说到免疫力,很多人第一反应可能是吃维生素C、锻炼身体。
但你知道吗?我们身体70%的免疫细胞其实藏在肠道里!
而在这个"免疫指挥部",住着数以万亿计的微生物——它们构成了我们的肠道菌群,直接影响着我们的免疫功能。
近年来,益生菌作为调节肠道微生态平衡的"友军",受到了越来越多的关注。
从预防抗生素相关性腹泻,到增强整体免疫功能,益生菌的作用机制正在被科学研究逐步揭示。
今天,我们就用科学证据来聊聊益生菌如何帮助我们建立肠道免疫防线。
一、肠道:被低估的免疫器官
在深入了解益生菌之前,我们先来认识一下肠道在免疫系统中的重要地位。
1. 肠道:人体最大的免疫器官
(1)惊人的免疫细胞数量
你可能难以想象:我们肠道粘膜的表面积相当于一个网球场那么大(约200-300平方米),而这个巨大的表面积上分布着人体约70%的免疫细胞。这包括:
· 肠道相关淋巴组织(GALT)
· 派尔集合淋巴结
· 肠道上皮细胞间的淋巴细胞
· 固有层的免疫细胞
(2)双重任务的平衡艺术
肠道免疫系统面临着一个艰巨的任务:既要吸收营养物质、容忍无害的食物抗原和有益菌,又要识别并抵御病原体。这需要精密的免疫调节机制,而肠道菌群在其中扮演着关键角色。
2. 肠道菌群:免疫系统的"训练师"
(1)微生物的惊人数量
健康成年人的肠道内约有100万亿个微生物,它们的基因总数是人类基因的150倍!这些微生物包括细菌、真菌、病毒等,其中细菌占绝大多数。
(2)共生关系
这些微生物不是简单的"寄生者",而是与我们建立了复杂的共生关系:
· 它们帮助我们消化食物、合成维生素
· 它们训练和调节我们的免疫系统
· 它们占据生态位,阻止病原菌定植
· 它们产生有益代谢产物(如短链脂肪酸)
3. 菌群失衡:免疫问题的源头
(1)什么是菌群失衡?
菌群失衡(Dysbiosis)指的是肠道微生物的组成和功能发生异常改变,有益菌减少、有害菌或条件致病菌增多,多样性下降。
(2)导致菌群失衡的因素
· 抗生素滥用
· 不健康的饮食习惯(高糖、高脂、低纤维)
· 慢性压力
· 睡眠不足
· 环境毒素
· 某些药物(如质子泵抑制剂、非甾体抗炎药)
(3)菌群失衡与疾病
越来越多的研究发现,肠道菌群失衡与多种疾病相关:
· 消化系统疾病(炎症性肠病、肠易激综合征)
· 代谢性疾病(肥胖、糖尿病)
· 免疫性疾病(过敏、自身免疫病)
· 神经系统疾病(抑郁、焦虑)
· 心血管疾病
这就是为什么调节肠道菌群、补充益生菌变得如此重要。
二、20项试验6,000人的免疫功能改善
让我们来看看大规模研究揭示了什么。
1. 老年人免疫功能的改善
(1)2018年系统综述与荟萃分析
发表在《营养学杂志》(Nutrition in Clinical Practice)上的一项研究系统性地评估了益生菌对老年人免疫功能的影响。研究纳入了多项随机对照试验,总共涉及数千名老年参与者。
研究结果显示,短期补充益生菌能够显著增强老年人的细胞免疫功能:
·
自然杀伤细胞(NK细胞)活性提升:NK细胞是我们对抗病毒感染和肿瘤的第一道防线。补充益生菌后,NK细胞的活性明显增强,这意味着身体清除病毒和异常细胞的能力提高了。
·
·
T淋巴细胞功能改善:T细胞是适应性免疫的核心,益生菌能促进T细胞的增殖和活化,特别是对于免疫功能衰退的老年人群效果更显著。
·
·
炎症指标的改善:研究发现,益生菌能够降低促炎细胞因子(如IL-6、TNF-α)的水平,同时提升抗炎细胞因子(如IL-10)的水平,帮助维持免疫平衡。
·
(2)临床意义
这项研究的重要性在于:
· 老年人是免疫功能衰退最明显的人群,也是感染性疾病的高危群体
· 通过补充益生菌这种相对安全、易于接受的方式来增强免疫,具有重要的公共卫生意义
· 研究提供了细胞学和分子学层面的证据,不仅仅是症状的改善
2. 呼吸道感染的预防
(1)Cochrane系统综述
Cochrane协作网(国际公认的最权威的医学证据评价机构)发表了多项关于益生菌预防呼吸道感染的系统综述。
一项纳入了23项研究、超过6,000名参与者的荟萃分析发现:
· 补充益生菌的人群,上呼吸道感染(普通感冒、流感等)的发生率降低了约47%
· 感染持续时间缩短了约1.89天
· 抗生素使用量减少了约35%
(2)特定人群的获益
研究还发现,某些特定人群从益生菌中获益更多:
· 儿童:学龄前儿童补充益生菌后,呼吸道感染的发生率明显降低,缺勤天数减少
· 运动员:高强度训练期间补充益生菌,可以降低上呼吸道感染风险
· 经常旅行者:跨时区旅行或住宿环境改变时,益生菌能够帮助维持免疫稳定
3. 流感疫苗反应的增强
(1)2018年荟萃分析
发表在《过敏与临床免疫学杂志》上的一项荟萃分析评估了益生菌/益生元对流感疫苗免疫原性的影响。
研究纳入了多项随机对照试验,结果显示:
· 补充益生菌的人群,接种流感疫苗后的血清转换率(Seroconversion rate)显著提高
· 血清保护率(Seroprotection rate)也明显上升
· 这种效果在老年人群中尤其明显
· 治疗持续时间越长(通常需要数周),效果越好
(2)什么是血清转换率和血清保护率?
简单来说:
· 血清转换率:接种疫苗后,抗体水平达到有效保护水平的人数比例
· 血清保护率:疫苗接种后,抗体滴度达到保护阈值的人数比例
这两个指标越高,说明疫苗的效果越好,能够真正预防疾病的人就越多。
(3)实际意义
这项研究告诉我们:
· 益生菌不是替代疫苗,而是增强疫苗效果的辅助手段
· 对于免疫应答较弱的老年人,提前补充益生菌可能帮助他们从疫苗中获得更好的保护
· 建议在接种流感疫苗前几周开始补充益生菌,持续到接种后数周
4. 炎症标志物的改善
(1)全身性炎症的降低
多项研究显示,长期补充益生菌能够降低全身性炎症水平:
· C反应蛋白(CRP)下降
· 白细胞介素-6(IL-6)下降
· 肿瘤坏死因子-α(TNF-α)下降
(2)为什么降低炎症很重要?
慢性低度炎症(Chronic low-grade inflammation)被认为是许多慢性疾病的共同基础,包括:
· 心血管疾病
· 2型糖尿病
· 阿尔茨海默病
· 某些癌症
· 自身免疫性疾病
通过调节肠道菌群、降低全身炎症水平,益生菌可能对多种慢性疾病的预防和管理有益。
5. 研究的局限性与思考
(1)需要注意的点
尽管这些研究结果令人鼓舞,但我们也要认识到:
· 菌株特异性:不同菌株的效果可能截然不同,不能笼统地说"益生菌"有效
· 剂量依赖性:效果与剂量、使用时长密切相关
· 个体差异:同样的益生菌对不同人的效果可能不同
· 研究质量参差不齐:一些研究样本量小、设计不够严谨
(2)未来研究方向
· 更大规模、更长期的临床试验
· 个体化益生菌治疗方案的探索
· 益生菌与其他干预措施(如饮食、运动)的协同作用
· 机制研究的深入(如何通过肠道影响全身免疫)
三、特定菌株的免疫调节机制
不是所有的益生菌都一样!不同菌株有不同的"特长"。让我们来了解一下那些经过充分研究的明星菌株。
1. 乳杆菌属(Lactobacillus)
(1)鼠李糖乳杆菌 GG(Lactobacillus rhamnosus GG, LGG)
这可能是研究最充分的益生菌株之一。
免疫调节机制:
· 增强肠道屏障功能:LGG能够促进紧密连接蛋白的表达,增强肠道上皮细胞之间的连接,减少肠道通透性("肠漏")
· 调节树突状细胞:LGG与肠道树突状细胞相互作用,促进这些"免疫信号员"向T细胞传递平衡的信号
· 促进IgA分泌:刺激肠道分泌型IgA(sIgA)的产生,这是肠道粘膜防御的第一道防线
· 调节Th1/Th2平衡:帮助免疫系统在抗感染(Th1)和抗过敏(Th2)之间保持平衡
临床应用:
· 预防和治疗抗生素相关性腹泻
· 缓解婴幼儿湿疹
· 预防呼吸道感染
· 改善肠易激综合征症状
(2)植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)
免疫调节机制:
根据2021年发表在《Frontiers in Immunology》的荟萃分析,植物乳杆菌能够:
· 调节细胞因子平衡:降低促炎细胞因子IL-4的水平,这对过敏性疾病特别有益
· 增强巨噬细胞活性:促进巨噬细胞吞噬病原体的能力
· 产生抗菌物质:合成多种抗菌肽和有机酸,直接抑制病原菌生长
临床应用:
· 改善过敏性鼻炎
· 降低胆固醇
· 改善肠道炎症
(3)干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)
免疫调节机制:
· 刺激NK细胞活性:显著提升自然杀伤细胞的细胞毒性
· 增强吞噬作用:促进巨噬细胞和中性粒细胞的吞噬功能
· 调节肠道菌群:抑制有害菌(如大肠杆菌、沙门氏菌)的生长
临床应用:
· 提升免疫力,预防感染
· 改善便秘
· 辅助治疗幽门螺杆菌感染
2. 双歧杆菌属(Bifidobacterium)
(1)长双歧杆菌(Bifidobacterium longum)
免疫调节机制:
· 产生短链脂肪酸(SCFAs):特别是乙酸和丙酸,这些代谢产物能够:
o 为肠道上皮细胞提供能量
o 调节免疫细胞功能
o 降低肠道pH值,抑制病原菌
· 调节调节性T细胞(Tregs):促进Tregs的分化,帮助预防过度免疫反应和自身免疫
临床应用:
· 改善炎症性肠病(如溃疡性结肠炎)
· 缓解焦虑和抑郁症状(脑肠轴作用)
· 改善老年人便秘
(2)双歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)
免疫调节机制:
· 黏附能力强:能够牢固地附着在肠道上皮细胞上,形成生物屏障
· 抗过敏作用:减少过敏原通过肠道的渗透,降低过敏反应
· 调节肠道pH值:通过产酸作用维持肠道适宜的酸性环境
临床应用:
· 婴幼儿便秘和腹泻
· 食物过敏的预防
· 改善肠道菌群失衡
(3)乳双歧杆菌(Bifidobacterium lactis/animalis lactis)
免疫调节机制:
· 增强吞噬细胞活性:提升巨噬细胞和中性粒细胞的吞噬能力
· 调节细胞因子:平衡促炎和抗炎细胞因子的产生
· 改善肠道屏障:修复受损的肠道上皮
临床应用:
· 提升老年人免疫功能
· 预防上呼吸道感染
· 改善便秘
3. 布拉酵母菌(Saccharomyces boulardii)
这是一种益生酵母,不是细菌!
(1)独特优势
· 耐酸耐热:能够耐受胃酸和高温,不需要冷藏
· 不受抗生素影响:因为是真菌,所以在使用抗生素期间也能使用
(2)免疫调节机制
· 分泌蛋白酶:能够降解肠毒素,特别是艰难梭菌毒素
· 增强肠道屏障:促进肠道上皮细胞的紧密连接
· 调节免疫应答:减少炎症性肠病中的炎症反应
· 营养竞争:与病原菌竞争营养物质和附着位点
(3)临床应用
· 抗生素相关性腹泻:这是S. boulardii最经典的应用,效果确切
· 艰难梭菌感染:辅助治疗和预防复发
· 旅行者腹泻:预防和治疗
· 炎症性肠病:辅助治疗
4. 芽孢杆菌属(Bacillus)
(1)凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)
独特特点:
· 形成芽孢:这让它具有极强的环境耐受性,能够耐酸、耐热、耐胆盐
· 货架期长:不需要冷藏,常温保存也能维持活性
免疫调节机制:
· 产生细菌素:这些天然抗菌物质能够抑制多种病原菌
· 调节肠道菌群:促进有益菌生长,抑制有害菌
· 产生消化酶:帮助消化,减轻肠道负担
临床应用:
· 肠易激综合征
· 腹泻和便秘
· 关节炎(一些研究显示有抗炎作用)
5. 菌株特异性的重要性
这里要特别强调一点:益生菌的效果是菌株特异性的!
(1)什么是菌株特异性?
同样是鼠李糖乳杆菌,LGG菌株和其他鼠李糖乳杆菌菌株的效果可能完全不同。就像同样姓"张",张三和张四是完全不同的人。
(2)为什么菌株很重要?
· 不同菌株的基因组可能有显著差异
· 它们产生的代谢产物不同
· 与宿主免疫系统的相互作用不同
· 定植能力和存活时间不同
(3)购买建议
· 选择标注了具体菌株号的产品(如LGG、DN-114 001等)
· 查看产品是否引用了该菌株的临床研究
· 避免只标注"乳酸菌"或"双歧杆菌"而没有具体菌株信息的产品
四、抗生素相关性腹泻预防
抗生素是把"双刃剑":杀死病原菌的同时,也会"误伤"肠道里的有益菌。这就是益生菌大显身手的地方。
1. 什么是抗生素相关性腹泻(AAD)?
(1)定义
抗生素相关性腹泻是指在使用抗生素期间或使用后出现的腹泻,通常定义为每天排便≥3次,持续2天以上的稀便或水样便。
(2)发生率
· 普通人群:5-35%的使用抗生素者会发生AAD
· 儿童:发生率可能更高,达到11-40%
· 住院患者:风险更高,约15-39%
(3)为什么会发生AAD?
肠道菌群破坏:
· 抗生素不仅杀死病原菌,也会大量杀死肠道有益菌
· 菌群失衡导致:
o 营养物质代谢异常
o 短链脂肪酸产生减少
o 肠道运动紊乱
o 病原菌趁机繁殖(如艰难梭菌)
最严重的情况:
· 艰难梭菌感染(C. difficile infection, CDI):这是AAD最严重的类型,可能导致伪膜性结肠炎,甚至危及生命
2. 益生菌预防AAD的证据
(1)Cochrane系统综述(2019年)
这是关于儿童AAD预防的权威证据。Cochrane协作网纳入了33项随机对照试验,涉及超过6,000名儿童。
主要发现:
· 益生菌显著降低AAD的发生率,从28.5%降至12.3%
· 相对风险降低约54%
· 需要治疗人数(NNT)= 7,意思是每治疗7名儿童,就能预防1例AAD
最有效的菌株:
· 鼠李糖乳杆菌GG(LGG)
· 布拉酵母菌(S. boulardii)
有效剂量:
· 每天50-400亿CFU
· 使用时长:从开始使用抗生素到结束后1-2周
(2)2017年成人AAD预防荟萃分析
发表在《BMC Gastroenterology》的这项研究纳入了21项随机对照试验。
主要发现:
· 益生菌将AAD发生率从17.7%降至8.0%
· 效果在门诊患者中更明显
· 剂量反应关系明显:高剂量(>50亿CFU/天)效果优于低剂量(<50亿CFU/天)
o 高剂量组AAD发生率:3.6%
o 低剂量组AAD发生率:8.9%
(3)2024年最新研究:高剂量复合益生菌
发表在《Open Forum Infectious Diseases》的一项多中心随机对照试验(SPAADA研究)评估了高剂量复合益生菌预防成人AAD的效果。
研究设计:
· 每粒胶囊含500亿CFU
· 包含13种细菌菌株(7种乳杆菌、5种双歧杆菌、凝结芽孢杆菌)和1种酵母菌株(S. boulardii)
· 从开始使用抗生素的同时开始服用
结果:
· 显著降低AAD发生率
· 安全性良好,无严重不良事件
· 高剂量复合配方可能比单一菌株更有效
3. 预防机制
(1)竞争性排斥
· 益生菌与病原菌竞争肠道附着位点
· 竞争营养物质
· 占据生态位,不给病原菌生存空间
(2)产生抗菌物质
· 有机酸(乳酸、乙酸):降低肠道pH值,抑制有害菌
· 细菌素:直接杀死或抑制病原菌
· 过氧化氢:具有抗菌作用
(3)增强肠道屏障
· 促进粘液分泌
· 增强紧密连接
· 修复受损的肠道上皮
(4)免疫调节
· 刺激肠道局部免疫
· 促进sIgA分泌
· 平衡炎症反应
4. 使用指南
(1)什么时候开始使用?
最佳时机:
· 从开始使用抗生素的第一天同时开始服用益生菌
· 不要等到出现腹泻症状才开始
时间间隔:
· 益生菌最好在服用抗生素后2-3小时服用
· 避免同时服用(抗生素可能杀死益生菌)
(2)使用多长时间?
· 整个抗生素疗程期间持续使用
· 抗生素停用后继续服用1-2周
· 总使用时间通常为2-4周
(3)推荐剂量
儿童(根据体重):
· 5-10岁:每天50-100亿CFU
· 10岁以上:每天100-200亿CFU
成人:
· 预防AAD:每天100-500亿CFU
· 剂量越高(>50亿CFU),预防效果可能越好
(4)推荐菌株
第一选择:
· 鼠李糖乳杆菌GG(LGG):每天100-200亿CFU
· 布拉酵母菌(S. boulardii):每天50-100亿CFU(250-500mg)
其他有效菌株:
· 干酪乳杆菌DN-114 001
· 乳酸乳球菌
· 复合益生菌制剂
5. 特殊情况
(1)艰难梭菌感染(CDI)
对于艰难梭菌感染,益生菌的作用有争议:
· 预防CDI:一些研究显示益生菌能降低CDI风险,但证据质量中等
· 治疗CDI:益生菌不能替代标准治疗(如万古霉素、非达霉素)
· 预防复发:S. boulardii可能有助于预防CDI复发
(2)免疫抑制患者
· 接受化疗的癌症患者
· 器官移植受者
· HIV/AIDS患者
· 使用免疫抑制剂的患者
这些人群使用益生菌需要格外谨慎,因为存在菌血症(益生菌进入血液)的风险,必须在医生指导下使用。
(3)危重症患者
· ICU患者使用益生菌需要谨慎评估
· 有报道称某些情况下可能增加感染风险
· 应由医疗团队决定是否使用
五、CFU数量与效果的剂量关系
走进超市或药店,你会看到益生菌产品上标注着各种数字:10亿、100亿、500亿CFU……这些数字到底意味着什么?是不是越多越好?让我们来详细了解一下。
1. 什么是CFU?
(1)CFU的定义
CFU是"Colony-Forming Units"的缩写,中文叫"菌落形成单位"。简单来说,1个CFU代表1个能够存活并繁殖形成菌落的活菌(或活菌团)。
为什么用CFU而不是"个"?
· 有些细菌会聚集成团,一团可能包含多个细菌个体