李在玲:22分钟剖析益生菌在儿科应用的潜力与问题
热心肠小伙伴们 2020-10-09
益生菌可以应用于哪些儿童疾病?使用时应该注意什么?

编者按:

2020 年 9 月 21~22 日,热心肠研究院携手 Swisse 斯维诗于线上举办了 GUT2020 系列活动之“微生态营养补充剂与肠道健康前沿论坛”,特邀 8 位嘉宾出镜发表了在线演讲,共同探讨如何通过营养改善微生态环境,助力肠道健康。

 

今天,我们特别整理并发布北京大学第三医院儿科李在玲医生的演讲视频及图文实录,以飨读者。

李在玲

北京大学第三医院主任医师

中华医学会儿科消化学组顾问,前副组长

第十一届中华医学会消化病学会儿科协作组副组长

中国医师协会儿科消化内镜专业委员会副主任委员

北京医学会儿科分会消化学组副组长

中国医药教育协会儿童临床用药评价专业委员会副主委

中华医学会儿科分会临床营养学组委员



亲爱的朋友们,大家好!我是来自北京大学第三医院儿科的李在玲。今天想和大家一起讨论一下关于益生菌在儿科应用的若干问题。

我想我今天主要是从以下三个方面和大家一起来分享:

第一个方面,我们为什么要使用益生菌?

第二个方面,在儿童中应用的情况究竟是什么样?

第三个方面,在应用的过程中可能依旧存在的一些问题。

其实,众所周知,纵观地球微生物和动物的进化史来说,人类的发展历史是很短的一瞬间。我们可以看到微生物史大概历经了 35 亿年的发展,而人类,现代人类的出现仅仅是在 25 万年之前。

另外,我们还可以看到右边这张图,在人体第一基因组的痕迹中可以看到微生物基因的痕迹占到了 65%,而真正灵长类动物的痕迹在人体第一基因组的痕迹中只有 6%。

那也就是说不管怎么样,人体和微生物之间以及动物之间都是一个各成体系的生态系统,而其中微生物的固碳和固氮的过程提供了地球上所有物种的最基本食物。

所以我们可以说,微生物是地球的真正主导者。

那么对于人体来说,有几个部位是微生物聚集的地方,其中肠道是人体内正常细菌定植的最主要的场所。

这一类细菌它有一些特点,也就是我用红字描述出来的:一方面,它的数量是比较大的,是 1014 个那么多的数量;另外,它的种类是多样化的,加上其他的一些微生物,总共大概在人体的肠道内有 1500 多种;还有它有复杂性和动态性的特点,肠道菌群从出生到人老,到死亡的过程也是一个动态的逐步演化的过程。

这些肠道菌群构成了人体的微生态环境。

人类的基因组和微生物基因组共同作用来影响到人体的免疫、营养以及代谢的过程,所以我们说认识肠道菌群对于人类的健康、疾病以及疾病过程的诊断和治疗有着极其深远的意义。

那怎样的肠道菌群才算是一个健康人体的肠道菌群呢?我也搜索了很多的文献,目前来说,在我们国家,还没有按照我们国家的方式或者东方饮食方式来进行定义的人体的肠道菌群正常的标准。

有一篇文章它解释了按照西方饮食定义的标准,就是说它的菌群的 α 多样性比较高,它的种类比较丰富,而且双歧杆菌的数目比较多,产丁酸的细菌比较多,还有就是能够用粘液素来降解的菌群数量比较丰富。

影响到菌群的因素大家都知道有很多,包括像从出生开始,母亲是剖宫产还是自然分娩,那么还要包括母亲孕前的饮食的状况。出生以后呢,还涉及到孩子喂养的问题。在母乳期,包括是母乳喂养还是人工喂养。

我们看这张图可以看到,上图提示了在母乳喂养的孩子里面,他们的肠道菌群在定植的时候是以双歧杆菌和乳酸杆菌为主。而在下图是人工喂养,也就是配方乳喂养的孩子,他们肠道定植菌群 40~50%是双歧杆菌和乳酸杆菌,都是以双歧杆菌和乳杆菌为主。

随着年龄的增长,饮食对孩子肠道菌群的形成也会有明显的影响。

有一个研究用低膳食纤维喂养小鼠,而且他把小鼠抚育了很多代,那么发现什么呢?

发现每一代小鼠它的肠道菌群的多样性会随着时间的推移,也就是代数的增加而大幅度的下降。也就是说,低纤维饮食会影响到小鼠肠道菌群的多样性,而且这些多样性是有一定的遗传效应的。

还有一个研究,它是一种疾病的研究。这个疾病是慢性复发性多灶性骨髓炎。

研究者做了一个小鼠的模型,他们同样给它一个低纤维饮食的引导。发现如果给小鼠用低纤维的膳食诱导它的肠道菌群发生变化,它会对免疫的应答产生影响,从而改变了机体对自身免疫性疾病的易感性,或者是对自身炎症性疾病的易感性。也就是说,如果说我们给低纤维饮食的这种小鼠更容易产生慢性复发性多病灶性骨髓炎。

这是国外的一项研究,它比较了美洲农村儿童和 15 例 1~2 岁的欧洲城市的健康儿童的膳食状况。我们可以从这张图直观地看到,无论是从蓝色的放线菌门,还是从绿色的拟杆菌门,以及从淡红色的厚壁菌门来看,两个组的孩子是明显不同的。

那是什么样的原因造成了他们肠道粪便菌群的不一样呢?实际上原因就是一个环境的问题。

在美洲农村儿童,他的环境是一个脏乱的环境,但是他的饮食环境是高纤维素的饮食。而在右侧的欧洲的城市健康儿童,他的环境是一个比较卫生的环境,而他的饮食是高脂高蛋白的饮食。

所以饮食的不同以及环境的不同也就造成了他们菌群的不一样。

除了饮食的因素以外,还有一个需要引起我们注意的因素就是抗生素的使用。

这是我的一个研究生做的研究,他研究了在早产儿中使用中长疗程抗生素和短程抗生素的肠道菌群的区别。

那么我们可以看到,他们的粪便菌群,无论是从 Shannon 指数,也就是反映他的 Alpha 多样性,还是 Chao1 指数来说呢,他的多样性的指数和丰度的情况,右侧的都是明显的要低于左侧的。也就是说,中长疗程和短疗程抗生素比较,前者明显的影响到了早产儿的肠道菌群。

这是抗生素近期的一个影响,对远期的影响其实也是存在的。

这项研究是一个很有意思的研究。它研究了在生命早期抗生素暴露和不暴露的两组小鼠,在后期给它进行疫苗接种以后,它的反应是什么样?

我们看,在左侧的这组小鼠,它是生命早期没有抗生素暴露的,那么右侧的小鼠是生命早期有抗生素暴露的,然后在出生以后给它们一个疫苗的接种。

我们可以看到,虽然历经了这么长时间的发育,但是从小鼠来看,左侧的是有正常的肠道菌群,而在右侧的它是抗生素应用以后,肠道菌群有一个失调的过度的生长。

我们同样看到免疫接种以后出现的问题。

左边曲线是卡介苗接种后的 IgG 的滴度,随着时间的推移,绿色的它的滴度是明显的存在的,而且保持一定的滴度。也就是左侧的小鼠——生命早期没有抗生素暴露的它的 IgG 的滴度是在一个比较高的水平,而右侧的小鼠的曲线(红色曲线)的抗生素暴露的它的滴度是明显下降了。

同样,脑膜炎-C 球菌的免疫接种以后,我们也同样看到了一个效果,就是特异性 IgG 的滴度是不一样的。

这就说明几个问题,也就是说,生命早期抗生素暴露以后,小鼠对于疫苗的抗体的滴度是降低的。另外,成年小鼠在接受抗生素以后对疫苗抗体的应答能力还是不受影响的。还有呢,他的研究发现,从抗生素暴露的幼鼠提取的 CD4 阳性的 T 淋巴细胞仍有一定的免疫的能力,虽然它有应答的能力,但是它的抗体滴度是明显的受到影响。

那么问题就来了,如果我们想去对肠道菌群进行一个调节的话,我们可能的调节因素有哪些呢?

因为我们调整了肠道菌群有可能就会对疾病的发生发展过程,以及对疾病的治疗过程产生影响,所以我们来看一看哪种因素是可以调节,哪种因素是不可以调节的。

首先是宿主的遗传背景,从目前现有的技术条件来说,是很难以去调节的。我们很难改变宿主的基因结构,除非是特殊的疾病,一般的情况下是难以调节他的遗传背景的。

但是从刚才我给大家介绍的一些例子来看,从饮食结构来说,我们是可以调整的。我们可以给他吃一些高膳食纤维的食物或者中等膳食纤维食物,可以改变他的肠道菌群。

还有就是出生时的环境因素,包括有没有用抗生素,包括喂养的方式等等都是可以来调节肠道菌群的。

那么为什么我们要去调节肠道菌群呢?是为了将来能够对疾病的预防和治疗起到作用。

我们可以看到肠道菌群参与了几乎人体全部的生理功能,包括免疫的成熟和稳态,包括血管的形成,包括神经信号传导,包括肠道内分泌功能,包括骨代谢,包括能量的生成等等。这些生理影响它是参与的。

另外,它还参与一些生物的合成以及营养物质的代谢,包括像维生素的合成、激素的合成以及神经递质的合成。在营养代谢方面,也会对于膳食的成分有影响,对于胆汁酸也会产生影响,对于一些药物的合成和代谢也会产生影响。

那它既然能够对生理的方面产生影响,那么它是不是和疾病之间有密切的关系呢?我在这举几个例子大家可以分享一下。

那么,首先一个例子就是加拿大健康婴儿的一个队列研究。这个研究是很有意思的,他就发现在生命早期,有哮喘高风险的孩子,在出生以后的前 100 天内,他会出现一过性的肠道菌群紊乱,其中 4 个菌属丰度是显著降低的,同时还伴随着粪便乙酸水平的降低和肠肝循环的代谢紊乱。

那么,如果说把这 4 种菌移植给有哮喘风险的小鼠的话,就会发现可以显著的去改善这些小鼠的子代的呼吸道哮喘的风险和炎症的这种风险,而且这两个菌群之间以及哮喘发生之间是存在着因果关系的。

那么这是我们自己做的一项研究,是关于一些食物过敏的孩子,是腹泻的孩子的肠道菌群变化的情况。

我们总共纳入了 34 个食物过敏的孩子,45 个健康的孩子,用 16S rRNA 的方法来分析微生物菌落的多样性以及组成。

我们发现有一些种类的细菌,关键的几个种系它是降低的。而这个梭菌属是高度富集的,而且有某些菌种它是和食物过敏,诱导他免疫耐受的白介素 10 成负相关。而且和引起 IgE 介导的食物过敏的血清抗体标记物 sIgE 成正相关的。

那就说明,在过敏性疾病的孩子里面,特别是过敏性腹泻的孩子,他们的菌群是有变化的,而且和他过敏的整个的过程以及关键的几个细胞因子也是有明确的关系的。

那么除了过敏性疾病,肠道菌群和消化系统的一些疾病也有密切的关系。

比如说炎症性肠病,有人就发现了,在炎症性肠病的儿童中,肠道微生物的多样性是比健康儿童是显著降低的。

还有肠易激综合征,那也有人发现肠易激综合征它是一个免疫炎症模式的胃肠道的疾病,而微生物导致了它肠道局部炎症的一个持续性。而肠道微生物的构成和数量在这个疾病里面也发生了改变,它的多样性和稳定性降低了。

虽然乳糜泻在咱们国家不是比较常见,但是在欧洲和美洲是比较常见的一个疾病。虽然它是一个遗传易感的这样由基因来决定的一种疾病,但是也有人发现肠道致病微生物感染或者是肠道菌群的失衡会导致他出现肠道持续性的炎症反应,而且导致肠道免疫学稳态的受损,从而导致乳糜泻患儿症状持续存在。

除此之外,值得我们关注的,也是很多研究的热点,就是关于神经系统疾病,特别是孤独症谱系障碍和肠道菌群失调之间也存在着一些关系。我们可以看到肠道的菌属中,某一些菌属是增加的,而某一些菌属是降低的。

为什么肠道菌群的失调会对孤独症谱系的儿童产生影响?

其实主要是两个影响:

一个影响就是菌群的作用,它可能会通过一些直接的作用作用于免疫系统,使得产生促炎和抗炎的因子发生改变来影响到大脑的认知功能;

还有就是肠道菌群的代谢产物,包括丁酸、丙酸等这些短链脂肪酸,这些都是因为它去消化了一些膳食纤维,细菌去发酵而形成的,而在肠道内形成的这些物质对神经组织是有一个刺激作用的。有人研究发现,丙酸可以影响到脂质代谢和神经递质的合成以及释放的生理过程。

有人还在给健康小鼠经侧脑室注入丙酸以后发现,这些小鼠出现孤独症谱系样的症状。

所以说肠道菌群的失调对孤独症谱系儿童的疾病还是有影响的。

那么刚才说了这么多,主要是看一看肠道菌群的多少和疾病之间的一个关系。我们也说了,我们能不能通过一些食物的改变或者是环境的改变去影响肠道菌群呢?是可以的。

我们尝试着去用一些益生菌来改变,试图改变肠道菌群的功能,从而对疾病的治疗和预防起到一定作用。

国内使用的益生菌主要有 20 多种。像双歧杆菌、乳杆菌、酪酸梭菌、布拉氏酵母菌,还有地衣芽孢杆菌等等。

那么国内和国外研制的益生菌还是有差别的,因为它们有菌株上的不同,这可能跟我们的人种不同、基因组不同也是有一定的关系的。

我们需要注意的就是,在食用益生菌的时候一定要看一看它的包装上的细菌菌落的计数,也就是 CFU。那也就是说我们要求 1 克 CFU 要大于 107 到 108  才能够发挥它活菌的一个作用。

在儿科有一些循证的依据能够明确的来治疗胃肠道疾病的实际上并不多。主要有哪些呢?

其实最主要还是儿童腹泻病,包括急性腹泻的预防和治疗、慢性腹泻的治疗、抗生素相关性腹泻的预防和治疗、化疗所导致腹泻的预防和治疗以及新生儿坏死性小肠结肠炎的预防和治疗。

那么其它包括便秘的治疗,包括过敏的预防和治疗,包括 IBS(肠易激综合征),包括 IBD(炎症性肠病)等等,这些预防和治疗目前来说没有特别确切的依据,所以我们在使用的时候也要注意。

那么在益生菌应用方面实际上并不是像我们想象的什么问题都没有,还是存在一定的问题的。

这些问题首先体现在益生菌的作用是具有明显的菌株特异性和剂量依赖性的,也就是说,并不是所有的菌都能治一个病,或者换句话说,也不是所有的病都能用一株菌来治疗。

所以说不同的菌株对于疾病的预防和治疗是不一样的,而且它所需要的剂量也不同,所以我们说有可能多种菌株的联合使用会好于单一菌株。不过其实也没有更多的证据证明多种益生菌一定比单一的菌株有更好的临床的疗效。

这里就是说,可能菌株治疗什么样的疾病,它的特异性定不下来,还有到底用多少量,我们可能也没有办法去确立。

到底是多种菌好,还是单一菌好?我们想象的应该是多种菌的互相的补充比单一菌会好,那么临床的研究却没有更多给我们提示。

还有和抗生素合用的问题。大家都会认为说益生菌它确实是活的微生物,那如果与抗生素一起用的话,最好隔开一段时间,但是有一些菌对抗生素并不敏感,是不是可以同时使用呢?还是需要再进一步的研究。

另外,肠道菌群紊乱的程度和方式它是存在着个体差异的,所以不同的患者,对于同一个菌,对于同一剂量的效果也会产生差异,所以我们在选择使用的时候一定需要遵循个体化的原则。

那么益生菌药物的安全性总的来说还是相对安全的,全球都没有益生菌引起严重毒副反应的报道。国内目前也没有益生菌引起感染和传播耐药的报道。但是有一些报道里面认为它有潜在感染和传递耐药质粒的这种潜在的危险存在,所以是需要我们引起注意的。

我想今天花一点点时间和大家介绍了关于为什么益生菌可以在临床应用,那么也是因为人体存在着异常复杂的微生物菌群。

饮食调节是肠道微生态的有效手段之一。

益生菌是国家批准的安全的有益菌。通过益生菌我们可以来调节他的肠道菌群,而在儿科益生菌的应用主要是在儿童腹泻病。

那么还要注意在使用的过程中不同的益生菌的生理特点以及代谢产物是不一样的,所以对于每一个个体来说,一定要遵循着个体化的一个原则,否则的话,是会影响应用的效果的。

我想,我们今后还要注意研究每一种益生菌的生理生化特点以及它的药效学和药代学的特点,同时关注联合使用益生菌是不是能够比单一益生菌更好地解决问题。

我想今天和大家分享的就是这么多,谢谢大家的聆听!



 

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