶的薈萃分析，結果顯示，該數據不足以支持使用酸奶預防AAD(RR=0.83，95%CI0.41～1.67)。目前尚無關于CD相關腹瀉的試驗[43]。因此，酸奶在預防和治療AAD方面仍需進一步探討。

3 小 結

在對患兒治療的過程中，應用抗生素可以影響腸道抵抗致病微生物入侵的能力[43]或內源性機會性病原體物種的過度生長[44-45]，導致AAD的發生。同時，腸道微生物群的平衡也會對患者的感染和其他疾病的易感性產生長期影響[46-47]。而益生菌的核心益處是通過促進平衡微生物群的維持，創造有利的腸道環境，支持消化道和免疫系統的健康[48]。因此，合理應用益生菌制劑可經由多個方面對ADD起輔助治療作用，減輕患兒病痛。益生菌的核心益處已在預防和(或)管理不同病癥方面進行了深入研究，如腸道感染、呼吸道感染、泌尿生殖系統感染、蛀牙、牙周病、炎性腸病以及幽門螺桿菌感染等，未來還有希望應用于其他疾病中。