作者:冯丽妃 来源:中国科学报 发布时间:2023/11/7 13:07:38
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益生菌:不只是保健品,还能做药物

 

益生菌奶粉、益生菌酸奶、益生菌口香糖……市面上的益生菌保健产品不胜枚举。

不过,除了保健品,益生菌还是代谢性药物的候选者。

11月4日,兰州大学、中国科学院微生物研究所和山东大学的科研团队联合,在生物医学领域期刊《医学通讯》(MedComm)发表综述论文,提出“益生菌药物”(Probacine)这一全新学术概念,他们希望以此加速益生菌成为药物的进程。

益生菌药用已露曙光

药物,是旨在预防、诊断或治疗疾病以及调节生理功能和促进整体健康的物质,可分为源自植物、动物或微生物的天然产物、化学合成化合物和生物制剂等。药物发展经历了从传统草药到生物活性化合物、化学药物和生物制剂的重大转变。

“目前的药物主要以化学药物为主,由于长期的开发与利用,化学药物的筛选难度不断加大,且难以从根本上解决一些代谢性疾病的病因。”文章第一作者、兰州大学教授金卫林对《中国科学报》说。

近年来的研究与临床试验表明,益生菌在人体健康中扮演着重要角色,已显示出作为药物替代或补充疗法促进健康和减缓疾病进展的潜力。例如,国际上益生菌胶囊已用于治疗复发性艰难梭菌感染、炎症性肠病(IBD)和肠易激综合征(IBS)等。

论文通讯作者、兰州大学生命科学学院教授李祥锴告诉记者,目前国内益生菌药用研究已有相关进展。例如,脆弱拟杆菌已经进入临床研究,发酵柠檬酸杆菌GR-3通过降解和促进尿酸排泄来改善人体高尿酸血症。功能益生菌的药物功能和价值,不断得到发现和提升。

“但是,目前益生菌仍属于保健品,监管规则和公众的接受度限制了其在医学领域的应用。”论文通讯作者、中国科学院微生物研究所研究员刘双江说,若将益生菌纳入药物,或将彻底变革药物开发方向和疾病治疗、管理的方式。

肠道微生物的“稳压器”

将益生菌纳入药物体系有何益处?如何用益生菌治疗疾病呢?

肠道微生物群又被称为人类的“第二基因组”,是人类胃肠道内微生物的复杂组合。“肠道中的大多数细菌是良性或中性的,但一些条件致病菌一旦不受控制地繁殖,可能对人类健康造成严重威胁。”李祥锴表示,肠道微生物群稳态失调可导致功能障碍和疾病,如心血管疾病、细菌性感染、肥胖、癌症等。

刘双江表示,当前传统药物的局限和肠道菌群相关疾病治疗的需求,迫切需要推广新的治疗方法。益生菌、益生元和后生元就像肠道微生物群的“稳压器”,通过恢复肠道微生物群的平衡促进健康并减缓疾病进展,已显示出作为替代或补充疗法的潜力。近年来,它们在治疗消化系统、免疫系统、心血管系统和神经系统疾病方面取得了突破。

“实际上,大量临床前研究已经证明益生菌治疗疾病的机制和有效性,使其成为近年来临床研究的热点。”论文共同第一作者、兰州大学博士后季晶说。例如,临床试验注册数据库网站ClinicalTrials.gov显示,益生菌相关的临床研究自2001年以来增长迅速。2001年至2023年,益生菌在一些常见疾病中的临床研究统计显示,研究人员主要关注IBS、IBD、腹泻和感染等疾病。

“这可能与益生菌已被证实的主要治疗机制有关,例如调节肠道微生物群、调节免疫反应和改善胃肠功能。”季晶说。

研究者表示,益生菌主要通过影响肠道微生物群来治疗疾病,这个过程可概括为“加法”和“减法”机制,而益生元和后生元在“加法”机制中扮演着非常重要的角色。“加法”机制涉及益生菌通过分泌后生元等调节肠道微生物群,从而治疗或延缓疾病进展。这些后生元包括益生菌细胞组分和细胞代谢物、蛋白质、肽、激素和神经活性化合物,有助于宿主的整体健康。“减法”机制侧重于功能性益生菌的代谢能力,通过降解或吸收代谢性疾病产生的不利代谢物和有害外源物质,减少了肠道对这些有害成分的吸收,从而减轻对身体的影响。这一过程同时塑造肠道微生物群和减少菌群紊乱,最终有助于缓解和治疗相应的疾病。

益生菌通过几个关键方面展现出治疗疾病的“加法”机制。例如,通过产生后生元短链脂肪酸等物质来恢复和维持平衡的肠道微生物群,可改善消化、营养吸收和整体肠道健康,同时防止病原菌过度生长并减少炎症。益生菌治疗疾病的“减法”机制包括分解和消除有毒有害物质和机体代谢副产物、降低氨含量、分解益生元等复杂膳食成分、与病原体竞争资源等多种方式。例如,通过代谢或降解有害的外源物质,如毒素、致癌物、抗生素,甚至减少重金属,益生菌有助于中和有害物质对肠道微生物群和身体的不利影响。

或成下一代代表性药物

鉴于其重要作用,益生菌、益生元和后生元的相关研究代表了生物医学研究的重要前沿。近年来,美国食品和药物管理局(FDA)提出并定义了“活体生物药”的概念,例如一些不是疫苗但能够预防、治疗或治愈某些疾病的细菌。

论文通讯作者、兰州大学第二医院萃英生物医学研究中心教授焦作义表示,益生菌比普通微生物更安全,但由于各国法规和管理规则的不同以及公众的接受程度,益生菌一直被认为是膳食补充剂而非药品,这限制了益生菌在疾病治疗中的研究和应用进程。

“考虑到益生菌治疗多种疾病的有效性、独特优势和目前在临床研究中的众多突破,以及药物和‘活体生物药’的定义,我们提出了‘益生菌药物’这个新的学术概念,以强调益生菌在预防、缓解和治疗疾病中的功能,以期促进关于益生菌应用监管规则的改变。”金卫林说。

研究者希望,这一新概念将有助加速益生菌入药,推动益生菌、益生元和后生元的研究和临床转化,促进公众对这种新治疗方法的接受。“尽管要走的路还很长,但根据目前益生菌领域的深入研究和发展趋势,“益生菌药物”或将成为下一代代表性药物,具有巨大的发展潜力和应用价值,可能彻底改变疾病治疗和健康管理的方式。”李祥锴说。

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https://doi.org/10.1002/mco2.420

 

 
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