或許你認識益生菌，那你認識益生素嗎？益生素與益生菌有什麼關係？作用機制是什麼？應用前景怎麼樣？針對這些重點問題，我們來科學認知一下益生素吧！
1、什麼叫益生素
益生素是指由活菌代謝活動分泌的代謝產物或細菌死亡溶解後釋放的可溶性因子，能夠對宿主產生有益影響。可溶性因子包括：SCFA、酶類、多肽類、磷壁酸、胞壁肽（肽聚糖衍生物）、內源性和外源性多糖、細菌外膜蛋白、維生素、膽汁酸、縮醛磷脂以及長鏈脂肪酸等。腸道菌群所形成的代謝產物可分為三大類： ①由腸道菌群直接從飲食成分中產生的代謝物，如SCFA（主要指乙酸、丙酸和丁酸）、吲哚及其衍生物和多胺類；②由宿主產生並經腸道菌群生物化學修飾的代謝物，如次級膽酸和牛磺酸；③由腸道菌群重新合成的代謝物，如三磷酸腺苷和多糖。
2、益生素的作用機制
腸道菌群的生長和繁殖，完全依賴宿主腸道提供營養素。微生物組學研究表明，數量龐大的腸道菌群與宿主腸道上皮細胞和腸黏膜免疫系統存在複雜的相互作用，他們之間相互協同、維護和促進胃腸道菌群平衡和內環境穩態。在這個系統中，細菌以及細菌衍生的代謝物作為重要的信號，不斷地促進上皮屏障和免疫細胞的正常功能。但是，細菌-宿主相互作用的機制研究還處於初級階段，大多數的腸道細菌代謝物仍然是未知的，許多已知的代謝物還不具有功能特徵。
由不同益生菌來源獲得的益生素，其生物活性/或對健康的作用也不同。研究表明，益生素主要的生物活性是免疫調節、拮抗病原體、抗炎、抗增殖、抗氧化、降膽固醇、抗高血壓和護肝等。例如，體外實驗表明，利用羅伊乳桿菌（L. reuteri）-17938 產生IL-10，使黏膜樹突狀細胞促進調節性T細胞的分化。通過對三硝基苯磺酸誘導結腸炎動物模型證實，普拉梭桿菌（F. prausnitzii）細胞內提取物和上清液可通過增加IL-10和降低IL-12發揮抗炎症作用，推測其抗炎症作用是通過丁酸途徑實現的。由乳桿菌菌株和雙歧桿菌菌株所獲得的益生素，可改變腸道菌群結構以及相應的代謝產物，恢復腸屏障功能，抑制內毒素血癥和降低腎臟交感神經活性。益生素的抗菌活性成分包括細菌素、酶類、小分子物質和有機酸等，對革蘭陽性和革蘭陰性微生物具有抑菌或殺菌特性。鑑於益生菌菌株特異性，理論上存在利用先進的生物工程技術，設計重組益生菌在腸道表達的具有生物活性的代謝物，從而對機體產生多種有益作用的可行性。
3、益生素的應用前景
益生菌作為功能性食品或藥品，已經得到廣泛應用，主要用於菌群紊亂所導致的疾病和維護菌群穩態而起到預防保健作用。但是，宿主腸道菌群定植抗力因素影響益生菌療效。已經有不少益生菌應用有不良反應的病例報告，如腹脹和腸脹氣、益生菌相關易位、菌血症、真菌血症和抗生素耐藥基因的傳遞等，不過這些病例均存在著基礎疾病，如免疫抑制、早產以及器官移植等。益生素具有類似於益生菌樣的作用，同時又可避免攝入活的微生物。因此，益生素可能是一種有效、安全的選擇，可以避免益生菌相關的風險，成為治療許多疾病重要策略。
益生素治療菌群失調是通過抑制內源性病原微生物群，增強外源性微生物在腸道的定植能力，進而改變腸道的定植抗力，有助於治療菌群失調或由病原生物或病原體介導的疾病。益生素的優勢在於克服了益生菌、糞菌移植和益生元在腸道定植抗力的阻力。炎症性腸病和結腸炎是微生物組相關失調性疾病，其病理生理機制可能是SCFA-腸上皮細胞相互作用受損。一系列開放式和隨機臨床對照研究驗證後生素，如丁酸和SCFA，對炎症性腸病和結腸炎患者的療效。開放式研究結果表明，SCFA灌腸治療可改善結腸炎患者組織學和內鏡疾病評分。然而，雖然動物實驗證實，SCFA可通過誘導黏膜細胞因子表達和反應性氧化物代謝減輕炎症性腸病的炎症。但是，針對活動性遠端潰瘍性結腸炎患者的隨機臨床對照研究結果顯示，與安慰劑相比，SCFA灌腸改善臨床疾病指數的效果並無顯著差異。此外，使用梭菌scindens菌株，可使腸道合成次級膽酸合成的途徑恢復，從而抑制艱難梭菌生長繁殖。由此推測，次級膽酸可作為代謝產物治療艱難梭菌感染，或可增強糞菌移植的效果。
本文由中國科普作家協會醫學科普專委會主任委員王韜進行科學性把關。
“達醫曉護”供稿
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