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张琳1,徐加英2,石羽杰3,刘彪3,秦立强1

1 苏州大学医学部公共卫生学院,江苏 苏州 215123;

2 苏州大学医学部放射医学与防护学院,江苏 苏州 215123;

3 内蒙古伊利实业集团股份有限公司金山分公司,内蒙古 呼和浩特 010110

 

摘要: 双歧杆菌BB-12属于动物双歧杆菌属的第 12 株双歧杆菌。BB-12常用于婴儿配方乳粉、食品添加剂和酸奶中,是目前文献记录最多的双歧杆菌。本文详细阐述了BB-12对肠道菌群的调节作用,并分别从婴儿、儿童和成人3个年龄段探讨了BB-12调节免疫功能、减少感染和提高抵抗力等作用。

 

Abstract: Bifidobacterium BB-12 belongs to the 12th strain of Bifidobacterium animalis subsplactis BB-12,commonly used in infant formula powder,food additives and yogurt,and is the most documented Bifidobacterium. In this review,we describe the effect of BB-12 on gut microbiota,and investigate the effects of BB-12 on regulating immune function,reducing infection and improving resistance in infants,children and adults.

 

    2015年全球益生菌产品的市场销售额为331.9亿美元,而且以每年7.0%的速度增长,包括我国在内的亚太地区增速最快[1]。益生菌和益生元是继维生素和矿物质后第三大营养补充剂,研究显示,有1.6%的美国成年人在调查前30天内服用过益生菌和益生元产品[2]。2011 年,欧洲儿科胃肠病学、肝病学和营养协会(ESPGHAN)认为添加经评估的益生菌的婴儿配方乳粉无需考虑安全方面的问题[3]。双歧杆菌BB-12是常用于婴儿配方乳粉、食品添加剂和酸奶中的益生菌,BB-12的健康功效备受关注,是目前文献记录最多的双歧杆菌,2011年被原国家卫生和计划生育委员会列入《可用于婴幼儿配方食品的菌种名单》中[4]

 

1 分类学

 

    BB-12是一种过氧化氢酶阴性的杆状细菌属于动物双歧杆菌属的第12株双歧杆菌。1983年,BB-12被收集在 Chr Hansen A/S的细胞培养库中,刚分离出来时被认为属于两歧双歧杆菌。现代分子分类技术将BB-12重新归类为动物双歧杆菌,随后又将其列为新品种乳双歧杆菌。之后的研究发现乳双歧杆菌不满足一类物种的标准, 因此又重新将其作为一个亚种纳入了动物双歧杆菌。虽然多年来BB-12名称有所变化,但其菌株本身从未改变。BB-12的完整基因组序列已经绘制完成并发布,它有一条1 942 198个碱基对的环状染色体,其中包含1642个预测的蛋白质编码基因、4个rRNA操纵子和52个tRNA 基因,BB-12基因组序列的GenBank检索号为 CP001853[5]。它是一株独特菌株,能与市场上所有的其他菌株相区分[6]

 

2 安全性

 

    BB-12的安全性在不同人群中得到了证实。 Lundelin等[7]长期观察没有发现BB-12干预组婴幼儿生长发育异常指标、特应性疾病及非传染性疾病的发病风险与对照组有差异。添加BB-12的酸奶干预1~5岁儿童10 d,没有发现严重的副作用,自报的自限性不良感觉与对照组比较差异无统计学意义[8]。BB-12酸奶干预近期使用过抗生素的健康成人 10 d,也显示其很好的安全性和可耐受性[9]

 

 

3 对胃肠道的作用

 

3.1 主要特征

 

    BB-12 耐胃酸和胆汁,能够在 pH = 2 的环境下存活。BB-12 有编码胆盐水解酶的基因[5],胆盐水解酶能够水解肠道内的结合态胆盐形成氨基酸和游离胆汁酸,因此 BB-12 能耐受胃肠道的复杂环境。另外,BB-12 还有很好的黏液粘连性。Juntunen 等[10]收集了轮状病毒腹泻患儿和同龄健康儿童粪便的黏液进行益生菌粘附实验,发现BB-12 在健康儿童样品中的黏附力为 31%,在感染后儿童样本的黏附力为 26. 1%。完整的消化道黏液层和上皮是维持消化道功能的基础,体外研究显示 BB-12 能增加 Caco-2 细胞紧密连接的强度和跨上皮电阻,从而保护了上皮屏障功能[11]。BB-12 通过胃肠道可以存活,添加 BB-12 的部分水解乳清配方乳粉喂养健康足月婴儿6个周,其粪便中可以检测到 BB-12[12]。健康成人食用BB-12或者BB-12+低聚半乳糖一周后40%的受试者的粪便中能检测到 BB-12[13]。患者肠易激综合征的成年人食用含 BB-12 和菊粉的酸奶4 周,其粪便中BB-12水平显著高于对照组,而且90%的BB-12是活菌[14]

 

3.2肠道菌群的调节作用

 

    双歧杆菌BB-12能维持健康的胃肠道菌群,早产儿用BB-12干预3周,无论是荧光原位杂交还是细菌培养均发现明显增加了肠道双歧杆菌的数量,同时降低了肠杆菌和梭菌的数量[15]。但是,Laursen 等[16]用BB-12和LGG干预8~14月的婴幼儿6个月,并没有发现肠道微生物群落结构或多样性的改变。因此,肠道菌群与益生菌的健康效应可能没有直接的因果关系,这些益生菌可能直接作用于宿主肠道屏障功能、胃肠相关免疫反应或者代谢反应而发挥作用。Tan等[8]用添加BB-12的酸奶喂养1~5岁儿童10d,在随后的3个月的粪便测定中没有发现肠道菌群和对照组有显著差异。因此,健康婴儿肠道菌群的改变可能不是益生菌健康作用的主要机制,也有可能是其健康效应发生在小肠段,难以在肠道的远端(粪便)中检测出显著的菌群变化。

 

    3项研究观察了从怀孕36周到出生3个月使用含BB-12、LGG和嗜酸乳杆菌La-5对母亲和婴儿肠道菌群的影响。Schei 等[17]发现益生菌能增加孕妇肠道菌群丰度、并支持真菌宿主表型从母体转移到后代的观点。Dotterud 等[18]发现分娩3个月后,益生菌显著增加了母亲的肠道菌群的广度和相对丰度,但是子代在3个月和2岁时,益生菌组和安慰剂组的肠道菌群种类没有显著差异。而 Simpson等[19]也没有发现益生菌干预乳母能通过母乳影响婴儿的肠道菌群。

 

    在成年人群中,用含 BB-12、La-5 和绿茶提取物的酸奶干预健康成人 4 周,能显著增加粪便中双歧杆菌数量,并且增加乳酸菌的活菌数和降低肠球菌的活菌数[20]。Alander 等[13] 也发现BB-12能显著增加成人粪便中双歧杆菌数量,但对乳酸菌、产气荚膜杆菌 C 和大肠杆菌没有影响。

 

4 对人体健康的影响

4.1 婴儿健康

 

    婴儿抵抗力比较弱,容易发生消化道、呼吸道感染。因此,BB-12能否提高婴儿抵抗力、改善婴儿健康引起了大家的关注。早在 1994 年,Saavedra等[21]就发现在乳粉里添加BB-12和嗜热链球菌能降低入院治疗婴儿的急性腹泻。 Chouraqui[22]则进一步证实添加BB-12的乳粉喂养能降低婴儿腹泻 1. 9 倍。用BB-12和 LGG 干预新生儿并随访一年,益生菌降低了早期急性中耳炎、呼吸道感染的风险,并减少了抗生素使用[23]。但是 Taipale 等[24]用BB-12干预1个月大的新生儿并随访8个月,却没有发现其改善婴儿的胃肠道症状、中耳炎或抗生素使用情况,但是婴儿呼吸道感染显著低于对照组。观察至 2 岁,呼吸道感染的保护作用仍然存在。

 

    BB-12 的抗感染作用可能与其调节免疫功能有关。BB-12 干预早产儿 21 天能增加粪便中的IgA、降低粪便中的急性炎性细胞活化的标志物(钙卫蛋白)的水平[25]。BB-12和LGG增强保护性的牛乳特异IgA抗体反应可能是通过sCD14刺激固有免疫系统来实现[23]。研究还发现 BB-12喂养婴儿增加了其粪便中分泌型IgA(sIgA)水平[12]。sIgA 是机体黏膜局部抗感染免疫的主要抗体。此外,添加 BB-12 乳粉喂养的剖宫产婴儿增加了抗轮状病毒和抗脊髓灰质炎病毒特异性 IgA水平,减轻了人工喂养和剖宫产对免疫的不利影响,为婴儿提供一个较为安全的、有利于免疫调节的肠道菌群形成环境。

 

    BB-12 添加到配方乳粉中喂养患有疝气的婴儿 1 个月,干预组患儿的哭泣持续低于对照组,而且生命质量( QOL) 问卷的所有参数均显著改善,对照组的部分参数也有改善,但在亲子和社交互动方面则没有明显改善[26]。Bozzi 等[27]认为包括 BB-12 在内的双歧杆菌能改善新生儿坏死性小肠结肠炎、婴儿早熟、特应性反应、便秘等疾病或症状,可以作为“治疗性微生物”在儿科临床领域中进行研究和应用。

 

4.2 儿童健康

 

    值得注意的是,研究 BB-12 对儿童健康的影响还不是非常充分。用含 BB-12、嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌的酸奶干预 1 ~ 4 岁儿童 16 周,益生菌干预组自报发热降低、社交和学校学习能力改善,排便频率增加[28]。含 BB-12、LGG和La-5 的酸奶能降低使用抗生素的1~12岁儿童抗生素相关的腹泻发生率[29],但是 BB-12 干预 1~7岁健康儿童 3 个月并没有对胃肠道和呼吸道感染起到预防作用[30]。儿童龋齿是一种常见多发的口腔疾病,6~12 岁儿童食用含 BB-12 和 La-5 的冰淇淋 1 周后唾液中龋齿病原体显著减少[31]。但在另一个研究中,从婴儿期到 2 周岁接受 BB-12 干预,在 4 周岁时牙釉质及龋齿与对照组比较,差异无统计学意义[32]

 

4.3 成人健康

 

    BB-12 能够调节成年人的免疫功能。BB-12干预健康成人 6 周显著升高了血液中 IgG、IgG1和 IgG3 水平,唾液中疫苗特异性sIgA水平也高于对照组,因此 BB-12 通过增加系统的和黏膜的免疫应答改善了免疫功能[33]。Lee 等[34]用含BB-12和副干酪乳杆菌的酸奶干预成年人 12 周也增强了 NK 细胞功能和 IFN-γ 浓度,有效提高免疫功能。有趣的是,在酸奶冰沙发酵前加入BB-12能增加 T 细胞的 IL-2、TNF-α 分泌和提高NK 细胞介导的细胞毒性,但在酸奶冰沙发酵后加入 BB-12 则没有效果,提示      BB-12 在发酵后加入失去了其活性[35]。用大学生作为研究对象,Jsberg 等[36]发现含 BB-12 和 LGG 的含片干预升高了唾液 MMP-9 水平,降低了 TIMP-1 水平,提示益生菌具有对口腔的免疫调节作用。

 

    BB-12 对患者的辅助治疗或改善症状的作用也值得深入研究。用 BB-12、LGG及费氏丙酸杆菌谢氏亚种干预肠易激综合征患者5个月,肠易激综合征评分下降了14分,尤其是腹胀腹痛得到缓解[37] 用含 BB-12 和 La-5 的发酵乳干预2型糖尿病(T2DM)患者6周,糖化血红蛋白、总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇显著降低,有利于血糖控制,但是普通发酵乳则更有利于降低炎性细胞因子[38]。同样,用含BB-12和La-5的发酵乳干预代谢综合征患者12个月,与喝普通发酵乳的患者比较,能显著降低血糖和细胞间黏附分子细胞1的水平[39]。但是,Velasco 等[40]用含BB-12、嗜酸乳杆菌 La-5 的酸奶干预住院老年患者5 d,没有改善抗生素相关性腹泻。

 

    作为特殊人群,孕妇在怀孕前3个月到完全母乳喂养结束持续饮用含 BB-12 和 LGG 的酸奶能显著降低妊娠糖尿病的发病风险[41]。Hajifaraji等[42]用含BB-12的胶囊干预妊娠糖尿病孕妇8周,显著降低了血清 hs-CRP 和 TNF-α 水平并提高了谷胱甘肽还原酶、红细胞谷胱甘肽过氧化物酶水平,提示其改善炎症反应和氧化应激能力。

 

5 结语

 

    随着“健康中国”国家战略的实施和在各省市自治区的落地[43],普及合理膳食知识以及加快健康食品的研发可为人民群众提供全方位、全周期的健康服务。在 2019年5月29日的“世界肠道健康日”,中国营养学会益生菌益生元与健康分会正式发布了《中国营养学会益生菌与健康专家共识》[44],为益生菌健康效应的研究提供了依据。双歧杆菌 BB-12 是安全的常用于食品的益生菌,它可在胃肠道存活,维持健康的胃肠道菌群。BB-12 能调节免疫功能,减少消化道和呼吸道感染,从而提高人体抵抗力,有助于预防疾病。

 

( 作者声明本文无实际或潜在的利益冲突)

 

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2021年7月30日
传统的观点认为母乳是清洁无菌的。然而近二十年的研究发现,母乳喂养与婴儿肠道微生态的建立与成熟息息相关,同时,母乳中细菌的检测方法包括传统细菌培养法和分子生物学法,各有优劣。近期,由甘肃省疾病预防控制中心、中国疾病预防控制中心营养与健康所与伊利母婴营养研究院共同发表的《母乳中细菌种类及其检测方法》在《中国妇幼健康研究杂志》发表,对母乳中的微生物及其检测方法进行了探讨。

乳脂球膜蛋白的研究进展

2020年12月31日
乳汁中由三层膜结构包裹的核心为甘油三酯的球状结构称为乳脂肪球,而包裹在乳脂肪球外面的乳脂球膜(MFGM)上的蛋白质有着重要的营养价值,近年来越来越受到关注。关于MFGM蛋白质在免疫调节和抗癌方面的研究较多,而神经认知的发育和肠道菌群的研究较少。本研究对乳脂球的形成与结构、乳脂球膜蛋白质的组分进行分析,并从机制、动物及人群实验等方面综述了MFGM蛋白神经认知发育、免疫调节、肠道菌群、抗癌等方面的研究进展。

专家论道 | 关于婴幼儿便秘、腹泻应对的展望与畅想

2020年11月6日
婴幼儿便秘、腹泻是临床常见的消化道问题。家长是婴幼儿便秘、腹泻问题的第一责任人,需要寻找最合理的解决方案。


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