微生物知识分享：益生菌的安全性！
2020-03-13 10:15 点击次数：651 关键词： 益生菌，安全性，百欧博伟生物
微生物知识分享：益生菌的安全性！益生菌因为具有诸多健康功效，其在食品和保健品中的应用日益剧增。应用含有益生菌的功能性食品来促进健康和预防疾病在世界范围内都引起极大的兴趣。虽然大多数益生菌是GRAS菌株，但是不能排除其可能存在的耐药性转移、败血症、产生毒性代谢产物的致病风险。本文综述了近年来暴露的益生菌安全性问题及其研究进展情况，为从事这方面的研究工作提供一定参考。
益生菌通常被定义为活性微生物，当摄入足够数量时能有益于宿主的健康。近年来，应用含有益生菌的功能性食品来促进健康和预防疾病在世界范围内都引起极大的兴趣。最常用于益生菌的菌株主要是乳杆菌和双歧杆菌，其他乳酸菌如乳球菌、链球菌、肠球菌和酵母菌、芽孢杆菌等也被用作益生菌。虽然大多数乳酸菌是食品级微生物，具有长期的使用安全史，尤其是乳杆菌被视为公认安全的(GRAS)菌株，但是也不能排除其可能存在的致病风险。
已有许多报道对乳酸菌的安全性提出质疑。尤其是一些具有机会致病性的肠球菌，已经被报道从许多菌血症、心内膜炎、尿路感染、受伤、组织等感染病人中分离出来。还有少数报道乳杆菌与一些无免疫应答的病人的感染有关。而且，携带有耐药性的益生菌，可能将这种耐药性转移给肠道的原生菌群。因此，对益生菌使用的安全性评价不容忽视。
目前，还没有一个明确的用于评价益生菌安全性的方法和程序，越来越多的研究者致力于这方面的研究，本文综述了近年来益生菌安全性问题及其研究进展情况，为从事这方面的研究工作提供一定参考。
一、益生菌的安全性
对于人类使用的益生菌的安全性，从理论上看存在几种可能的风险，主要包括易位的可能性和益生菌的定植有可能对肠道的生理和功能产生不利影响，包括代谢和生理方面的影响；益生菌的使用可能造成局部和周身的不良免疫反应；也存在耐药性在肠道中从共生菌或益生菌转移给其他细菌或病毒的可能性。
1、易位的可能性 就因易位可能引起的毒性而言，目前还没有证据表明益生菌比临床分离菌株有更多不良特性，许多研究采用动物模型证实当喂饲益生菌时，其他细菌的易位未见增加。此外，一些人体试验研究表明服用益生菌的病人比没有服用的病人的易位风险实际上减少了。动物实验表明实际上益生菌并没有向血液中转移，反而降低了其他细菌的易位。从人群研究来看，没有证据证明因益生菌导致菌血症或心内膜炎有任何增加的风险。在动物和人体试验中也没有证据表明对肠道蛋白的渗透性有任何不良影响。
2、感染 益生菌使用中最受关注的问题就是败血病(sepsis)的风险。益生菌已经被广泛应用于食品加工中多年，并且一直都比较安全，正如一些综述所评价的。在芬兰，自从L.GG 1990年进入市场以来，消费量显著增加，仅1992年一年，芬兰含L.GG的产品销量就达到3×106kg。尽管消费量增加，但在芬兰南部的调查中，乳杆菌菌血症或与益生菌有关的菌血症的发病并没有增加。这是某些益生菌尤其是乳杆菌株安全性的一个有效实证。已有许多小规模的实验报道，支持某些益生菌株在高风险人群中应用的安全性。例如，不同的乳杆菌菌株被提供给患有HIV的成年人和儿童，甚至婴儿和早产儿服用，没有不良反应。尽管如此，在某些特定情况下，已经发现乳酸菌，包括双歧杆菌已经被分离作为菌血症和心内膜炎的病因。已经被列出与心内膜炎或菌血症相关的微生物包括L. rhamnosis，L. plantarum，L. casei，Lactobacillus paracasei，Lactobacillus salivarius，L. acidophilus和许多其他的乳杆菌。此外Lactococcus lactis 和 Leuconostoc以及 Pediococcus都已经证实引起菌血症和心内膜炎。
设计或筛选的具有良好的肠黏膜吸附能力的菌株一直被认为对益生菌的作用机制很重要，但对肠黏膜的粘附也可能增加细菌的易位和毒性。粘附高的益生菌也因此而有可能具有更高的致病性。有研究表明，血液培养物中分离到的乳杆菌对肠黏膜的粘附数量比从人粪便和乳制品中分离到的乳杆菌的粘附数量高，这一发现某种程度上支持了乳杆菌的黏膜粘附和致病性之间的联系。
就目前已报告的病例(见表1)而言，所有益生菌败血症或真菌败血症的病例发病者都具有严重的潜在疾病，例如免疫缺陷、慢性疾病或糖尿病等，目前还没有关于健康人的益生菌相关败血症的报道。基于益生菌败血症的发病特点，得出益生菌败血症的主要和次要的风险因素。当存在一个主要风险因素或多个次要风险因素时，必须谨慎使用益生菌。表1 已报道的与益生菌有关的败血症病例主要风险：(1)免疫低下，包括过度疲劳或恶性肿瘤;(2)早产婴儿。次要风险：(1)肠道上皮的屏障受损：腹泻、肠道发炎;(2)通过空场造口服用益生菌;(3)同时服用益生菌有抗生性的广谱抗生素;(4)具有高黏膜粘附性能或已知病原性的益生菌;(5)心瓣膜病(只针对乳杆菌感染)
3、肠道毒性 肠道菌群在许多代谢活动中起到重要作用，包括复杂碳水化合物的消化、脂肪代谢和葡萄糖自动动态平衡。因此理论上，益生菌的微生物调节可能存在的风险就是带来不良的代谢作用。例如产生一些不良的代谢产物，尤其是在短小肠综合征病人中。益生菌对胆盐的分解作用也有导致吸收不良的可能，并因此而增加结肠癌的风险。但还没有流行病学或临床的证据支持这些假设，并且有一些实验数据证明益生菌对动物模型的结肠癌有一定的抑制效果。
理论上讲，益生菌另一个风险是可能产生D乳酸，造成乳酸性酸中毒。还有报道认为肠黏液也可能被细菌降解。然而无论是体外实验或是限菌动物小鼠体内实验，都没有证据证明乳酸菌对肠黏膜有降解作用。
4、不良免疫反应 鼠科动物实验已经发现，肠道菌群在刺激常规免疫反应，尤其是与肠道相关的淋巴组织的免疫反应方面有重要作用。肠道菌群的存在是抗体的产生、对食物抗原的口服耐受性的形成和持续、淋巴滤泡中次级淋巴小结的形成等一系列免疫功能所必需的。肠道菌群在正常免疫反应中的重要作用说明设计改变和调节微生物群能够起到明显的免疫调节作用。并且研究已经证实益生菌可以调节个体的免疫反应。益生菌能够调节体液的、细胞的和非特异性的免疫反应并且可能对局部细胞因子分泌以及局部免疫反应有影响。人们认为这些反应中的一些是菌株和宿主特异性的。但是这些调节对宿主产生的长期的作用很难预测，仍然存在对免疫反应有不良影响的可能性，尤其对于新生儿和孕妇，这种不良免疫反应的可能性会增大。新生儿益生菌补充剂有可能实现中长期地调节微生物菌群或者终生的免疫反应调节。在怀孕期间，T-细胞向Th2细胞表型的反应存在一个偏向，则被认为对于维持胎儿的发育非常重要，因为Th1细胞因子与流产有关。体外实验表明，益生乳杆菌可以抑制Th2细胞因子反应，并且，在一些人体试验中也发现乳杆菌可以提高Th1细胞因子γ干扰素的产量。这些作用可能对胎儿的发育不利。然而，在怀孕期间、出生婴儿和儿童中使用益生菌，还没有发现任何不良的免疫作用。这些风险只是一种理论上的可能性，目前没有证据可以证明益生菌引起不良的免疫反应这一假设，但是这一领域的问题有待于进一步研究。
5、耐药性 耐药性转移的风险是益生菌应用安全的一个重要问题。在肠道中，益生菌和病原菌之间可能发生耐药性的转移。
人们研究乳酸菌中耐药性转移的可能性时，发现存在携带耐药性基因的质粒，包括编码耐受四环素、红霉素、氯霉素和大环内酯-林可酰胺-链阳菌素(macrolide-lincosamidestreptogramin)的基因。在原料肉、青贮饲料和动物粪便中的L. reuteri，L. fermentum，L. acidophilus，和 L. plantarum中已经发现这些抗性质粒的存在。乳杆菌质粒的转移情况并不多，目前已有乳糖发酵质粒转移给L. casei和细菌素生产质粒转移给L. johnsonii的成功实例。明串珠菌和片球菌也被证实能够获得来自乳球菌的宽宿主范围的耐药性质粒。Morelli等研究了一个宽宿主范围的质粒pAMB的耐药性转移情况，在14株Lactobacillus delbrueckii，44株L. acidophilus，1株Lactobacillus helveticus，1株Lactobacillus brevis，6 strains of L. casei rhamnosis，5 strains of L. plantarum，and 1 strain of L. fermentum 中只有1株(L. helveticus and L. brevis中的1个)接受质粒的效率低(10-7)。Soedings等人从干香肠中分离的14株乳杆菌中发现了四环素耐受性决定子(determinant)，其中有7株能够将耐受性从乳杆菌转移给肠球菌，转移频率为10-4～10-7;有2株能够转移给L. lactis;不能够转移给Staphylococcus aureus。
许多乳杆菌自然地耐受万古霉素，这引起人们担心这种耐药性有转移给更多致病菌的可能，尤其是肠球菌和金黄色葡萄球菌。然而乳杆菌的万古霉素耐受性基因是染色体，因此不容易转移给其他物种。结合研究还没有发现乳杆菌万古霉素基因转移到其他物种上。
二、安全性评价
新开发的益生菌菌株在商品化之前必须经过充分彻底的安全性研究。联合国粮农组织/世界卫生组织(FAO/WHO)和欧洲食品委员会(EFSA)对于益生菌安全性方面都进行多次探讨和研究，认为应用于人类使用的益生菌必须对以下几个方面安全性进行充分评价。
(1)不能有与一些疾病 (如心内膜炎、肠道不适症) 相联系的历史。(2)抗菌素耐药性类型的测定。不属于相关抗生素的野生型(WT)分布的微生物将不能够被开发用于人或动物消费的产品。(3)某些代谢活性(D-乳酸盐的产生、胆盐非共价键结合)的评价。益生菌不应该使胆盐早期解离。(4)人体试验产生副作用的评价。一个随机对照组双盲设计的人体试验研究是有必要的。任何使用益生菌的实验都应该进行有效监测，以防发生与益生菌使用相关的感染，并且应该有效监测其他不良反应的发生情况。应该能够通过分子手段进行临床分离菌株与益生菌的比较。(5)售后消费者不良反应的流行病学调查。(6)待评价的菌株属于已知对哺乳动物有毒性的产毒菌种，必须测定其产毒能力。不能携带可以转移的抗生素基因。考虑到假定的毒性基因的存在，建议应该避免使用含有已知并确定的毒性基因的益生肠球菌或其他乳酸菌。(7)待评价的菌株属于已知具有溶血性，必须测定其溶血活性。(8)必须经过一定时间证明其无致病性。
最好每一个研究都应该独立的逐个进行，检验风险效益和潜在的毒性。在一个人群中进行的一个益生菌菌株的临床试验结果不能够自动地推广到其他的菌株或其他的人群。有一系列病人需要倍加小心处理，例如免疫缺陷病人，早产婴儿，患有短肠综合征的人，有中心静脉导管的人，年龄大的病人和那些有心瓣膜疾病的人。
三、结论
通过对近年来益生菌安全性研究的综合分析发现，目前的益生菌在健康人群中的应用是相对安全的，但是在一些特殊人群中的应用必须谨慎，存在败血病的风险。新开发的益生菌菌株在商品化之前必须经过充分彻底的安全性研究。不同的益生菌菌株都有其特定的作用效果，因此，在一个人群中进行的一个益生菌菌株的临床试验结果不能够自动地推广到其他的菌株或其他的人群。
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