人类对益生菌和肠道菌群认识的方法论价值

吴大畅，李新莉，陈 泓，辛 毅，程现昆

（大连医科大学，辽宁 大连 116044）

马克思主义哲学是关于自然知识、社会知识和思维知识的概括和总结，是科学的哲学方法论。它与社会科学、自然科学既相互交叉渗透、相互推动，又从中归纳、抽象出一般规律，是人们认识世界、能动地改造世界的武器，是建设社会主义物质文明和精神文明的重要理论基础[1～2]。面对纷繁复杂的世界，尤其是地球上种类繁多的微生物，尤其要求我们用科学的哲学方法论去加以认识、研究和应用，使之发挥积极的作用。

1 辩证认识微生物

在人类繁衍和发展的漫长历史过程中，诸多疾病和瘟疫的发生都曾给人类社会带来沉重甚至毁灭性打击。而引起这些疾病的罪魁祸首往往与有害微生物和致病菌有关。现在所知道的疾病，如AIDS、SARS、人禽流感、甲型 H1N1等，及新的接踵而至的疾病或是卷土重来的旧疾等都令医药界措手不及，甚至束手无策。这也进一步导致了普通百姓对微生物产生错误的认识。细菌似乎变成了危害生命和健康的代名词。

早在远古时代，人类饮食中就已含有乳酸发酵类食品。考古学家研究发现，约200万年前，直立人类已开始出现，约在150万年前出现的早期人类已经开始食用发酵食品。早在公元前200年，印度、埃及和古希腊就用有益于人体的乳酸菌制作发酵食品。因为乳酸菌在自然界广泛分布，所以当时用自然发酵奶制造游牧民族的上等食品。公元1008年，德国建立了世界上第一个酸奶作坊。到16世纪中叶，发酵乳酪渐渐成为一些民族的传统食品[3]。古人虽然可以制作出酸乳制品，但那时人们并不知道细菌为何物，更不知道细菌在其中发挥的巨大作用，而只是凭借感官和经验罢了。

1677年，列文虎克（Leeuwenhoek）发明了显微镜，第一次看到了微生物。随后微生物学的发展从史前朦胧时期进入到进行形态描述和生理水平研究的奠基时期[4]。1857年巴斯德（Pasteur）描述了乳酸菌[3]。在这一时期由于创立了一整套独特的微生物学基本研究方法，使得科学家们开始运用“实践—理论—实践”的思想方法开展研究，并进入寻找人类和动物病原菌的黄金时期。

19世纪末20世纪初，巴斯德发现蚕病和酒的腐败都和微生物有关，并因此挽救了法国当时濒临倒闭的养蚕业和酿酒业。巴斯德还认为肠道内发酵是必须的，并提出了微生物有益的观点[5]。在紧接下来的半个多世纪里，微生物学进入到大发展时期，学术界全力研究各种传染病的病原体并取得了很大成就，而此时，还无人顾及正常生理细菌和益生菌的研究。

1899年，法国巴斯德研究所的科学家蒂赛（Tisser）在对婴儿消化不良病因的研究时发现，在婴儿粪便中存在一种多形态细菌[3]。而且，这种菌在母乳喂养的婴儿中比人工喂养的婴儿要多，即双歧杆菌。它的发现在微生物，特别是益生菌的发展史上具有里程碑式的意义，直到现在仍是人们关注和研究的热点。

1905年俄国科学家梅奇尼科夫在保加利亚旅行时惊奇的发现，该地区的人们可以健康地活到100岁甚至更久[6]。通过对保加利亚人饮食习惯的研究，发现这些长寿人群经常饮用含益生菌的发酵牛奶。在确立了发酵牛奶的益生菌和长寿的关联后，其在著作《延年益寿》中阐述了该观点和发现。这是第一次有关乳酸菌生理功能的报道。

20世纪50年代，德国人鲁希（Rusch）以及我国临床医务工作者用健康人体内的混合菌群治疗肠道疾病取得了成功，这标志着利用人体内正常生理菌群治疗疾病的开端。之后，日本学者光岗对肠道菌群进行了全面分析[7～8]，并对它们的生理功能以及细菌之间和细菌与宿主之间的关系作了系列研究。这些工作的开展都为微生态学的建立和益生菌的开发提供了重要的理论依据。

可见，在过去的100多年里，人们逐渐认识到，人体内的各种微生物和细菌也有“好”和“坏”、“善”和“恶”之分。人体中的有益微生物不仅对人体无害，而且对人体的健康和生命的延续起着积极的作用，它们可以抑制病原菌和病毒，阻止诱导疾病物质的产生和蔓延。因此，为维持健康，应抑恶扬善，尽可能将坏细菌从肠内驱除，增加好细菌的数量。20世纪80年代末，英国科学家罗伊.福勒博士最先赋予这些人体的“好细菌”被广泛接受的定义和内涵。这些有益于人体健康的微生物现在通常被称为“益生菌”（probiotics），福勒博士也由此赢得了“当代益生菌之父”的称号[3]。

2 对益生菌的认识和利用

益生菌与人和动物的生命活动息息相关，是人和动物体内必不可少的重要生物菌群，具有重要的生理功能、理想的保健医疗效果。益生菌对人体微环境和大环境有扶正祛邪、去污保洁的绿色环保作用，有很好的生态效应[9]。人呼吸道、消化道和泌尿生殖道的微生态环境是长期进化形成的，各类微生物以“定性、定量、定位和定主”的方式组成和存在，“四定”中只要一个出现问题，生态平衡就可能被打破从而导致疾病发生。

益生菌在人类文明萌芽之际就已被用于发酵牛奶和其他发酵食品中。史料记载，古巴比伦游牧民族、古代中东等地都有食用发酵乳的习惯，并用发酵乳治疗胃肠疾病、肝病和食欲不振，实践中人们还发现其兼有美容和保健功能等[10]。中国人在公元前500年就会制造和使用豆腐，并有用豆腐乳作为类似抗生素药物使用的经验。一代天骄成吉思汗用发酵马奶和牛奶作为军队的日常饮食，也成为其军队的重要饮料和药品，成为成吉思汗雄霸天下的“秘密武器”。

开菲尔（Kefir）是一种有别于传统发酵乳的提神醒脑型发酵乳制品，发源于世界第一长寿地区的高加索，是由数10种的乳酸菌及酵母菌所形成的复合型发酵乳。含有维护人体正常菌群所需的多种有益菌株，具有重建人体消化道菌群及帮助消化和吸收的功效。可见，人类从古代就有意或无意地利用益生菌进行保健，但真正从科学上进行定性、定量的分析和临床的验证也只有30多年的历史。在科学技术日新月异的21世纪初，由于有了科学的理论依据，特别是当代生命科技和应用微生物领域的创新性进步，推动了人们对益生菌的认识取得了突破性进展。大多数食品科学家、营养学家、微生物学家和微生态制剂专家都深信，益生菌类产品对人体保健和疾病预防都有一定作用。

当然，也有少部分专家对益生菌类产品的特定功能持有质疑的态度。益生菌作为微生态学的重要部分，对它的研发仍然任重而道远，很多问题需要去探讨。过去10年中，欧盟等国家深入研究了各种益生菌与人体健康的关系。随着现代分子生物学技术的广泛应用，人类将逐步揭开益生菌神秘的面纱。

3 对人体肠道菌群的认识现状及发展趋势

正常情况下宿主和细菌之间相互影响，共同维系着肠道微生态平衡，很多因素会影响人体肠道微生态结构，现代社会生活方式和节奏，如：暴饮暴食、社会压力、精神紧张、滥用抗生素都会使菌群失衡[11]。为此，维持肠道菌群平衡，有利于保持肠道的正常功能，因为消化道不仅是一个消化吸收的器官，它也是体内最大、最活跃的免疫器官。肠道菌群在肠道先天免疫中也发挥着重要的作用。

肠道益生菌通过改善肠道微生态平衡而促进人体保持健康态，通过合成维生素，形成有抗体作用的物质、脂肪酸等也可影响肠道先天免疫系统，最终有利于建立正常的先天菌群，防止潜在病原微生物的侵袭[12]。目前，益生菌已应用于一些疾病的治疗和预防中，特别是消化道疾病，合理利用益生菌对于恢复微生态平衡，促进健康具有良好作用。

近年来，从基因组到代谢组技术的发展，为解决肠道菌群如何参与和影响代谢途径的难题提供了新的手段。由上海交大系统生物医学研究院等 5家国内外科学家组成的研究团队，经3年联合攻关，在肠道菌群与人体健康关系的研究中取得重要进展，为将来充分认识不同的肠道细菌如何影响机体代谢过程，如何维持细胞存活等问题迈进了一大步[13]。未来，可利用肠道菌群结构的分子标记，诊断人类代谢是否正常或偏差的程度；发明以肠道细菌为靶点的药物，纠正紊乱的菌群结构，可治疗多种疾病。

总之，人类对益生菌和肠道菌群的认识，充分证明了实践与理论的相辅相成关系，论证了从实践到理论，再从理论到实践的客观发展规律。在微生物学中，对许多现象的认识需要上升到理论的高度，只有这样才能认识到本质，推进下一步深入研究。

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