微生态制剂临床应用进展 湖南省儿童医院 肖政辉

内 容 微生态学介绍 微生态制剂儿科应用共识

微生态学（Microecology）--概念 研究正常微生物群与其宿主相互关系的生命科学，一门新兴的生命科学分支 是“微观生态学”，与宏观生态学相对应 与传统的医学微生物学不同 医学微生物学主要研究病原微生物对宿主的致病作用

人体微生态学 在正常情况下，生物宿主的体表与体内分布着一定种类和数量的，形成一个生态系并保持生态平衡的特定微生物群，称之为正常菌群 正常菌群分布于人体体表以及与外界相通的腔道，分布部位有皮肤、呼吸道、外耳道、消化道（口腔；胃；空肠；回肠；结肠）、鼻腔、泌尿生殖道等，其中以肠道最多。 肠道菌群--目前人体微生态学研究及关注的核心 这些微生物在长期的进化过程中和人形成共生关系。许多微生物对人不仅无害，而且有益。

正常菌群有许多重要的生理功能 1、如菌群之间生物的拮抗作用，通过拮抗作用，抑制并排斥过路菌群的入侵和群集，调整人体与微生物之间的平衡状态。 2、免疫作用，正常菌群能刺激宿主产生免疫及清除功能。 3、排毒作用，如双岐杆菌能使肠道过多的革兰氏阴性杆菌下降到正常水平，减少内毒素的吸收。 4、抗肿瘤作用，能降解、清除体内的致癌因子，激活体内的抗肿瘤细胞因子等。 5、抗衰老作用等。

按微生态制剂的物质组成可以分为 益生菌（Probiotics）、 益生元（Prebiotics）、 合生元（Synbiotics） 三类

肠道菌群的分布和构成 Tiihonen K, Ouwehand AC, Rautonen N. Human intestinal microbiota and healthy ageing. Ageing Res Rev. 2010 ;9(2):107-16

主要（优势）菌群（predominant microflora）： 肠道菌群的分类 主要（优势）菌群（predominant microflora）： 数量在107-108/g以上，主要为原籍菌（autochthony）或常驻菌(resident flora) ，包括类杆菌属、优杆菌属、双歧杆菌属、瘤胃球菌属和梭菌属等专性厌氧菌，是对宿主发挥生理功能的菌群 次要菌群（subdominant microflora）： 数量在107-108/g以下，主要为外籍菌（allochthony）或过路菌(transient flora),如大肠杆菌和链球菌等，流动性大，有潜在致病性 乳杆菌：数量上归次要菌群，但功能上归优势菌群

肠道菌群的生理功能 肠道菌群与宿主处于共生的状态,是进化的结果 宿主为肠道菌群提供其生命活动的场所，并且对肠道菌群不引起强烈的免疫反应（免疫耐受状态） 肠道菌群已经成为人体的不可分割部分， 与宿主细胞之间不断地进行信息交流， 调控重要化学物质转化以及通过自我复制来维持和修复自身的稳定，称之为宿主内部的“微生物器官（microbial organ）”，认为肠道菌群是一个新的人体生理学系统 肠道菌群对宿主发挥着必要的生理功能： ① 防御感染与增强肠道屏障功能 ② 促进免疫系统发育成熟，并参与免疫应答调节 ③ 参与营养吸收及代谢 ④ 延缓衰老 ⑤ 抗肿瘤

肠道菌群与肠道黏膜“相互对话”图 The Journal of Nutrition. 2007;781S-789S. 在肠上皮细胞水平，益生菌定植或释放一些生物活性组分，通过增强肠道屏障功能和直接对上皮细胞的功能进行调节，包括细胞因子和趋化因子的释放，发挥有益作用。一定限度的益生菌进入LP后，可以通过激活单核/巨噬细胞释放细胞因子影响固有和适应性免疫。益生菌被PP结的M细胞以及DC摄取和处理后，可以将微生物抗原递呈给PP节和MLN中的初始T细胞，引发IgA介导的黏膜免疫反应，既可以限制细菌的过度增植，又能够阻止其从MLN的播散。在这一过程中，很显然益生菌通过诱导调节性T细胞的产生，使免疫反应向非炎症、免疫耐受的方向发展，起关键作用。 The Journal of Nutrition. 2007;781S-789S.

人体微生物组计划 随着人类基因组计划(HGP)完成以后， 2007年正式启动人体微生物组计划 (Human Microbiome Project,HMP) 人体微生物组或宏基因组(metagenome)是人体的第二个基因组，其编码的基因是人体自身基因数目的50-100倍 人类基因组与微生物组共同作用，影响人体的免疫、营养和代谢过程 人类是一个超级生物体(superorganism),由细菌和人体细胞共同组成，这对许多人类疾病的临床诊断和治疗有深远的意义 （Metagenomic analysis of the human distal gut microbiome. Science. 2006;312(5778):1355-9.） 微生物组被2010年《自然》杂志预测为未来十年科学的走向之一

肠道菌群与疾病 肠道菌群失调及其相关疾病 肠道菌群失调症 肠道菌群移位及其相关疾病 肠道菌群建立延迟相关疾病 坏死性小肠结肠炎 肠道菌群失调与腹泻病 肠道菌群失调与抗生素相关性腹泻病 肠道菌群失调与肠易激综合征（IBS） 肠道菌群移位及其相关疾病 肠道菌群建立延迟相关疾病 坏死性小肠结肠炎 过敏性疾病及自身免疫疾病 肠道菌群与炎症性肠病 肠道菌群与肝胆疾病及黄疸 肠道菌群与代谢疾病（肥胖、糖尿病）

国内微生态制剂儿科应用专家共识

微生态制剂-概念 益生菌（Probiotics): 指给予一定数量的、能够对宿主健康产生有益作用的活的微生物。常用菌种有双歧杆菌、乳杆菌、粪链球菌、酪酸梭菌、芽孢杆菌和布拉酵母菌 益生原(元)（Prebiotics): 能够选择性地刺激宿主肠道内一种或几种有益菌的活性或生长繁殖，又不能被宿主消化和吸收的物质。目前主要指非消化性低聚糖（NDO），包括菊糖、低聚果糖（FOS）、低聚半乳糖（GOS）、大豆低聚糖、乳果糖等 合生原(元)（Synbiotics): 益生菌与益生元的复合制剂 目前在临床使用的微生态药物主要为益生菌

益生菌 是指改善宿主微生态平衡而发挥有益作用,达到提高宿主健康水平和健康状态的活菌制剂及其代谢产物，益生菌存在于地球上的各各角落里面，动物体内有益的细菌或真菌主要有：乳酸菌、双歧杆菌、放线菌、酵母菌等。

益生元 是指一种非消化性食物成分，能选择性促进肠内有益菌群的活性或生长繁殖，起到促进宿主健康和促生长作用。最早发现的益生元是双歧因子。后来又发现多种不能消化的寡糖可作益生元。益生元有许多优越性，不存在保持活菌数的技术难关，稳定性强，有效期长，不仅可促进有益菌群生长，而且还可提高机体免疫功能。

合生元 为益生菌和益生元结合的生物制剂，它的特点是同时发挥益生菌和益生元的作用。这种制剂的应用，有日渐增多的趋势。

益生菌的作用机制总结 ①营养竞争；②生物转化，产生抑菌物质；③合成维生素等；④直接拮抗病原菌；⑤占位竞争；⑥增强屏障功能；⑦降低炎症反应；⑧刺激免疫。

益生菌作用的菌株特异性 菌株（strain）是指由不同来源分离的同一种、同一亚种或同一型的细菌，也称为该菌的不同菌株，如青春型双歧杆菌DM8504株等 益生菌药物的最大特点是其作用和疗效具有菌株特异性, 某些特定的益生菌菌株具有的作用并不代表所有该种或该属的益生菌均具有这一作用 有的实验显示, 同一菌种不同菌株的作用差别很大，甚至可能出现相反的作用

益生菌作用的剂量依赖性 体外研究和临床实验证实，益生菌要具备足够剂量才能够发挥作用，益生菌药物剂量不同，其效果有明显的差异 与化学药物的剂量标识不同，益生菌药物的剂量是以每个包装（片、袋）含有的细菌菌落数（colony forming units，CFU），即活菌的数量来标识的，一般在1-10亿CFU /包装 各种产品和所使用的菌株不同，其发挥作用的剂量存在很大的差别，有的产品低剂量即可发挥作用而另外的产品则需要较高的剂量，例如婴儿双歧杆菌在每天1亿剂量时即可以缓解肠预激综合征（IBS）的症状，VSL#3（一种混合制剂）则需要每天3-4.5亿 实际上，不可能制定统一的益生菌剂量标准，治疗所需的剂量只能依靠临床研究确定

益生菌的药物代谢动力学 益生菌的药物代谢动力学遵循与其他药物相同的原则，但其研究仍处在初始阶段 活的微生物，具有自我繁殖的能力，因此要考虑所使用的益生菌菌株在胃肠道中的定植、存活和自我繁殖的能力受许多因素的影响，如是否能耐受胃酸和胆汁的灭活，对胃肠道中抗生素浓度的敏感性等 药物的作用部位基本全部在胃肠道，尤其结肠，因此使用途径一般是口服，或灌肠

益生菌的药物代谢动力学 吸收和移位：一般认为胃肠道是益生菌作用的活性部位，不会出现胃肠道消化、吸收而造成移位，但应该注意的是，在机体免疫功能严重受损的情况下，益生菌菌株有可能移位至肠道以外，引起系统感染 清除和排泄：由两个环节组成，第一是消灭，细菌细胞的死亡很大程度依赖于胃肠道微生态的组成，酶、灭活剂（胆盐）、上消化道的胃酸攻击、抗生素和抗真菌药物的应用、益生原的应用以及药物的剂量等。第二个是排泄，即通过粪便排出体外，粪便中回收率是从粪便中回收的活细菌的数量部分 目前认为，摄入的益生菌菌株不可能永久定植于人类和动物肠道，一般维持1周左右

细菌制剂：原籍菌制剂（双歧杆菌、乳杆菌、酪酸梭菌、链球菌、肠球菌） 益生菌的分类 细菌制剂：原籍菌制剂（双歧杆菌、乳杆菌、酪酸梭菌、链球菌、肠球菌） 共生菌制剂（蜡样芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌） 真菌制剂：布拉酵母菌 单一菌株制剂和多种菌株的混合制剂，如三联、四联制剂等

益生菌的分类-双歧杆菌（Bifidobacterium） 1899年由法国儿科医生蒂萨（Tisser H）发现，是发现最早的生理性细菌 人类和动物肠道内正常菌群的主要成员之一， 普遍认为，双歧杆菌属是体内不致病的无毒无害的最重要的生理性细菌 有30余个种类，研究和应用比较多的种类包括短双歧杆菌（B breve）, 婴儿双歧杆菌（B infantis）,分叉双歧杆菌（B bifidum, B animalis，B lactis）,长双歧杆菌（B longum）和青春型双歧杆菌（B adolescentis）

益生菌的分类-乳杆菌(Lactobacillus) 乳酸细菌（Lactic Acid Bacteria, LAB）是一类能利用可发酵糖（主要指葡萄糖）主要产生乳酸的细菌通称，23个属，乳杆菌属(Lactobacillus) 、链球菌属(Streptococcus)、肠球菌属(Enterococcus) 乳杆菌是人类正常肠道菌群之一，特别是在小肠。 乳杆菌属有30余个种类，用于益生菌的菌种主要有嗜酸乳杆菌(L.acidophilus)，干酪乳杆菌(L.casei)，鼠李糖乳杆菌（L.rhamnosus）,植物乳杆菌（L.plantarum）,罗伊氏乳杆菌（L.reuteri）, 保加利亚乳杆菌(L.bulgaricus)等

益生菌的分类-酪酸梭菌(Clostridium butyricum) 酪酸梭菌是人的正常肠道菌群 1933年，日本千叶医学院卫生学系的宫入近治(Miyairi)博士报道了从粪便中分离得到的酪酸梭菌，所以也称为宫入菌(C.butyricum MIYAIRI 588)。1944年日本首次上市酪酸梭菌制剂进入临床应用 2004年我国研制的酪酸梭菌（C.butyricum DF 96101 或CGMCC0313.1菌株）上市 作用特点：芽孢，对抗生素不敏感，稳定

益生菌的分类-布拉酵母菌 酵母菌（yeast）是人类应用得最早的微生物，已经广泛地应用于面包和食品发酵、酿酒等 作为益生菌药物使用的菌株目前仅有布拉氏酵母菌，国内临床上已经使用的酵母片是啤酒酵母菌的干燥菌体，为死菌，不属于益生菌的范畴 布拉酵母菌（Saccharomyces boulardii） 是1923年由法国科学家Henri Boulard从印度尼西亚的荔枝和山竹中分离到的一种非致病的酵母菌 布拉酵母菌特点：体积大，稳定性好，对抗生素天然耐药

益生菌的分类-蜡样芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌 1981年大连医科大学康白教授首先使用蜡样芽孢杆菌（菌株 DM423）研制成新型益生菌制剂-促菌生 1986年解放军203医院吴铁林从正常待产妇女的阴道拭子分离培养出1 株无毒革兰氏阳性需氧芽孢杆菌，经中国科学院微生物研究所鉴定为地衣芽孢杆菌 (Bacillus licheniformis)，即菌株BL20386，并以此研制出另一种微生态制剂-整肠生 作用特点：需氧性芽孢杆菌，生物耗氧，生物拮抗等作用

益生菌临床应用疾病 在腹泻病中的应用 在新生儿坏死性小肠结肠炎中的应用 在功能性胃肠疾病中的应用 在炎症性肠病中的应用 在肝胆疾病和黄胆中的应用 在幽门螺杆菌感染中的应用 在过敏性疾病中的应用 儿童保健作用及应用

益生菌在儿童腹泻病中的应用 治疗 （1）急性感染性（病毒、细菌）腹泻病--效果确切 对轮状病毒等病毒性肠炎导致的水样泻效果更好 在疾病早期(48h内)使用效果更明显 （2）迁延性腹泻病--效果较好，证据有限 预防 （1）抗生素相关性腹泻病（AAD）--效果确切 （2）医院获得性腹泻，包括肺炎继发腹泻--效果较好 （3）社区获得性腹泻--有一定的效果，证据有限 （4）旅行者腹泻病--有一定的效果，证据有限

益生菌预防儿童抗生素相关性腹泻病(AAD) 2008荟萃分析 数据来源：MEDLINE, EMBASE, CENTRAL, CINAHL, AMED 入组RCTs试验：10 RCTs 研究对象：0~18儿童 益生菌：乳酸杆菌属、双歧杆菌属、链球菌属、布拉氏酵母菌 结论： 益生菌显著降低儿童AAD发生率(↓51%) RR = 0.49 95% CI 0.32~0.74 Johnston BC, et al. The Cochrane Library 2008, Issue 4

益生菌预防婴幼儿肺炎继发性腹泻 国内双歧杆菌制剂预防小儿继发性腹泻的效果-Meta分析 数据库：CBMdisc、VIP、CNKI以及万方数据库 18篇文献符合纳入标准，共计患儿4050例 结果：合并RR=0.41，95%CI为0.35~0.49，总体效应检验，Z=10.39，P<0.00001。 结论：双歧杆菌制剂能降低小儿继发性腹泻的发生率，对预防小儿继发性腹泻起到了满意的效果。 贺松，张德纯，程芳，等.国内双歧杆菌制剂预防小儿继发腹泻临床疗效的Meta分析.中国微生态学杂志.2009,21(8):692-694.

NEC发病机制与以下因素有关： 肠道屏障功能不成熟 病原菌侵袭 肠道缺血和再灌注障碍 喂养 近年研究证实：新生儿，特别是早产儿肠道正常菌群定植延迟或缺乏，潜在致病菌过度生长繁殖可能是其发病的主要因素之一。

早产儿：孕期<33周，和/或出生体重<2500g 试验菌株 嗜酸乳酸杆菌、嗜热链球菌、婴儿双歧杆菌、布拉氏酵母菌、鼠李属乳酸杆菌 (2010)益生菌预防早产儿NEC荟萃分析 数据来源： MEDLINE (1980-2006) EMBASE (1980-2006) CENTRAL (-2006) 入组RCTs：9 RCTs (N=1450) 早产儿：孕期<33周，和/或出生体重<2500g 试验菌株 嗜酸乳酸杆菌、嗜热链球菌、婴儿双歧杆菌、布拉氏酵母菌、鼠李属乳酸杆菌 益生菌制剂、强化奶粉 主要结果 NEC发生率 总死亡率 AlFalech K. Neonatology 2010;97:93-99

比较充分的证据显示，益生菌能够全面改善IBS症状。 功能性消化不良(包括小儿厌食症) 有研究显示有效，但较少。 在功能性胃肠疾病中的应用 肠易激综合征（IBS） 比较充分的证据显示，益生菌能够全面改善IBS症状。 功能性消化不良(包括小儿厌食症) 有研究显示有效，但较少。

在炎症性肠病中的应用 炎症性肠病（IBD）包括溃疡性结肠炎（UC）和克罗恩病（CD），是一组病因不明的慢性肠道炎症性疾病 正常情况下，肠道粘膜对肠道菌群处于耐受状态或维持低水平的“生理性炎症”。如果肠道菌群紊乱、肠道通透性增高、机体遗传易感，则造成肠粘膜免疫反应过高，引起肠道慢性炎症 益生菌可以改善IBD患者的症状、明显降低复发和使缓解期延长，也佐证了肠道菌群在IBD发病中的作用。其机制可能是益生菌具有免疫调节和免疫稳定作用

益生菌在肝胆疾病中的应用 正常肠道菌群参与胆汁、胆红素的肠肝循环和排泄 胆汁是一种重要的肠道菌群调节剂 应用：新生儿高胆红素血症 母乳性黄疸 胆汁郁积和婴儿肝炎综合征 肝硬化

益生菌治疗新生儿高胆红素血症 110例，治疗组（培菲康）45，对照组65例。 （1）治疗组治愈例数(治愈率)明显高于对照组： 37例(82.2%) vs 8例(17.8%)；好转率(72.3%)也明显增高(27.7%) （2）两组均未见明显不良反应发生 （3）治疗组胆红素下降值明显高于对照组 吴斌，第六届全国儿科微生态学术会议资料2008

益生菌治疗母乳性黄疸临床疗效 益生菌（宝乐安) 能调整和补充正常菌群，在十二指肠内抑制 β-GD活性，从而减少胆汁中结合胆红素被母乳中β- GD分解成未结合胆红素。 李淑敏，杜淑仙，杨英伟. 微生态调节剂（宝乐安）干预母乳性黄疸临床疗效与机制探讨. 河北医药，2008;30(6):801-802

肝内胆汁淤积与肠道菌群紊乱的关系 各种病因 肝脏病变 肝脏病变 胆汁淤积 胆汁淤积 肠道菌群紊乱 胆流减少或中断 益生菌作用的机制： ①纠正肠道菌群失调，减轻内毒素血症，防止肠道细菌移位； ②抑制NF-kB的活性和MCP-I的表达，降低炎症因子； ③促进肠道MMC恢复。 各种病因 肝脏病变 肝脏病变 胆汁淤积 胆汁淤积 肠道菌群紊乱 胆流减少或中断 黄志华，第六届全国儿科微生态学会议资料

在幽门螺杆菌感染中的应用 益生菌对清除幽门螺杆菌感染的疗效及其对治疗中抗生素相关的不良反应的改善情况进行系统评价。-- Meta分析 数据库: CBMdisc、CNKI、VIP以及MEDLINE 结果: 纳入15个试验( 1572例) 试验组幽门螺杆菌清除率(88.53%)明显高于对照组(82.73%)，合并OR为1.56，95% CI为1.17~2.08，总体效应检验，Z=2.99，P=0.003； 不良反应发生率分别为5.0%和24.3%，合并OR为0.16，95% CI为0.09~0.31； 结论：联合应用益生菌制剂可以提高抗H. pylori感染治疗中的清除率，单独应用益生菌制剂清除H. pylori感染也有一定的疗效。同时，益生菌制剂对H. pylori感染治疗中的不良反应有较显著的改善。 龚芳红，贺松，张德纯，等.国内益生菌制剂清除幽门螺杆菌感染临床疗效的Meta分析.中国微生态学杂志.2009,21(9):817-821.

在过敏性疾病中的应用 肠道菌群是促进出生后免疫系统成熟和诱导免疫平衡的（原始）基本因素。 免疫系统可能是在与肠道菌群及某些感染病原的相互作用中得到“调整-finetune”和“塑造-shaping”，使宿主的免疫应答或免疫耐受达到精细的平衡，并保证免疫应答向正确方向发展，维持宿主的健康。这一作用有年龄依赖，在生命早期尤其重要，并且对日后的免疫反应的结局起决定性作用。 如果生命早期肠道菌群建立延迟或紊乱，则导致过敏性疾病及某些自身免疫疾病的发生。

结果1预防：益生菌降低2岁内婴幼儿特应性皮炎风险达39% 结果2治疗：益生菌可改善特应性皮炎程度 益生菌在过敏性疾病中的应用 益生菌预防和治疗儿童特应性皮炎荟萃分析(2008) 数据来源： MEDLINE (1997 - Dec. 2007) Cochrane databases (1997 - Dec. 2007 结果1预防：益生菌降低2岁内婴幼儿特应性皮炎风险达39% 结果2治疗：益生菌可改善特应性皮炎程度 Joohee Lee AB, et al. Journal of Allergy and Clinical Immunology 2008;121:116-121

益生菌对过敏鼻炎和哮喘的治疗作用 J Nutr. 2010,140(3): 713S–721S. All type of studies were randomized double blinded placebo controlled.( R, DB, PC) J Nutr. 2010,140(3): 713S–721S.

益生菌在过敏性疾病中的应用 绝大多数研究证实了益生菌对预防特应性皮炎有明确效果 益生菌对特应性皮炎和过敏性鼻炎的治疗作用研究有限 未来研究： 统一过敏症状的临床诊断及评价标准 特定的菌株、以及疗程 宿主基因表型 评估抗过敏药物、以及抗生素混杂因素影响 J Nutr. 2010,140(3): 713S–721S.

国内微生态制剂儿科应用专家共识-背景 肠道菌群与人类健康及疾病的关系已经成为目前医学的研究热点之一 益生菌越来越得到了国内外广大医生的认可与应用 益生菌作用的菌株特异性，国外的指南不适合国内

推荐作为主要药物使用的疾病： 推荐作为辅助药物使用的疾病： 国内微生态制剂儿科应用专家共识 (1) 腹泻病的治疗和预防 (2) 功能性胃肠道疾病 推荐作为辅助药物使用的疾病： (1) 肝胆疾病（新生儿高胆红素血症、母乳性黄疸、婴儿肝炎综合征、 肝硬化） (2) 新生儿坏死性小肠结肠炎（NEC） (3) 湿疹等过敏性疾病 (4) 乳糖不耐受 (5) 炎症性肠病（IBD） (6) 幽门螺杆菌感染

益生菌使用中应注意的问题 与抗生素合用 ：益生菌药物为活的微生物，应避免与抗生素同时服用，以免影响疗效。若需同时应用抗生素，应加大益生菌剂量或错开服药时间，最好间隔2-3小时以上。布拉酵母菌、酪酸菌和芽胞杆菌制剂对抗生素不敏感，可以与抗生素同时使用 多种菌与单一菌制剂的评价：由于各种益生菌药物使用的菌株和剂量不同，目前很难评价多种菌与单一菌制剂的优劣 个体化：由于个体出生后其肠道结构和功能的发育和影响发育因素各有不同，肠道菌群紊乱的程度和方式存在个体差异，因此不同病人对同一药物同一剂量的效果可能出现差异，儿科医师在选择使用时应该个体化

今后临床应用研究建议 菌株特异性：关注国内使用的菌株的效果 剂量：同一药物不同剂量或不同疾病不同剂量的效果评价 对市场上益生菌药物的安全性监测 进行临床效果评价时，最好采用多中心、随机对照（RCT）或随机双盲安慰剂对照设计 积极建立快速、简便易行的菌群紊乱检测技术，以指导临床合理使用微生态制剂

益生菌药物的安全性 引起潜在的感染？仅个案报道可能引起感染 能否携带和传递耐药性？无依据 是否能产生有害的代谢产物？理论 应该加强监测

谢 谢