益生菌在感染性疾病中的應用現狀

李馨泉，張偉，郭智，2，王強*（.武漢科技大學醫學院/武漢科技大學感染免疫與腫瘤微環境研究所，武漢 430065；2.國家癌癥中心/國家腫瘤臨床醫學研究中心/中國醫學科學院北京協和醫學院腫瘤醫院深圳醫院血液腫瘤科，廣東 深圳 586）

微生物群為免疫系統的發育和功能提供了重要的信號。微生物群落及其代謝產物和組分是免疫穩態所必需的，影響宿主對許多免疫介導疾病的易感性。微生物群產生的代謝物及其細胞和分子成分越來越被認為是人體生理學的重要組成部分，對免疫功能和功能失調有著深遠的影響。微生物代謝物是通過微生物-微生物和宿主-微生物相互作用產生的，這種共同代謝在人類健康和疾病中的作用備受關注。這些觀察結果支持了哺乳動物是全生物的概念，哺乳動物依賴宿主和微生物基因組（即全基因組）來實現最佳功能[1]。

慢性傳染病、新發傳染病以及抗微生物藥物耐藥性是一個威脅全球人類健康的重大問題，微生物群在其中起著重要作用[2]。微生物群的定殖通過多種分子機制誘導對感染的“定殖抗性”來影響宿主的生理。這些定殖調節涉及微生物-微生物和微生物-宿主的相互作用[3]。益生菌在臨床上的應用已逐漸被認可，其制劑主要分為活菌散劑、活菌片劑、活菌膠囊等，我國投入使用的益生菌種類主要有雙歧桿菌、乳桿菌、酪酸梭菌、布拉酵母菌、腸球菌、地衣芽孢桿菌和蠟樣芽孢桿菌等，益生菌目前多用于胃腸道相關疾病的治療中[4-6]。本文對益生菌制劑在感染性疾病中的應用現狀進行綜述。

1 益生菌在腸道中發揮免疫作用

腸道黏膜受損是腸道功能降低的重要原因之一。益生菌保護宿主免受感染的機制包括增強上皮屏障、增加與腸黏膜的黏附、抑制病原體黏附、競爭性排斥致病微生物群、合成抗菌物質、修飾毒素或毒素受體、刺激對病原體的非特異性免疫反應[7]。

益生菌衍生的分子可以與腸上皮細胞相互作用，如鼠李糖桿菌產生的p40 蛋白可以激活腸上皮細胞中的表皮生長因子（EGF）受體，這一激活過程是p40 誘導腸上皮細胞保護反應所必須的[8]。而益生菌自身的結構成分也可調節免疫細胞的數量以及細胞因子的分泌，如脆弱類桿菌外膜囊泡中的多糖A（PSA）通過樹突狀細胞中的TLR2 調節宿主的天然免疫系統，從而增加調節性T 細胞和白介素-10（IL-10）的產生[9]。不僅如此，益生菌在腸道中代謝富含纖維飲食含有的不易消化的碳水化合物時，其產生的短鏈脂肪酸（SCFA）長期以來被認為對宿主有多種有益作用，在免疫反應方面，SCFA 能降低腸道通透性，減少循環內毒素，降低炎癥反應和氧化應激[10]。

2 益生菌預防及治療呼吸道感染

口腔的微生物群是多樣性的，在舌頭、牙齒、牙齦、內頰、腭和扁桃體上含有700 多種不同的菌種。雖然唾液中不含原生細菌，但它含有從口腔其他區域的生物膜上脫落的細菌。這些菌種中超過20%的細菌是鏈球菌屬，鏈球菌在口腔中占比最多[11]。

2.1 益生菌制劑降低上呼吸道感染概率

一項敘述性綜述描述了益生菌可以在人體內引發免疫調節機制，增強免疫功能，并且已有臨床試驗證明預防性使用益生菌可減少兒童和成人急性呼吸道感染的發生，并降低抗菌藥物使用的概率[12]。系統回顧性分析顯示唾液鏈球菌K12 可在減少兒童急性中耳炎和分泌性中耳炎的發生和/或嚴重程度方面發揮作用[13]。另一項綜述報道顯示唾液鏈球菌K12 預防性使用，可顯著降低鏈球菌性咽炎的發病率[14]。

一種含有人體口腔黏膜共生菌株ENT-K12的口服益生菌Bactoblis 被廣泛用于上呼吸道感染的臨床觀察，結果發現每日定量使用ENT-K12可作為預防鏈球菌和病毒性呼吸道感染的一種安全有效的策略。在一項為期6 個月的試驗期間，222 位剛入幼兒園的3 歲健康兒童服用該益生菌，相較于對照組，其鏈球菌性扁桃體炎和急性中耳炎的發病率分別降低了約67%和45%，而之后的3 個月隨訪期間，益生菌組兒童其鏈球菌性扁桃體炎和急性中耳炎的發生率仍分別降低了11%和24%。一項針對高病發人群在呼吸道感染高病發季節期間預防性使用ENT-K12 的分析亦表明，在近期有反復咽鏈球菌上呼吸道感染史的兒童和成人中，服用該益生菌的受試者其鏈球菌性咽炎和/或扁桃體炎的發病率降低了86%～96%，病毒性咽炎和/或扁桃體炎發病率降低了80%～95%，需抗菌藥物治療天數減少了90%～95%，同時患者的總體生活質量得到了改善，缺課人數明顯減少，經歷扁桃體切除手術的患者也大大減少[15-16]。

2.2 益生菌在預防呼吸機相關肺炎中的表現

患者在危重病期間的感染仍然是全世界面臨的一個重大挑戰，已有許多臨床試驗評估了益生菌在預防感染性并發癥方面的療效，尤其是呼吸機相關性肺炎（VAP）。VAP 是影響機械通氣患者發病率和死亡率的重要原因，益生菌預防VAP 的效果存在爭議。一項meta 和試驗序貫分析綜合評價了益生菌對于機械通氣患者感染VAP 的預防效果，共納入13 個隨機對照試驗，含1969 名受試者，結果益生菌可降低VAP 的發生率，但對90 d死亡率、總死亡率、29 d 死亡率、重癥監護病房死亡率、住院死亡率、腹瀉、ICU 住院時間、住院時間、機械通氣時間則無明顯影響[17]。危重病的特征是共生菌群平衡的喪失和潛在致病菌的過度生長，導致患者對醫院感染具有高度易感性。另一項納入30 項隨機對照試驗涉及2972 名參與者的系統回顧和meta 分析評估了益生菌與感染的相關性，發現在使用益生菌的組別中，VAP 發病率顯著降低，且亞組分析表明，在危重患者中，使用益生菌和合生元混合物對感染的預防效果最為明顯[18]。

2.3 益生菌幫助建立抵御呼吸道病毒感染的上呼吸道菌群

大多數情況下，呼吸道病毒通過飛沫在人與人之間傳播，建立良好的上呼吸道和口腔微生物群第一道防線以保護人體免受呼吸道病原微生物感染，是預防上呼吸道感染的一個有前途的策略。

動物實驗結果顯示，益生菌可以刺激小鼠呼吸道上皮細胞的先天免疫反應，或誘導病毒特異性免疫病毒在呼吸道分泌物和血清中合成，這表明益生菌在對抗上呼吸道病毒過程中的機制可能涉及細胞免疫和體液免疫[19]。一項隨機對照研究結果顯示，額外服用益生菌ENT-K12 可顯著降低受試者呼吸道感染的患病率、上呼吸道感染的患病天數以及平均感染持續時間，減少了抗菌藥物和抗病毒藥物的治療，通過給予益生菌，可以使人體上呼吸道達到一個更健康的動態平衡微生態，改變個體對呼吸道感染疾病的耐受性[20]。

另一項研究結果發現，呼吸道病毒感染患者腸道菌群的明顯變化特征為機會性病原菌的富集和有益共生菌的貧化，研究者亦發現這種菌群失調的程度與疾病嚴重程度息息相關[21]。

3 益生菌作為治療和輔助治療手段改善陰道炎癥環境

復發性尿路感染（UTI）困擾著世界各地的女性。益生菌，特別是乳酸桿菌的使用，有助于預防尿路感染。乳桿菌在健康絕經前婦女的泌尿生殖道菌群中占主導地位，因此被建議用于恢復泌尿生殖道菌群。

一項利用16S rRNA 基因測序技術觀察口服抗菌藥物和益生菌干預后菌群變化的研究報告指出，雖然患有陰道念珠菌病女性的陰道菌群分布與健康女性一樣是以乳酸桿菌為主，也未因為抗菌藥物治療改變，但是在替硝唑伴隨乳酸桿菌RC-14和鼠李糖乳桿菌GR-1 治療后，可使健康陰道共生菌L.iners或L.crispatus的相對豐度增加[22]。

系統回顧研究進一步表明，盡管針對細菌性陰道炎、尿道感染、陰道白假絲酵母菌感染和人乳頭瘤病毒感染的臨床研究在設計、干預和結果方面有差異，但仍可觀察到益生菌干預對細菌性陰道炎的治療和預防、對白假絲酵母菌感染的預防和尿道感染的復發以及對人乳頭瘤病毒病變過程中的清除作用，且安全性高[23]。

4 益生菌通過降低乳腺葡萄球菌屬含量預防乳腺炎

人類乳腺炎包括急性乳腺炎和亞急性乳腺炎，通常被用來定義乳腺的感染過程。事實上，這是一種以乳腺細菌失調為特征的過程，金黃色葡萄球菌是急性乳腺炎的主要病原，一旦進入乳腺，就會增殖并產生毒素，導致乳腺組織強烈炎癥，通常會出現乳房紅腫等嚴重的局部癥狀，包括熱和疼痛。乳腺在整個哺乳期高度血管化，毒素被迅速吸收并進入血流，導致宿主細胞因子模式的改變，從而導致全身性流感樣癥狀[24]。

哺乳期乳腺炎是一種產生嚴重疼痛的乳腺組織炎，可能導致免疫力下降，對感染的抵抗力降低，并使母乳喂養提前終止，從而可能導致母親和新生兒較差的預后。乳腺炎大多發生在產后的6 ～8 周，影響多達20%的母乳喂養中的女性，其治療手段通常是使用抗菌藥物，但抗菌藥物尚未被證實是有效的預防手段。一項隨機雙盲對照試驗分析了625 名在分娩后1 ～6 d 內接受抗菌藥物預防劑量給藥的婦女，結果表明在哺乳期口服16 周發酵乳酸菌CECT5716，可使乳腺炎發病率降低51%，而在干預結束時，服用益生菌CECT5716 受試者母乳中葡萄球菌屬（乳腺炎常見的致病菌）的含量顯著降低[25-26]。

由于母乳微生物群與乳腺生理學和泌乳之間存在著重要關系，此外，腸-乳途徑的概念已被證明可以通過腸道膜淋巴結可將活菌從母體腸道轉移到乳腺，孕期和哺乳期口服特定益生菌株已被證實可以調節乳腺微生物群的組成，從而改善乳腺健康[27-29]。

5 益生菌干預療法作為傳統抗菌藥物治療后備計劃的趨勢

越來越多的細菌對抗菌藥物的耐受性不斷增加[30]，開發替代抗菌藥物療法顯得尤為重要。針對感染灶的益生菌治療是后抗菌藥物時代預防常見急性感染的治療方法之一。益生菌在針對感染灶進行治療方面顯現了巨大的潛力。具有產生抗菌肽（細菌素）并針對特異性病原菌攻擊的益生菌干預療法，可減少個體對抗菌藥物的依賴，并使抗菌藥物引起全身系統菌群紊亂的影響降到最低，已成為研究及發展自然療法的趨勢。細菌素是由細菌核糖體合成的具有抗菌活性的多肽，通常對近緣細菌有抑制作用。與抗菌藥物相比不太可能產生廣泛的耐藥性，可為替代抗菌藥物或減少耐藥菌提供幫助。很多人體共生菌能夠產生細菌素以防止人體上皮表面的細菌感染，這為治愈多重耐藥感染或精細重塑人體正常菌群以達到預防感染目的提供了良機[31-32]。在抗感染治療過程中廣譜抗菌藥物的使用會影響到腸道固有菌群，臨床上出現腸道艱難梭菌感染可能與之有關。對于一些難治性艱難梭菌相關疾病的治療也可以使用益生菌，通過經結腸鏡或者保留灌腸注入胃腸道內一種或多種有益的微生物菌株，因此使用益生菌來針對腸道微生物群的策略可以改善腸道艱難梭菌感染[33]。

目前，針對臨床上越來越多的耐藥菌株引起的感染，迫切需要有效的解決辦法。細菌素對耐抗菌藥物菌株具有顯著的抑制作用，其活性譜或窄或寬，值得認真考慮將其作為傳統抗菌藥物的替代品。繼續尋找最合適的益生菌菌株以減少某些類型的常見急性感染，全面減少抗菌藥物的使用是至關重要的公共衛生目標。

6 小結

使用益生菌以恢復人體菌群平衡的研究和臨床轉化已取得了一些成果，益生菌作為常規療法的補充已在臨床上取得一定成效，但目前已分離得到菌株的益生菌種類仍不多，找到針對某一疾病的益生菌并將之分離是益生菌在臨床應用上發展的難點。目前已有的使用益生菌制劑的臨床隊列研究中，益生菌或展現其預防疾病的能力，或作為傳統療法的輔助手段，由益生菌作為主要治療手段的臨床隊列仍是空白，這也與之前所述的分離針對某一疾病的菌株困難有關。

但可以肯定的是，益生菌在感染性疾病方面所展現的作用是十分顯著的。益生菌在免疫機制中發揮的作用，包括其在臨床隊列中的有效應用都證明了益生菌在感染性疾病中起到了重要作用。在不久的將來，為待定疾病挑選最佳益生菌的研究很可能為臨床提供可靠的替代抗菌藥物治療和預防感染的方案。