常見益生菌對嬰幼兒健康影響的研究進展

程 斌，秦 晰，王錫青，王玉樹，宋 飛

（圣元營養食品有限公司，山東青島 266500）

中國營養學會益生菌益生元與健康分會于2019年發布了《中國營養學會益生菌與健康專家共識》，對益生菌進行定義：益生菌是活的微生物，當攝入充足的數量時，對宿主產生健康益處。益生菌在生命早期定植于腸道，有助于建立人體腸道黏膜屏障，促進免疫功能的成熟和預防原腸道病原體的感染。在一項針對嬰兒腸道微生物的調查中發現，母乳喂養的嬰兒腸道菌群富含大量的益生菌，致病菌較少，這被認為是母乳喂養嬰兒的感染性腹瀉和過敏性疾病發病率較低的原因之一。因此，嬰幼兒配方奶粉企業在嬰幼兒配方奶粉的生產過程中添加益生菌，旨在模仿母乳控制嬰幼兒腸道內有益菌和有害菌的含量，幫助嬰幼兒建立良好的腸道微生態。

益生菌在各個健康領域發揮著作用，其中胃腸道健康和免疫功能是兩個主要研究領域。本文主要針對《可用于嬰幼兒食品的菌種名單》中的5種典型的益生菌，對其特性、安全性以及胃腸道和免疫功能相關的臨床研究數據進行綜述。

1 益生菌特性

目前，國內外常用的益生菌多為乳酸菌，包括雙歧桿菌、乳酸桿菌和球菌等。在我國，可應用于嬰幼兒食品的益生菌只有雙歧桿菌屬和乳酸桿菌屬。雙歧桿菌屬是革蘭陽性、無芽孢、無運動性、過氧化氫酶陰性的厭氧桿狀細菌，其最佳生長pH值為6～7，環境pH低于5.0或高于8.5幾乎不生長，其最佳生長溫度是37～41 ℃，其中，43～45 ℃生長最快，低于25 ℃則不生長。目前雙歧桿菌約有30多種，動物雙歧桿菌（Bb-12）、乳雙歧桿菌（Bi-07、HN019）、短雙歧桿菌（M-16V）均屬于雙歧桿菌屬。鼠李糖乳桿菌（LGG）屬于乳桿菌屬，是革蘭陽性、無芽孢、不運動、產酸、過氧化氫酶陰性的兼性厭氧桿狀細菌，其最佳生長pH為6.8，適宜溫度為30～40 ℃，37 ℃生長最優。

益生菌經人體從口腔攝入后，須經過胃到達腸道才能產生作用。因此益生菌必須承受宿主上消化道的不利條件，對胃酸和膽汁有良好的耐受性才能在下消化道保持活性和增殖能力。STASIAK[1]的一項實驗研究中發現，雙歧桿菌和乳桿菌可以在的模擬胃液（pH=4～5）中及膽汁鹽（1%～3%）中顯著生長。

2 安全性

益生菌Bb-12、Bi-07、LGG、M-16V和HN019均具有良好的安全性評價，其安全性均獲得了美國食藥局的GRAS認證，同時也被歐盟食品安全局列入安全性合理推定列表。在我國，Bb-12、Bi-07、LGG和HN019于2011年11月，M-16V于2016年6月被批準應用于嬰幼兒食品。DIDARI的一篇系統綜述中，充分闡明了雙歧桿菌屬和乳桿菌屬的安全性，該文認為益生菌在正常使用情況下不會對機體產生任何有害作用，但重癥監護室的危重病人和危重患兒及免疫功能嚴重低下的患者仍須謹慎使用。目前，市場上已有眾多企業將益生菌作為營養強化劑添加到嬰幼兒配方奶粉中，使成分更接近母乳，臨床上尚未有相關不良反應事件的報道。

3 對嬰幼兒胃腸道功能的影響

3.1 減輕嬰兒腹瀉

嬰兒腹瀉較為常見，通常為癥狀較輕的自限性疾病，一般不會有任何顯著的長期后遺癥。目前，益生菌在預防和治療兒童腹瀉方面的得到了廣泛的研究，CHEN選擇194名1～3歲兒童隨機接受Bi-07（1×1010CFU/g）和安慰劑，發現與安慰劑組相比，接受Bi-07干預的兒童腹瀉癥狀較輕，腹瀉時間平均縮短22.5 h（P＜0.05），住院時間平均縮短了1.2 d（P＜0.05），兒童的腹瀉癥狀有明顯改善。CHOURAQUI的一項隨機對照試驗選擇90名8個月以下健康嬰兒，隨機分配接受含Bb-12（1.5×106CFU/g）的配方奶粉或常規奶粉，發現接受Bb-12的嬰兒中有28.3%發生急性腹瀉，而安慰劑組為38.6%，Bb-12組發生腹瀉的天數和腹瀉概率均明顯降低。LI的一篇Meta分析中表明，兒童早期服用高劑量LGG（≥1010CFU/g）可以減少兒童腹瀉的持續時間和每日大便次數，對腹瀉的預防有良好作用。HEMALATHA的一項隨機對照試驗選擇379名2～5歲兒童隨機接受Lpc-37（2×109CFU/d）、HN019（5×109CFU/d）和安慰劑，發現HN019可以顯著降低雨季期間兒童腹瀉和發燒的發病率。這4項研究表明，益生菌制劑治療兒童急性腹瀉的療效與細菌的個別菌株有關，Bi-07、HN019、LGG和Bb-12對嬰兒腹瀉有良好的保護作用。

3.2 調節腸道菌群

嬰兒出生后第一年的微生物組成通常以低物種多樣性和高不穩定性為特征，較易發生菌群失調引發自身免疫性疾病和慢性炎癥性疾病。母乳喂養嬰兒的胃腸道中，雙歧桿菌數量占主導地位，被認為是嬰兒腸道菌群的關鍵組成，在維持嬰兒腸道菌群方面起重要作用。對于早期無法喂養母乳的嬰兒，可以在嬰兒配方奶粉中添加益生菌，提高嬰兒的腸道中雙歧桿菌的數量，使嬰兒腸道菌群的組成更接近母乳喂養嬰兒。BETTLER的一項研究選擇243名12～36個月的健康幼兒隨機接受Bi-07（2.6×109CFU/d）和安慰劑，發現接受Bi-07的嬰兒糞便中乳雙歧桿菌含量更高（P=0.01），梭菌的含量較低（P＜0.001）。OSWARI選擇160名2～6周的兒童隨機接受含HN019的配方奶粉和母乳喂養，該研究發現，益生菌組的嬰兒腸道菌群與母乳喂養的嬰兒基本相似，雙歧桿菌在腸道微生物中占據主導地位。KOSUWON的一項研究選擇129名1～3歲兒童，隨機分配接受含M-16V（1×108CFU/d）的合生元，該研究發現，M-16可以顯著提高嬰兒腸道中雙歧桿菌的數量。這3項研究表明，Bi-07、HN019和M-16V均可以提高雙歧桿菌的數量，調節嬰兒腸道菌群，使腸道微生物的組成與母乳喂養的嬰兒更接近。

早產兒、低出生體重兒、剖宮產兒以及接受抗生素治療的嬰兒與自然正常分娩的足月兒相比，腸道微生態更加脆弱，需要通過調節腸道菌群提高免疫力，增強嬰兒體質。HUI的一項隨機對照研究發現，給早產兒補充Bb-12（2×108CFU/d）和LGG（2×109CFU/d）可以調節早產兒腸道菌群，抑制潛在病原菌的定植。HORIGOME在醫院選擇22名低出生體重嬰兒隨機接受M-16V（1×109CFU/d）和安慰劑。研究發現，與對照組相比，經M-16V干預的低出生體重兒糞便樣本中雙歧桿菌檢出率高達83.3%，放線菌的豐度顯著較高（P＜0.01），變形菌的豐度顯著較低（P＜0.000 1），且益生菌組M-16V菌株和固有雙歧桿菌的水平均顯著高于對照組。由此可見，M-16V可以在大多數低出生體重兒腸道中定植并提高腸道內雙歧桿菌水平。

3.3 早產兒壞死性小腸結腸炎

新生兒壞死性小腸結腸炎（Necrotizing Enterocolitis of Newborn，NEC）是由于腸黏膜遭到損傷而引起腸上皮細胞缺血缺氧而導致的小腸和結腸部分或廣泛性環伺的消化系統疾病。NEC是早產兒最常見和最具有破壞性的疾病之一，多表現為腹脹、嘔吐、便血等，具有發病急、進展快，且患兒的預后狀態差的特點。根據美國和加拿大的新生兒網絡數據庫發現，在出生體重在500～150 0 g的嬰兒中，該疾病的平均患病率為7%，死亡率在20%～30%。有研究認為，新生兒糞便中的短鏈脂肪酸與腸道感染和NEC之間存在明顯的相關性。短鏈脂肪酸為結腸細胞提供能量，刺激大腸吸收鈉和水，而過度生產的短鏈脂肪酸（丁酸）會導致早產兒腸黏膜損傷，并可能導致早產兒NEC的發展。有研究使用短雙歧桿菌M-16V和Bi-07改善嬰兒的腸道菌群，預防早產兒NEC。BENOR[7]的一項試驗選擇58名極低出生體重兒隨機接受Bi-07（2×1010CFU/d）或安慰劑，該研究發現，NEC的總發病率為12%，益生菌組嬰兒的發病率為4%，而安慰劑組發病率為18.2%，敗血癥發病率和死亡率兩組較為相似。BEGHETTI[8]的一項Meta分析中，選擇了31項研究進行亞組分析，發現Bb-12可以明顯降低早產兒NEC發病風險OR（95%CI）=0.03（0.00 ～ 0.21）。MEYER 的一項研究選擇452 9名低出生體重兒隨機接受LGG（6×109CFU/d）干預，發現益生菌組NEC的發病率為1.6%，對照組為2.7%，且益生菌組晚發型敗血癥的發病率明顯降低（P＜0.01）。YAMASHIRO的一項隨機對照研究發現，接受M-16V（1×109CFU/d）的極低出生體重兒NEC發病率和全因感染率顯著降低。該研究者還發現，M-16V可以減少嬰兒發熱頻率和抗生素的使用，減輕癌癥兒童化療所引起的黏膜炎。這4項研究表明，LGG、Bb-12、Bi-07和M-16V均可以降低低出生體重兒NEC的發病率，Bb-12和Bi-07對敗血癥發病率和死亡率無明顯影響，LGG可以降低晚發型敗血癥的發病率。

4 對嬰幼兒免疫系統的影響

4.1 降低特應性皮炎發病率

特應性皮炎（Atopic Dermatitis，AD），也稱特應性濕疹，是一種慢性炎癥性皮膚病，其特點是強烈的瘙癢、反復發作并造成皮膚損傷。近幾十年來，AD的患病率在世界范圍內迅速增加，多發生于嬰幼兒，患病率約為10%～20%，嚴重影響兒童及其家庭的生活質量。目前，越來越多的證據表明，腸道菌群在過敏性疾病的發生發展中起著非常重要的作用。許多研究關注在生命早期使用益生菌補充劑預防特應性疾病。G?BEL的一項研究選擇50名平均年齡為18個月的AD患兒隨機接受Bi-07和安慰劑，發現服用Bi-07的患兒AD的嚴重程度顯著降低，同時INF-γ和IL-10水平顯著降低。DOTTERUD一項研究中選擇415名兒童隨機接受益生菌牛奶（LGG+Bb-12，5×109CFU/d）和安慰劑。該研究結果顯示，與安慰劑組相比，益生菌組AD累積發病率的OR值為0.51，P=0.013；哮喘的OR值為0.68，P=0.437；過敏性鼻結膜炎的OR值為1.52，P=0.254，表明益生菌降低AD的發病率，對機體具有保護作用，但對哮喘和過敏性鼻結膜炎無明顯效果。ENOMOTO研究的一項研究選擇130名孕婦在產前1個月至產后6個月服用M-16V（1×1010CFU/d），并在嬰兒第4、10、18個月時觀察過敏癥狀的發展，發現益生菌組的嬰兒在前18個月發生AD的風險顯著降低（10個月，OR=0.231；18個月，OR=0.304），表明產前產后補充M-16V有效預防AD的發生。這3項研究結果表明Bi-07、LGG、Bb-12和M-16V對AD患兒有明顯的保護作用。

4.2 改善牛奶過敏

牛乳蛋白過敏（Cow’s Milk Allergy，CMA）是兒童常見的一種疾病，出生后一年的發病率大約在2%～7.5%，CMA在母乳喂養的嬰兒中發病率為0.5%，是3歲以下兒童中最為常見的食物過敏。目前，唯一被證實的治療方法是從飲食中消除牛乳蛋白，因此會建議對牛乳過敏的嬰兒飲用水解配方奶粉。但有眾多研究發現腸道菌群與牛乳過敏有一定的關聯，可以通過補充益生菌調整腸道菌群，以改善嬰兒牛乳過敏。BASTURK[9]選擇100名平均年齡為0～12個月的CMA兒童，隨機接受含或不含LGG（1×109CFU/d）的無奶飲食治療，該研究發現在益生菌組患兒血便、腹瀉、躁動、腹脹癥狀均有改善（P＜0.001），腹痛（P=0.325）、便秘（P=0.917）等癥狀無明顯改善。該研究表明LGG可以改善CMA兒童的部分胃腸道癥狀，具有良好的保護作用。

JEROEN選擇119名CMA嬰兒隨機接受含有Bb-12（1×107CFU/d）的深度水解蛋白配方奶粉12個月，發現嬰兒在第6個月和第12個月時，益生菌組和對照組CMA的累積耐受性百分率相似，因此在深度水解蛋白配方中補充Bb-12并不會增強CMA患兒對牛奶的耐受性。CHATCHATEE的一項隨機對照研究發現，CMA患兒補充含M-16V（1.4×109CFU/d）氨基酸配方奶粉后，在第12和24個月分別有45%和64%的患兒對牛奶產生耐受性，普通氨基酸配方奶粉分別為52%和59%，兩組之間并無顯著性差異。這兩項研究表明，Bb-12和M-16V均不會提高CMA患兒對牛奶的耐受性。

4.3 增強兒童的免疫功能

宿主微生物群與免疫系統之間的平衡關系對于抵御病原體攻擊和預防異常炎癥至關重要。研究表明，微生物群可以為宿主提供多種功能，包括增強腸道上皮屏障，維持免疫穩態和免疫反應，保護宿主免受病原體攻擊等。PIERRO選擇203名健康兒童，隨機接受Bb-12（1×1010CFU/d）和安慰劑，發現與對照組相比，接受Bb-12的嬰兒急性胃腸炎的發病率和持續時間分別降低了82%和45%，上呼吸道感染的發病率和持續時間分別降低了84%和50%，且益生菌組的兒童唾液中IgA水平增加了3倍。LUOTO的一項隨機對照實驗，選擇94名早產兒（出生后3～60 d），隨機分配為益生菌組（LGG；1×109CFU/d，1 ～ 30 d；2×109CFU/d，31 ～ 60 d）和安慰劑組，并在實驗開始的第1、2、4、6和12個月進行隨訪。該研究結果顯示，與安慰劑組相比，LGG（RR=0.49，P=0.051）能夠顯著降低嬰兒呼吸道感染的發生率。SAZAWAL選擇624名1～3歲兒童隨機接受含HN019（1.9×107CFU/d）的牛奶和安慰劑并隨訪1年，該研究發現與對照組相比，HN019可以使痢疾的發病率降低21%，肺炎的發病率降低24%，急性下呼吸道感染的發病率降低35%。這3項研究表明，Bb-12、HN019和LGG可以提高嬰幼兒的免疫功能并減少疾病發生。

DEMURI的一項研究中選擇21名兒童每天服用5×109CFU的益生菌（Bi-07），連續服用30 d，發現在補充益生菌后，MPIF-1的水平顯著下降，免疫標記物水平發生變化。在結合預期炎癥/抗炎作用進行分析時，發現IL-10升高，而MPIF-1、IL-8、干擾素-γ誘導蛋白10、MIP-3α和E-選擇素等5種免疫因子發生下降。該研究表明，Bi-07是安全的，可以顯著調節外周血單核細胞對R848的免疫應答以及MPIF-1和MIP-3α等免疫因子的水平，這一作用可能是益生菌預防病毒性上呼吸道感染的重要機制。LEYER選擇326名兒童（3～5歲）隨機食用NCFM（1010CFU/d；N=110）、NCFM+Bi-07（1010CFU/d）和安慰劑，持續干預6個月。該研究結果顯示，與對照組相比，NCFM組和混合益生菌組兒童的發熱率分別減少53%和72.7%，咳嗽分別較少41.4%和62.1%，流涕分別減少28.2%和58.8%，發熱、咳嗽和流涕持續時間分別減少32%和48%。抗生素使用率分別減少68.4%和84.2%，因病缺課天數分別減少31.8%和27.7%。這3項研究表明，兒童補充Bi-07可以安全有效的減少發熱、流涕、咳嗽的發生和持續時間，提高免疫力，預防病毒性上呼吸道感染，并且能夠有效減少抗生素的使用率和因病缺課天數，對兒童的預防保健有有益作用。

5 結論

眾多研究表明，Bi-07、HN019、Bb-12和LGG不僅可以調節腸道微生態，降低腹瀉的發生率，還可以提高嬰幼兒的免疫功能，為嬰兒提供良好的保健作用。M-16V可以促進早產兒腸道微生物的定植和成熟，并防止NEC和特應性皮炎的發展。盡管支持使用M-16V的機制尚不完善，但M-16V可以調節腸道微生物群和炎癥反應，降低危及生命的疾病和免疫介導性疾病的風險，這一點已十分明確。綜上所述，這5種益生菌已成為對嬰幼兒健康有積極影響的益生菌菌株，并具有可靠的安全記錄，有望成為預防嬰兒（特別是脆弱的早產兒群體）不良健康相關疾病的重要菌株。

目前，益生菌的臨床研究更多的集中于嬰幼兒的預防保健作用，尚未有報道表明益生菌在治療疾病尤其是重大疾病方面的治療作用，SCHNADOWER[10]的一項隨機對照研究使用LGG對患有急性腸胃炎的兒童進行干預，發現與對照組相比，患兒并無良好預后。因此，益生菌可以作為營養強化劑應用于嬰幼兒食品方面，但在嬰幼兒的疾病治療方面應全面考慮風險收益比并謹慎使用。未來，我們仍需要對益生菌的商業潛力和醫學價值進行進一步的研究。