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【摘要】 益生菌因為具有諸多健康功效，其在食品和保健品中的應用日益劇增。應用含有益生菌的功能性食品來(lái)促進(jìn)健康和預防疾病在世界范圍內都引起極大的興趣。雖然大多數益生菌是GRAS菌株，但是不能排除其可能存在的耐藥性轉移、敗血癥、產(chǎn)生毒性代謝產(chǎn)物的致病風(fēng)險。本文綜述了近年來(lái)暴露的益生菌安全性問(wèn)題及其研究進(jìn)展情況，為從事這方面的研究工作提供一定參考。
【關(guān)鍵詞】 益生菌;安全性
【Abstract】 Probiotics are increasingly being used in food for their health benefits. Worldwide interest in the use of functional foods containing probiotic bacteria for health promotion and disease prevention has increased significantly. Bacterial strains most commonly used as probiotics belong to the generally regarded as safe (GRAS) strains, but the risk of the antibiotic resistance and transfer, sepsis, toxic metabolites associated with probiotic strains cannot be entirely excluded. In this paper, the known risks of probiotic treatment and research progress were reviewed in order to provide some reference for the research in this area.
【Key words】 probiotic;security
益生菌通常被定義為活性微生物，當攝入足夠數量時(shí)能有益于宿主的健康[1]。近年來(lái)，應用含有益生菌的功能性食品來(lái)促進(jìn)健康和預防疾病在世界范圍內都引起極大的興趣。最常用于益生菌的菌株主要是乳桿菌和雙歧桿菌，其他乳酸菌如乳球菌、鏈球菌、腸球菌和酵母菌、芽孢桿菌等也被用作益生菌[2]。雖然大多數乳酸菌是食品級微生物，具有長(cháng)期的使用安全史，尤其是乳桿菌被視為公認安全的(GRAS)菌株[3]，但是也不能排除其可能存在的致病風(fēng)險。
已有許多報道對乳酸菌的安全性提出質(zhì)疑。尤其是一些具有機會(huì )致病性的腸球菌，已經(jīng)被報道從許多菌血癥、心內膜炎、尿路感染、受傷、組織等感染病人中分離出來(lái)[4,5]。還有少數報道乳桿菌與一些無(wú)免疫應答的病人的感染有關(guān)[6]。而且，攜帶有耐藥性的益生菌，可能將這種耐藥性轉移給腸道的原生菌群[7]。因此，對益生菌使用的安全性評價(jià)不容忽視。
目前，還沒(méi)有一個(gè)明確的用于評價(jià)益生菌安全性的方法和程序，越來(lái)越多的研究者致力于這方面的研究，本文綜述了近年來(lái)益生菌安全性問(wèn)題及其研究進(jìn)展情況，為從事這方面的研究工作提供一定參考。
1 益生菌的安全性
對于人類(lèi)使用的益生菌的安全性，從理論上看存在幾種可能的風(fēng)險，主要包括易位的可能性和益生菌的定植有可能對腸道的生理和功能產(chǎn)生不利影響，包括代謝和生理方面的影響[8,9];益生菌的使用可能造成局部和周身的不良免疫反應[10];也存在耐藥性在腸道中從共生菌或益生菌轉移給其他細菌或病毒的可能性[8,11]。
1.1 易位的可能性 就因易位可能引起的毒性而言，目前還沒(méi)有證據表明益生菌比臨床分離菌株有更多不良特性[3]，許多研究采用動(dòng)物模型證實(shí)當喂飼益生菌時(shí)，其他細菌的易位未見(jiàn)增加[12]。此外，一些人體試驗研究表明服用益生菌的病人比沒(méi)有服用的病人的易位風(fēng)險實(shí)際上減少了[13]。動(dòng)物實(shí)驗表明實(shí)際上益生菌并沒(méi)有向血液中轉移，反而降低了其他細菌的易位。從人群研究來(lái)看，沒(méi)有證據證明因益生菌導致菌血癥或心內膜炎有任何增加的風(fēng)險[14]。在動(dòng)物和人體試驗中也沒(méi)有證據表明對腸道蛋白的滲透性有任何不良影響。
1.2 感染 益生菌使用中最受關(guān)注的問(wèn)題就是敗血病(sepsis)的風(fēng)險。益生菌已經(jīng)被廣泛應用于食品加工中多年，并且一直都比較安全，正如一些綜述所評價(jià)的[15,16]。在芬蘭，自從L.GG 1990年進(jìn)入市場(chǎng)以來(lái)，消費量顯著(zhù)增加，僅1992年一年，芬蘭含L.GG的產(chǎn)品銷(xiāo)量就達到3×
設計或篩選的具有良好的腸黏膜吸附能力的菌株一直被認為對益生菌的作用機制很重要，但對腸黏膜的粘附也可能增加細菌的易位和毒性。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，血液培養物中分離到的乳桿菌對腸黏膜的粘附數量比從人糞便和乳制品中分離到的乳桿菌的粘附數量高，這一發(fā)現某種程度上支持了乳桿菌的黏膜粘附和致病性之間的聯(lián)系[25]。
就目前已報告的病例(見(jiàn)表1)而言，所有益生菌敗血癥或真菌敗血癥的病例發(fā)病者都具有嚴重的潛在疾病，例如免疫缺陷、慢性疾病或糖尿病等，目前還沒(méi)有關(guān)于健康人的益生菌相關(guān)敗血癥的報道�；谝嫔鷶⊙Y的發(fā)病特點(diǎn)，得出益生菌敗血癥的主要和次要的風(fēng)險因素。當存在一個(gè)主要風(fēng)險因素或多個(gè)次要風(fēng)險因素時(shí)，必須謹慎使用益生菌。表1 已報道的與益生菌有關(guān)的敗血癥病例主要風(fēng)險：(1)免疫低下，包括過(guò)度疲勞或惡性腫瘤;(2)早產(chǎn)嬰兒。次要風(fēng)險：(1)腸道上皮的屏障受損：腹瀉、腸道發(fā)炎;(2)通過(guò)空場(chǎng)造口服用益生菌;(3)同時(shí)服用益生菌有抗生性的廣譜抗生素;(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(只針對乳桿菌感染)
1.3 腸道毒性 腸道菌群在許多代謝活動(dòng)中起到重要作用，包括復雜碳水化合物的消化、脂肪代謝和葡萄糖自動(dòng)動(dòng)態(tài)平衡[26]。因此理論上，益生菌的微生物調節可能存在的風(fēng)險就是帶來(lái)不良的代謝作用。例如產(chǎn)生一些不良的代謝產(chǎn)物，尤其是在短小腸綜合征病人中[27]。益生菌對膽鹽的分解作用也有導致吸收不良的可能，并因此而增加結腸癌的風(fēng)險。但還沒(méi)有流行病學(xué)或臨床的證據支持這些假設，并且有一些實(shí)驗數據證明益生菌對動(dòng)物模型的結腸癌有一定的抑制效果[28～30]。
理論上講，益生菌另一個(gè)風(fēng)險是可能產(chǎn)生D乳酸，造成乳酸性酸中毒[31]。還有報道認為腸黏液也可能被細菌降解[32]。然而無(wú)論是體外實(shí)驗或是限菌動(dòng)物小鼠體內實(shí)驗，都沒(méi)有證據證明乳酸菌對腸黏膜有降解作用[15]。
1.4 不良免疫反應 鼠科動(dòng)物實(shí)驗已經(jīng)發(fā)現，腸道菌群在刺激常規免疫反應，尤其是與腸道相關(guān)的淋巴組織的免疫反應方面有重要作用。腸道菌群的存在是抗體的產(chǎn)生、對食物抗原的口服耐受性的形成和持續、淋巴濾泡中次級淋巴小結的形成等一系列免疫功能所必需的[26]。腸道菌群在正常免疫反應中的重要作用說(shuō)明設計改變和調節微生物群能夠起到明顯的免疫調節作用。并且研究已經(jīng)證實(shí)益生菌可以調節個(gè)體的免疫反應。益生菌能夠調節體液的、細胞的和非特異性的免疫反應并且可能對局部細胞因子分泌以及局部免疫反應有影響。人們認為這些反應中的一些是菌株和宿主特異性的[8]。但是這些調節對宿主產(chǎn)生的長(cháng)期的作用很難預測，仍然存在對免疫反應有不良影響的可能性，尤其對于新生兒和孕婦，這種不良免疫反應的可能性會(huì )增大。新生兒益生菌補充劑有可能實(shí)現中長(cháng)期地調節微生物菌群或者終生的免疫反應調節。在懷孕期間，T-細胞向Th2細胞表型的反應存在一個(gè)偏向，則被認為對于維持胎兒的發(fā)育非常重要，因為Th1細胞因子與流產(chǎn)有關(guān)[33]。體外實(shí)驗表明，益生乳桿菌可以抑制Th2細胞因子反應，并且，在一些人體試驗中也發(fā)現乳桿菌可以提高Th1細胞因子γ干擾素的產(chǎn)量[34,35]。這些作用可能對胎兒的發(fā)育不利。然而，在懷孕期間、出生嬰兒和兒童中使用益生菌，還沒(méi)有發(fā)現任何不良的免疫作用[36-42]。這些風(fēng)險只是一種理論上的可能性，目前沒(méi)有證據可以證明益生菌引起不良的免疫反應這一假設，但是這一領(lǐng)域的問(wèn)題有待于進(jìn)一步研究。
1.5 耐藥性 耐藥性轉移的風(fēng)險是益生菌應用安全的一個(gè)重要問(wèn)題。在腸道中，益生菌和病原菌之間可能發(fā)生耐藥性的轉移[11,43]。
人們研究乳酸菌中耐藥性轉移的可能性時(shí)，發(fā)現存在攜帶耐藥性基因的質(zhì)粒，包括編碼耐受四環(huán)素、紅霉素、氯霉素和大環(huán)內酯-林可酰胺-鏈陽(yáng)菌素(macrolide-lincosamidestreptogramin)的基因[44]。在原料肉、青貯飼料和動(dòng)物糞便中的L. reuteri，L. fermentum，L. acidophilus，和 L. plantarum中已經(jīng)發(fā)現這些抗性質(zhì)粒的存在[45]。乳桿菌質(zhì)粒的轉移情況并不多，目前已有乳糖發(fā)酵質(zhì)粒轉移給L. casei[46]和細菌素生產(chǎn)質(zhì)粒轉移給L. johnsonii的成功實(shí)例。明串珠菌和片球菌也被證實(shí)能夠獲得來(lái)自乳球菌的寬宿主范圍的耐藥性質(zhì)粒[47]。Morelli等研究了一個(gè)寬宿主范圍的質(zhì)粒pAMB的耐藥性轉移情況，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個(gè))接受質(zhì)粒的效率低(10-7)[48]。Soedings等人從干香腸中分離的14株乳桿菌中發(fā)現了四環(huán)素耐受性決定子(determinant)，其中有7株能夠將耐受性從乳桿菌轉移給腸球菌，轉移頻率為10-4～10-7;有2株能夠轉移給L. lactis;不能夠轉移給Staphylococcus aureus[43,49]。
許多乳桿菌自然地耐受萬(wàn)古霉素，這引起人們擔心這種耐藥性有轉移給更多致病菌的可能，尤其是腸球菌和金黃色葡萄球菌。然而乳桿菌的萬(wàn)古霉素耐受性基因是染色體，因此不容易轉移給其他物種。結合研究還沒(méi)有發(fā)現乳桿菌萬(wàn)古霉素基因轉移到其他物種上[50]。
2 安全性評價(jià)
新開(kāi)發(fā)的益生菌菌株在商品化之前必須經(jīng)過(guò)充分徹底的安全性研究。聯(lián)合國糧農組織/世界衛生組織(FAO/WHO)和歐洲食品委員會(huì )(EFSA)對于益生菌安全性方面都進(jìn)行多次探討和研究[51]，認為應用于人類(lèi)使用的益生菌必須對以下幾個(gè)方面安全性進(jìn)行充分評價(jià)。
(1)不能有與一些疾病 (如心內膜炎、腸道不適癥) 相聯(lián)系的歷史。(2)抗菌素耐藥性類(lèi)型的測定。不屬于相關(guān)抗生素的野生型(WT)分布的微生物將不能夠被開(kāi)發(fā)用于人或動(dòng)物消費的產(chǎn)品。(3)某些代謝活性(D-乳酸鹽的產(chǎn)生、膽鹽非共價(jià)鍵結合)的評價(jià)。益生菌不應該使膽鹽早期解離。(4)人體試驗產(chǎn)生副作用的評價(jià)。一個(gè)隨機對照組雙盲設計的人體試驗研究是有必要的。任何使用益生菌的實(shí)驗都應該進(jìn)行有效監測，以防發(fā)生與益生菌使用相關(guān)的感染，并且應該有效監測其他不良反應的發(fā)生情況。應該能夠通過(guò)分子手段進(jìn)行臨床分離菌株與益生菌的比較。(5)售后消費者不良反應的流行病學(xué)調查。(6)待評價(jià)的菌株屬于已知對哺乳動(dòng)物有毒性的產(chǎn)毒菌種，必須測定其產(chǎn)毒能力。不能攜帶可以轉移的抗生素基因�？紤]到假定的毒性基因的存在，建議應該避免使用含有已知并確定的毒性基因的益生腸球菌或其他乳酸菌。(7)待評價(jià)的菌株屬于已知具有溶血性，必須測定其溶血活性。(8)必須經(jīng)過(guò)一定時(shí)間證明其無(wú)致病性。
最好每一個(gè)研究都應該獨立的逐個(gè)進(jìn)行，檢驗風(fēng)險效益和潛在的毒性。在一個(gè)人群中進(jìn)行的一個(gè)益生菌菌株的臨床試驗結果不能夠自動(dòng)地推廣到其他的菌株或其他的人群。有一系列病人需要倍加小心處理，例如免疫缺陷病人，早產(chǎn)嬰兒，患有短腸綜合征的人，有中心靜脈導管的人，年齡大的病人和那些有心瓣膜疾病的人。
3 結論
通過(guò)對近年來(lái)益生菌安全性研究的綜合分析發(fā)現，目前的益生菌在健康人群中的應用是相對安全的，但是在一些特殊人群中的應用必須謹慎，存在敗血病的風(fēng)險。新開(kāi)發(fā)的益生菌菌株在商品化之前必須經(jīng)過(guò)充分徹底的安全性研究。不同的益生菌菌株都有其特定的作用效果，因此，在一個(gè)人群中進(jìn)行的一個(gè)益生菌菌株的臨床試驗結果不能夠自動(dòng)地推廣到其他的菌株或其他的人群。
作者：岳華，王麗麗，岳志國，李妍《中國食品安全雜志》
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