益生菌潜在安全性的现状及对策

时云朵，任 燕，孙 豪

（1.四川省水产学校，成都 611703；2.中国水产科学研究院珠江水产研究所，广州 510380；3.雅安市农业局，四川 雅安 625000）

1965年，Lilly和Stillwell首先提出“益生菌”这一说法[1]。1989年，Fuller进一步完善了益生菌的概念[2]。目前，益生菌被认为是一类当摄取适量时能够对机体产生益生活性活的微生物，其大多源于人或动物胃肠道或粪便的正常菌群，主要包括芽孢杆菌、乳酸菌、乳杆菌、双歧杆菌、链球菌、片球菌、酵母菌和曲霉菌等细菌[3]。随着对益生菌认识的不断深入，部分益生菌引起的安全问题已逐渐凸显，有研究指出益生菌对宿主健康可产生不利影响，使得益生菌潜在的安全性成为一个不可忽视的问题[4-5]。本文就益生菌潜在的安全性作以综述，并提出相应对策，从而为临床上正确认识和安全使用益生菌提供参考。

1 益生菌的潜在风险

1.1 致病性和感染能力

研究表明，当宿主肠道屏障有缺陷和免疫抑制时，益生菌可从胃肠道易位到肠道组织中，从而进入血液、局部淋巴结、脾脏、肝脏等组织，导致菌血症、败血症和多器官功能衰竭等疾病[6]。心内膜炎和菌血症与多种乳酸菌、双歧杆菌等益生菌的黏附能力有关[7]。Harty等对5株从心内膜炎患者中分离到的鼠李糖乳杆菌进行研究，结果表明，5株菌均具有血小板凝集作用[8]。Lee等发现在台湾某附属医院89名患有菌血症的患者血样中分离到乳酸菌属细菌[4]。Cannon等对200例与乳酸菌感染有关的患者进行分析，发现乳酸菌与心内膜炎和菌血症有较大关系，还与腹膜炎、脓肿和脑膜炎有关[9]。芬兰国家疾病监测网对1990—2000年520万例菌血症患者血培养物分析表明，有66例是由益生菌引起，其中48例是乳酸菌引起，并以鼠李糖杆菌为主，而这些病例主要发生于免疫力低下或年老体弱者[10]。因此，欧盟将鼠李糖乳杆菌列入益生菌使用的监管范畴。上述病例及欧盟的监管对策反映出益生菌潜在的感染力不容忽视。

1.2 有害代谢活动

研究表明，部分益生菌会产生一些对机体有潜在危害的代谢产物，如D-乳酸、氨基脱羧酶、硝基还原酶、胆盐-7-羟化酶等。D-乳酸是乳酸菌分泌的一种酸性物质，具有降低胃肠道pH、抑菌的功效，但有研究报道，短肠综合征患者在服用添加嗜酸乳杆菌和双歧杆菌的微生态制剂后，出现了D-乳酸酸中毒症状，并认为可能与D-乳酸产生菌过度定植有关[11]。游离的氨基酸经微生物分泌的氨基酸脱羧酶作用后产生生物胺类物质，而当机体过量摄入生物胺时，会引起恶心、呕吐、发烧等一系列中毒症状。研究表明，从用于制作发酵食物的山羊初乳中分离到30株具有典型基因型的乳酸杆菌，采用多重PCR技术对30株乳酸杆菌的氨基酸脱羧酶相关基因（tdc、hdc和odc）检测发现，有2株乳酸杆菌含有tdc基因[12]。Sumner等研究表明乳杆菌和肠球菌属中的个别菌株能够分泌氨基酸脱羧酶将酪氨酸和组氨酸转化为酪胺和组胺，并且经定量分析发现，生物胺的产量已超过了机体限量[13]。同时，有研究人员对市场上常用益生菌进行生物胺产生能力筛查时发现，近1/4的检测菌株能产生酪胺、精胺、腐胺、组胺等胺类物质，甚至部分菌株的产胺能力还较高[14]。此外，乳酸发酵食品，特别是乳酸发酵的蔬菜中，如有亚硝酸盐和胺同时存在，就可能生成能诱发肝癌的亚硝胺；而部分细菌还能分泌硝基还原酶，将硝酸盐还原为亚硝酸盐，过量的亚硝酸盐会在胃里的酸性环境中引起婴儿的正铁血红蛋白血症，同时这也为亚硝胺的形成提供了前体[15]。研究表明，部分拟杆菌属、双歧杆菌属和乳杆菌属的细菌还具有胆盐-7-羟化酶活性，在后肠中能解离结合型胆盐，而胆盐解离若发生在前肠内就会影响脂肪代谢[16]。此外，部分益生菌还具有毒力因子，Zhang等采用PCR技术对从健康婴儿粪便中分离的候选益生肠球菌进行14种毒力因子检测，发现其中的6种（gelE、cylA、esp、efaA、asa1和ace）不同程度的存在于部分益生菌株中[17]。

1.3 过度免疫反应

给健康机体摄入适量益生菌时，不会引起副反应，然而对于免疫功能低下或有损伤的机体，口服益生菌或其制品则可能引起超敏反应等免疫副反应。Ezendam等研究益生菌免疫调节活性时提出，益生菌的免疫调节活性不总是有益的，也会引起一些不利效应，如部分益生菌能够调节Th1/Th2平衡，促进Th1反应，而Th1反应的过度增强与机体的自身免疫疾病密切相关[18-19]。

1.4 耐药基因转移

从20世纪30年代开始人们用抗生素治疗各种细菌性疾病，长期使用过程中细菌对抗生素作用的进化以及在治疗过程中的滥用，使得细菌耐药性问题凸显。益生菌在抗生素长期的选择压力下将会产生耐药性，而耐药基因能够从益生菌水平转移到其他肠道菌群或条件致病菌[20-21]。因此，益生菌就可能扮演耐药基因贮存宿主的角色，将存在人为转移耐药基因的安全问题。目前，国内外均有益生菌耐药性相关研究报道。研究表明，对从山羊初乳中分离到的30株乳酸杆菌进行抗生素敏感试验发现，所有的菌株至少耐两种抗生素，甚至有3株菌对12种抗生素存在耐药性，进一步通过PCR技术检测四环素耐药基因（tetL、tetM、tetO和tetS）、万古霉素耐药基因（vanA、vanB、vanC1和vanE）和红霉素耐药基因（ermB和ermC）发现，43.3%的菌株含有四环素耐药基因，尤其是tetM基因，而红霉素耐药基因也在个别菌株中存在[12]。Zhang等对从健康婴儿粪便中分离的100多株候选益生肠球菌进行药敏试验，研究表明，5.2%的菌株对环丙沙星存在耐药，7.8%的菌株对万古霉素存在耐药，10.5%的菌株对利福平存在耐药，52.6%的菌株对红霉素、庆大霉素存在耐药[17]。Rajoka等从母乳中分离的7株鼠李糖乳杆菌，其中大部分对链霉素、氨苄青霉素、庆大霉素和卡那霉素等抗生素存在耐药性[22]。Wong等随机从市场上选取5种常见的益生菌制品，并对分离的菌株做耐药性分析发现，所有菌株均对万古霉素存在耐药性，部分菌株对环丙沙星、链霉素、庆大霉素等也存在耐药性[23]。此外，研究表明，乳酸杆菌对杆菌肽、万古霉素、卡那霉素和β内酰胺，双歧杆菌对氨基糖苷类和链霉素等多种抗生素具有天然的耐药性，在小鼠体内，位于质粒上的万古霉素耐药基因可以在乳酸杆菌和屎肠球菌间相互转移[24-25]。

1.5 可能的依赖症

有人认为益生菌主要是在长期使用抗生素或腹泻后，严重破坏肠道菌群平衡时在医生指导下短期使用，如长期滥用则会引起肠道丧失原有的繁殖有益菌的能力，从而导致“益生菌依赖症”[26]。

1.6 潜在的环境污染

目前，益生菌已广泛应用于种植业、养殖业中，甚至涉及人类食谱。但益生菌在使用过程中，大多是以活菌的形式直接与动植物接触，是否存在滥用益生菌引起动植物原有相关的微生态平衡破坏，甚至会导致环境污染的可能，如在池塘中滥用光合细菌或芽孢杆菌等。

2 对策

2.1 机体健康情况

益生菌不是“灵丹妙药”，在使用时，不能一概而论。上述对于益生菌的不利报道，大多是在机体免疫力低下或机体内存在损伤或缺陷的状态下发生的。因此，在使用益生菌时，首先要了解机体的健康情况，视健康状况而定，考虑是否使用益生菌及使用方式、剂量等。

2.2 使用剂量

益生菌的使用剂量不是越大越好，必须根据试验结果选择适宜剂量。Liu等研究源于大熊猫粪便的乳酸菌对经大肠杆菌攻毒的小鼠的免疫及肠道菌群的影响时发现，中、低剂量的效果明显优于高剂量的效果[27]。与之相似，Wang等将乳酸菌按照高低剂量饲喂被产气荚膜梭菌感染的鸡时发现，低剂量更能改善鸡的脂肪代谢、肉品质和肠道渗透性[28]。上述报道中高剂量为什么未展现出更好的效果，有待进一步研究，但提醒益生菌使用时应选择适宜剂量，这样不仅防止滥用，还降低了成本。同时，在水体使用时，一定要对水体菌群情况做好日常监测，避免一类菌群过量繁殖，导致使微生态失衡。

2.3 不同来源

益生菌使用时，还应了解其来源。同属益生菌来源不同，其生物学特性不同，甚至同一益生菌株对于其来源的动物群体表现出益生作用，而对其他群体则可能没有作用或产生副作用。黄亚娟等比较分析了从鸡嗉囊和肠黏膜、山羊瘤胃和粪便、青贮玉米秸秆、泡菜样品中分离的乳酸杆菌的生物学特性发现，源于山羊瘤胃液和粪便的部分乳酸杆菌具有内源性质粒，而其他来源的菌株均没有内源性质粒，且山羊源的菌株对Caco-2细胞有更好的黏附性，还展现出更好的耐热、耐酸、耐胆盐和抑菌特性[29]。同时，刘钊熠比较分析了猪源、鸡源、狐貉源益生菌的生物学特性发现，鸡源益生菌的抑菌和抑制病毒的活性最强，而猪源益生菌的胆固醇降解率最高、清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基能力最强，并认为益生菌株发挥益生作用具有来源特异性、种属特异性和菌株差异性[30]。

2.4 使用方式

目前，益生菌的使用大多是添加到饲料或饮水中，通过口服方式进入机体发挥作用，但源于体表、呼吸道、阴道、后肠等的益生菌通过口服则可能很难发挥益生作用，甚至会导致不良反应。同时，部分益生菌对高温、过高或低pH、紫外线等物理条件耐受性低。此外，抗生素等抑菌药物对益生菌也存在抑制作用。因此，在使用益生菌时，应当根据益生菌特性和作用，针对性地选择使用方式或者采取措施增强益生菌的耐受性。

3 小 结

目前，国际上对益生菌安全性评价方法和管理使用还缺乏统一标准，对其安全性虽做出了有益的研究和探索，但报道不多。总体而言益生菌对健康机体是安全的，但部分益生菌的不良反应确实存在，因此益生菌潜在的安全性应该纳入益生菌筛选考虑范围，对益生菌株的风险评估应做充分的研究，运用现代科学技术如宏基因组测序等全面了解菌株生理特性，不仅是益生作用，还应包括黏附能力、耐药性、代谢特性、产酶活性以及剂量、使用方式等，同时应结合临床试验，按照标准的检测程序对其开展风险评估。相信随着研究的不断深入，益生菌安全性的评价和使用将进一步标准化，从而推动益生菌产业健康、有序地发展。

[1] Lilly D M,Stillwell R H.Probiotics:growth-promoting factors produced by microorganisms[J].Science,1965,147（3 659）:747-748.

[2] Fuller R.Probiotics in man and animals[J].Journal of Applied Bacteriology,1989,66（5）:365-378.

[3] 金鹏.益生菌研究进展[J].农产品加工:创新版,2009（11）:70-72.

[4] Lee M R,Tsai C J,Liang S K,et al.Clinical characteristics of bacteraemia caused by Lactobacillus spp.and antimicrobial susceptibilities of the isolates at a medical centre in Taiwan,2000-2014[J].International Journal of Antimicrobial Agents,2015,46（4）:439-445.

[5] Cukovic-Cavka S,Likic R,Francetic I,et al.Lactobacillus acidophilus as a cause of liver abscess in a NOD2/CARD15-positive patient with crohnu2019s disease[J].Digestion,2006,73（2-3）:107-110.

[6] Liong M T.Safety of probiotics:translocation and infection[J].Nutrition Reviews,2008,66（4）:192-202.

[7] Snydman D R.The safety of probiotics[J].Clinical Infectious Diseases,2008,46（2）:104-111.

[8] Harty D W S,Oakey H J,Patrikakis M,et al.Pathogenic potential of lactobacilli[J].International Journal of Food Microbiology,1994,24（1-2）:179-189.

[9] Cannon J P,Lee T A,Bolanos J T,et al.Pathogenic relevance of Lactobacillus:a retrospective review of over 200 cases[J].European Journal of Clinical Microbiology&Infectious Diseases Official Publication of the European Society of Clinical Microbiology,2005,24（1）:31-40.

[10] Salminen M K,Tynkkynen S,Rautelin H,et al.Lactobacillus bacteremia during a rapid increase in probiotic use of Lactobacillus rhamnosus GG in Finland[J].Clinical Infectious Diseases An Official Publication of the Infectious Diseases Society of America,2002,35（10）:1 155-1 160.

[11] Wh K U,Lau D,Huen K F.Probiotics provoked D-lactic acidosis in short bowel syndrome:case report and literature review[J].Hong Kong Journal of Paediatrics,2006,11（3）:246-254.

[12] Ruiz P,Barragán I,Seseña S,et al.Functional properties and safety assessment of lactic acid bacteria isolated from goat colostrum for application in food fermentations[J].International Journal of Dairy Technology,2016,69（4）:559-568.

[13] Sumner S S,Speckhard M W,Somers E B,et al.Isolation of histamine-producing Lactobacillus buchneri from Swiss cheese implicated in a food poisoning outbreak[J].Applied&Environmental Microbiology,1985,50（4）:1 094-1 096.

[14] 郭晓奎,袁杰利.益生菌安全性的现状与对策[J].中国微生态学杂志,2009,21（6）:576.

[15] 张灼阳,刘畅,郭晓奎.益生菌的安全性[J].微生物学报,2008,48（2）:257-261.

[16] Bateup J M,Mcconnell M A,Jenkinson H F,et al.Comparison of Lactobacillus strains with respect to bile salt hydrolase activity,colonization of the gastrointestinal tract,and growth rate of the murine host[J].Appl Environ Microbiol,1995,61（3）:1 147-1 149.

[17] Zhang F,Jiang M,Wan C,et al.Screening probiotic strains for safety:evaluation of virulence and antimicrobial susceptibility of enterococci from healthy Chinese infants[J].Journal of Dairy Science,2016,99（6）:4 282-4 290.

[18] Ezendam J,Van L H.Probiotics:immunomodulation and evaluation of safety and efficacy[J].Nutrition Reviews,2006,64（1）:1-14.

[19] Hemarajata P,Versalovic J.Effects of probiotics on gut microbiota:mechanisms of intestinal immunomodulation and neuromodulation[J].Therapeutic Advances in Gastroenterology,2013,6（1）:39-51.

[20] Zheng M,Zhang R,Tian X,et al.Assessing the risk of probiotic dietary supplements in the context of antibiotic resistance[J].Frontiers in Microbiology,2017,8:908.

[21] Imperial I C,Ibana J A.Addressing the antibiotic resistance problem with probiotics:reducing the risk of its double-edged sword effect[J].Frontiers in Microbiology,2016,7（86 428）:1 983.

[22] Rajoka M S R,Mehwish H M,Siddiq M,et al.Identification,characterization,and probiotic potential of Lactobacillus rhamnosus,isolated from human milk[J].LWT-Food Science and Technology,2017,84（2017）:271-280.

[23] Wong A,Ngu D Y,Dan L A,et al.Detection of antibiotic resistance in probiotics of dietary supplements[J].Nutrition Journal,2015,14（1）:1-6.

[24] Varankovich N V,Nickerson M T,Korber D R.Probiotic-based strategies for therapeutic and prophylactic use against multiple gastrointestinal diseases[J].Frontiers in Microbiology,2015,6:685.

[25] Mater D D G,Langella P,Corthier G,et al.A probiotic Lactobacillus strain can acquire vancomycin resistance during digestive transit in mice[J].Journal of Molecular Microbiology&Biotechnology,2008,14（1-3）:123-127.

[26] 戴汉文.滥补益生菌,小心“益生菌依赖症”[J].家庭科学,2013（7）:40.

[27] Liu Q,Ni X,Wang Q,et al.Lactobacillus plantarum BSGP 201683 isolated from giant panda feces attenuated inflammation and improved gut microflora in mice challenged with enterotoxigenic Escherichia coli[J].Frontiers in Microbiology,2017,8:1 885.

[28] Wang H,Ni X,Qing X,et al.Live Probiotic Lactobacillus johnsoniiBS15 promotes growth performance and lowers fat deposition by improving lipid metabolism,intestinal development,and gut microflora in broilers[J].Frontiers in Microbiology,2017,8:1-14.

[29] 黄亚娟,宋萌萌,孙琳,等.不同来源乳酸杆菌生物学特性的比较[J].西北农林科技大学学报:自然科学版,2011,39（9）:193-199.

[30] 刘钊熠.几种动物来源益生菌部分生物学特性的比较研究[D].哈尔滨:东北农业大学,2013.