口服干酪乳杆菌——代田株对军训士兵上呼吸道感染及免疫功能的影响

张新胜，刘英华，张 永，徐 庆，刘 钊，杨雪艳，于晓明，刘 鹿，李 峰，孔爱景，李 婧，薛长勇

解放军总医院 营养科，北京 100853

上呼吸道感染和胃肠道疾病是士兵在军事训练中常见的健康问题，也是导致士兵战斗力降低、缺席训练的主要原因。益生菌与健康的关系备受人们的关注，长期食用足够数量的益生菌可以改变肠道菌群的数量，并影响免疫功能，增加对上呼吸道感染的抵抗力，对宿主起到有益健康的作用[1-4]。其目前已经广泛应用于功能性食品、膳食补充剂、药品等领域，预防和治疗许多急性和慢性的疾病。干酪乳酸杆菌-代田株(Lactobacillus casei strain Shirota，LcS)是一种典型的益生菌，既往国内外已经对其进行了充分的研究，用其制作的发酵乳饮料具有高存活性、抗胃酸和胆汁酸破坏等优势，有利于维持肠道正常菌群并抑制有害菌的增殖。Matsumto等[5]对经常便秘的健康人群进行口服含LcS发酵乳饮料的干预，发现实验组与对照组相比能增加粪便软化程度和排便次数，而且发现其粪便中的有益菌(双歧杆菌)数目显著增加。另外，研究还发现LcS较其他益生菌在增加免疫功能和减少上呼吸道感染发生率上具有更强的作用[6-7]。因此本研究招募军事训练条件下士兵，口服补充含LcS的发酵乳饮料进行4个月的干预，观察其对免疫指标、上呼吸道感染、炎性因子以及胃肠道反应情况的影响，为LcS益生菌功效研究提供科学依据。

资料和方法

1 研究对象 本项目于2017年1月招募进行军事训练的男性士兵志愿者100名，签署知情同意书，确保研究期间的军事训练强度相同。纳入标准：年龄＞18岁，健康男性士兵；过去1个月内未服用过任何药物；过去4个月内未使用过任何抗生素或益生菌类药物。排除标准：正在使用药物或经常服用益生菌类食品或药物；患有心脏、肝、肾、肺部、胃肠道、血液系统、神经系统或精神疾病；有乳糖不耐受症；不同意采用研究所制订饮食和干预方案。本研究获得解放军总医院伦理委员会的审核和批准(S2016-101-01)。

2 研究方法 采用完全随机对照方法：将100名受试者按照入选顺序编号，由统计学专业人员提供随机数字表，从随机数字表中任意一个数开始，沿同一方向顺序每个患者获取一个随机数字，随机数除以2(组数)求余数，1为实验组，整除为对照组，每组各50名。从2017年1 - 4月进行4个月的干预。实验组服用含LcS发酵乳饮料，每100 ml中含有100亿的干酪乳酸杆菌-代田株，每天早、晚各服用100 ml；对照组服用普通牛奶，每天早、晚各服用100 ml。

3 观察指标 1)一般情况调查：家族史、个人疾病史、体格检查(含身高、体质量、BMI等)，生活习惯(1年内饮酒、吸烟、运动的情况)等。2)膳食调查：采用24 h膳食回顾法调查连续3 d的膳食情况，分析其膳食营养素摄入情况。3)上呼吸道感染情况调查：研究前调查受试者干预启动前2个月的情况，及干预期间其发病频率、主要症状(包括咽痛、扁桃体炎、鼻塞、鼻涕、咳嗽、喷嚏、发热、肌肉痛、关节痛、乏力、头痛和失眠等)，分为轻(1分)、中(2分)、重(3分)3级并评分。当≥2项中度的上述症状持续出现3 d以上或者是≥3项中度的上述症状持续出现2 d以上即可判定该项得分；每周统计受试者得分情况，当该周得分≥12分时为上呼吸道感染发生1次，隔1周以上再次得分≥12分认为是上呼吸道感染再次发生。4)胃肠道症状调查：包括排便障碍(如腹泻和便秘)和消化吸收障碍(如呕吐、腹痛、腹胀和纳差)的调查，研究前调查其前两个月内情况，干预期间调查频率为2次/月。上述症状如果再次出现的时间间隔超过7 d，被认定为再次发生。5)血清指标检测：分别于开始、干预2个月及4个月采空腹静脉血，由解放军总医院临床检验科及生化科检测血常规、IgA、IgG、IgE、CD4+、CD4+/CD8+、IL-1、IL-6、IL-10、TNFα、NK细 胞 活性及唾液IgA水平。

4 质量控制 所有受试者均选择同一个连队，相同的饮食和居住环境，并且每周6 d同样的军事训练或任务，周末休息1 d，受试者在研究期间不得离队。研究期间每天早餐和晚餐前实验组口服100 ml含LcS发酵乳饮料，对照组口服100 ml的普通牛奶，专人负责对每次服用情况的监督和管理。产品在生产、运输和储存中均保持在4 ～ 7℃的冰箱冷藏环境中，每1周更新1次产品。受试

者必须按照要求服用，并认真如实填写或接受问卷调查及留取标本。整个研究期间如果超过3 d未能服用干预物，或者问卷内容填写不合格，该受试者数据将被剔除。

5 统计学分析 SPSS18.0进行数据统计分析。正态分布计量资料以±s表示，计数资料按照百分比表示。两组间比较采用t检验或χ2检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

结 果

1 受试者一般情况 共纳入100名男性受试者，干预期间13名受试者由于工作任务原因终止研究(对照组8名，实验组5名)，有效受试者共87名。干预前两组受试者的年龄、BMI、饮酒、吸烟习惯及训练时间差异均无统计学意义(P＞0.05)，两组一致性较好。见表1。

2 研究期间膳食摄入情况 研究期间，两组膳食能量、蛋白质、脂肪及糖类差异无统计学意义(P＞0.05)。见表2。

3 两组血常规、炎症反应及免疫指标比较 干预2个月时，实验组血清IgG、CD3及CD4水平较对照组显著升高。干预结束时，实验组较对照组C反应蛋白、IL-1以及白细胞计数显著降低(P均＜0.05)，血清IgE、IgG、CD3、CD4、CD4/CD8、唾液IgA水平、中性粒细胞和淋巴细胞计数显著升高(P均＜0.05)。见表3。

4 两组上呼吸道感染及胃肠功能发生情况比较干预结束后，实验组胃肠道疾病反应发生次数明显低于对照组(P＜0.05)，上呼吸道感染疾病发生率有下降趋势，但两组差异无统计学意义(P＞0.05)。见表 4。

表1 受试者一般情况Tab. 1 General conditions of subject

讨 论

益生菌是一类对宿主有益的活性微生物，定植于人体肠道、生殖系统内，能改善宿主微生态平衡，发挥有益作用。益生菌制剂已经广泛应用于食品工业中，其中乳酸菌，尤其是干酪乳酸菌，是最常用的益生菌。有研究表明，健康的中年上班族每天摄入含有LcS的发酵牛奶能够降低上呼吸道感染的患病风险，其机制可能是通过调节免疫系统实现的[8]。本研究发现军事训练条件下的士兵通过长期口服补充LcS能够改善免疫功能并降低炎症反应水平，减少士兵胃肠道疾病的发生，在降低上呼吸道感染发生率上虽无统计学差异，但已有改善趋势，分析一方面可能与干预时间短有关，另一方面可能由于干预时间是1 - 4月份，环境温度逐渐回升，上呼吸道感染发生率降低有关。

长期的剧烈运动与免疫功能的短暂抑制有关，而且长期高强度的训练和竞争会导致运动员的免疫缺陷，增加上呼吸道感染症状的易感性[9-10]。军事训练环境是多种应激因素共同刺激的情况，主要包括高强度体力训练、睡眠剥夺、能量欠缺和心理压力等，这些应激因素会对免疫系统产生有害作用，导致上呼吸道感染和胃肠道疾病发生风险增加。有研究报道上呼吸道感染是危害部队战斗力的主要疾病，是需要防治的重点[11-12]。

本研究发现长期补充益生菌能够显著改善免疫功能，表现在增高血清IgE、IgG、CD3、CD4水平，CD4/CD8比值以及唾液lgA的水平。并且LcS能够降低炎症反应指标，如降低血清C反应蛋白、IL-1水平以及白细胞计数，提高中性粒细胞和淋巴细胞计数等，这些结果预示着LcS能够提高机体免疫力，改善炎症反应，降低感染性疾病发生的风险。吴艳艳等[13]动物实验发现LcS能够调节抑郁大鼠肠道微生态，降低血浆IL-6和TNF-α水平，提示LcS能够降低炎症水平。ShidaK等[8]开展的一项随机对照试验，运动员定期摄入益生菌后并没有发现降低普通感冒的发生，分析其原因可能与该研究中低感冒发病率所致，但在对EB病毒和巨细胞病毒血清抗体水平测定分析中，发现益生菌对机体免疫状态具有改善作用[14]。另外一项以运动员为对象的研究发现，定期补充LcS有利于降低其上呼吸道感染的发生率，分析这可能与在冬季训练和比赛期间更好地维持唾液IgA水平有关[15]。本研究同样也发现军事训练条件下士兵补充LcS能够增高唾液IgA的水平，研究结果基本一致。

动物实验显示LcS能改善衰老小鼠抗氧化系统、小肠黏膜屏障的功能[16]。目前有关益生菌调节肠道症状的作用比较明确，通过补充益生菌能够有效防治胃肠相关疾病，如肠易激综合征、炎性肠病及抗生素等相关性腹泻[17-18]。但有关益生菌与免疫功能及炎症反应研究的还比较少，研究结论还有争议，而且证据有限。本研究也存在一定的不足之处，受试者失访率为13%，样本量偏少，还需进一步大样本的临床试验；研究对象较年轻，再加上季节性气温的影响，很难观察到对上呼吸道感染发生率的影响效果。另外，还需要深入研究LcS调节免疫及抑制炎症的机制，以更好地防治感染性疾病的发生。

表2 两组受试者膳食摄入情况Tab. 2 Dietary intake during study (±s)

表2 两组受试者膳食摄入情况Tab. 2 Dietary intake during study (±s)

表3 两组受试者血常规、炎症反应及免疫指标的影响Tab. 3 Bloodroutine test, inflammatory response and immune function indexes (±s)

Index Control (n=42) Experiment (n=45)0 month 2 months 4 months 0 month 2 months 4 months Energy (kJ/d) 8 255±540 7 736±787 7 845±682 7 581±854 7 912±745 7 427±590 Protein (g/d) 83±10 71±16 76±16 75±10 71±11 76±16 Fat (g/d) 60±7 53±8 51±4 56±7 51±5 52±8 Carbohydrates (g/d) 281±31 282±35 286±33 259±44 295±33 258±48

aP＜0.05, vs control group at the same timepoint

表4 两组上呼吸道感染及胃肠功能发生情况Tab. 4 Upper respiratory-tract infection and gastrointestinal disease (n, %)

通过对军事训练条件下的士兵长期口服补充LcS干预，能够改善免疫功能并降低炎症反应，对上呼吸道感染发生情况具有改善的趋势，但还需要大样本长时间的临床实验进一步验证。

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