益生菌治疗乳糖不耐受的机制研究及临床应用前景分析

史婧怡 孙涛*

乳糖进入机体后，经小肠乳糖酶分解，被肠道吸收。当乳糖酶缺乏或活性降低时，乳糖不能正常代谢，未被分解的乳糖可刺激肠壁，并在肠内形成高渗物质，产生渗透性腹泻［1］；部分乳糖经消化道下行，被结肠细菌发酵［2］，产生短链脂肪酸（如乙酸、丙酸、丁酸、乳酸）和大量气体（如H2、CH4、CO2），从而导致腹痛、腹胀等症状，这些症状统称为乳糖不耐受［3-4］。益生菌属于一种微生态制剂，含有足够数量非致病性的特定活菌，摄入一定数量后对宿主健康有益［5］。目前国内使用的益生菌有20余种，主要为双歧杆菌、酪酸杆菌、乳杆菌、布拉酵母菌、肠球菌等［6］。大量临床实践表明，双歧杆菌、乳杆菌、枯草杆菌等益生菌可治疗乳糖不耐受，主要通过产生多种消化酶、改变肠道菌群种类、提高机体免疫力、增加β-半乳糖苷酶活性等发挥作用。益生菌治疗乳糖不耐受具有接受程度高、不良反应少、可长期服用等优势，值得推广。

1 乳糖不耐受产生原因

乳糖不耐受按照病因可分为四种类型：原发型、继发型、先天型、发育型。

原发型乳糖不耐受指婴儿期乳糖酶分泌充足，随着年龄的增长，乳糖酶基因表达降低，导致乳糖酶活性下降，促使乳糖不耐受症状的发生［7］。此类型是乳糖不耐受最常见的原因，与母乳中乳糖含量降低有关。

继发型乳糖不耐受指各种原因如炎症性肠病、感染性腹泻、手术、药物、辐射等导致小肠黏膜上皮细胞缺损［8］，乳糖酶分泌水平降低，从而引发乳糖不耐受。据统计，轮状病毒肠炎导致的继发型乳糖不耐受发病率最高。该病毒不仅破坏肠黏膜，减少乳糖酶分泌，还可直接分解乳糖酶，引起严重腹泻［9］。继发型乳糖不耐受可导致严重的肠道微生态及免疫功能紊乱，不利于肠道修复，进一步降低对乳糖的吸收利用，引发恶性循环，使乳糖不耐受症状迁延难愈。

先天型乳糖不耐受较为少见，此类型中编码乳糖酶的基因突变，患儿出生时便严重缺乏乳糖酶［10］，从而产生乳糖不耐受。患儿摄入乳糖后即可出现脱水、酸中毒、电解质紊乱等现象，甚至危及生命［11］。

发育型乳糖不耐受多见于早产儿，是由于早产儿发育不良导致乳糖酶活性偏低，进食超负荷乳糖后产生的相对乳糖不耐受现象［12］。

另有文献表明，乳制品蛋白也可能是导致乳糖不耐受发生的原因之一。酪蛋白可能与肠道受体相互作用，并诱导肠道运动，从而引发一系列腹部症状［13-14］，具体机理有待研究。此外，αS1-、αS2-、β-和κ-酪蛋白，以及α-和β-乳球蛋白［15］等均可作为过敏原刺激肠道免疫系统，使B淋巴细胞增殖分化成浆细胞，产生IgE。IgE可与嗜碱性粒细胞、肥大细胞膜结合，合成并释放组胺等大量细胞介质，使机体处于持续过敏状态，引发一系列免疫反应，最终导致乳糖不耐受的产生。

2 益生菌治疗乳糖不耐受的机制

2.1 影响小肠内环境 （1）产生乳糖酶及多种消化酶：乳糖酶是导致乳糖不耐受症状产生最直接的原因，益生菌可产生乳糖酶及多种消化酶，降低肠内乳糖含量，以缓解腹痛、腹胀等乳糖不耐受症状。既往文献表明，乳酸菌可产生乳糖酶，不仅能水解乳品中20%～30%的乳糖，降低乳糖含量，还能水解人体内残存的＞50%的乳糖，促进乳糖消化吸收；嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌等益生菌在乳糖存在的情况下可诱导合成乳糖酶，有利于机体对乳糖的分解利用。Pakdaman等［16］进行了一项随机双盲对照实验，发现嗜酸乳杆菌可产生乳糖酶，发酵乳糖，从而降低腹泻、腹痛、呕吐、腹胀等乳糖不耐受症状。Billoo等［17］发现，布拉酵母菌在肠道内可发挥多种药理作用，从而治疗乳糖不耐受。该菌通过释放精胺等多胺因子，激活肠黏膜双糖酶（如乳糖酶、麦芽酶、蔗糖酶）活性，促进乳糖分解为半乳糖，减少乳糖不耐受发生率。曹振辉等［18］发现，保加利亚乳杆菌可保持自身细胞膜完整性，使其自身分泌的乳糖酶不被胃酸降解，顺利进入肠道中发挥作用。Ojetti等［19］研究发现，枯草杆菌可产生多种消化酶，不仅能分解糖类、脂肪、蛋白质，还能分解纤维蛋白、明胶等其他消化酶不能分解的物质，将其转化为可溶性物质，减轻肠道负担，缓解患儿乳糖不耐受症状。（2）生物拮抗作用：益生菌可使小肠上皮细胞紧密连接，形成生物屏障，阻挡致病菌侵入；还可阻碍致病菌在小肠中定植，抑制致病菌生长繁殖。因此，益生菌具有生物拮抗作用，可因此防治由致病菌引发的继发型乳糖不耐受症状。李碧莹［20］发现，益生菌联合蒙脱石散治疗轮状病毒腹泻患儿后，血D-乳酸及血二胺氧化酶（DAO）显著下降，证实益生菌可改善患儿胃肠屏障功能指标，加速恢复肠黏膜正常屏障功能，修复感染所致的上皮损伤，维护小肠上皮细胞完整性，提高继发型乳糖不耐受临床疗效。麦海燕［21］发现，枯草杆菌二联活菌能产生细胞外糖苷酶，降解肠黏膜上皮细胞上的复杂多糖，使上皮细胞免受致病菌破坏，减少肠黏膜损伤；还可产生溶菌酶和抗菌化合物，抑制致病菌生长繁殖，维持肠道功能正常。此外，粪链球菌繁殖迅速，能快速适应肠道环境，定植在肠黏膜表面，抵御致病因子侵袭，充分发挥生物屏障作用。（3）维持肠道微生态平衡：益生菌可补充肠道正常菌群，使肠道结构与功能尽快恢复，并能生成乳糖酶，酵解多余乳糖，还可有效降低肠内氧浓度，促进有益菌群生长，抑制有害菌群繁殖，维持肠道正常平衡，有效缓解乳糖不耐受现象。过往研究发现，双歧杆菌的数量和腹胀、腹痛症状呈负相关［22］。Petschow等［23］发现，益生菌能调节肠道菌群，促进双歧杆菌生长，维持肠道微生态平衡，提高机体对乳糖的耐受性。Billoo等［17］研究发现，布拉氏酵母菌不易被胃酸灭活，可迅速在肠内达到有效浓度，帮助重建肠道微生态平衡。麦海燕［21］研究发现，粪链球菌可制造厌氧环境，促进厌氧菌双歧杆菌生长，有利于降解乳糖，从而缓解患儿乳糖不耐受症状。余金蓉［24］研究表明，屎肠球菌可通过分解过氧化氢和夺氧，降低肠内氢化还原电位及pH值，创造肠内厌氧环境，从而维持肠道微生态平衡，有效促进腹泻恢复。Vitellio等［25］研究表明，益生菌联合维生素B6治疗可有助于缓解乳糖不耐受症状，其机制为积极调节肠道微生物的组成和相对代谢。

2.2 调节宿主免疫功能 （1）改善过敏体质：益生菌能调节细胞因子的合成与释放，降低机体对食物源性抗原的免疫应答，弱化IgE介导的Ⅰ型超敏反应，增加机体抗过敏能力，从而缓解乳糖不耐受等症状。Britton等［26］研究发现，益生菌可调节机体肠道免疫功能，降低对食物源性抗原的免疫应答，其主要机制为调节细胞因子的合成与释放，干扰核转录因子-kB（NF-kB）和MAP激酶级联反应的信号途径。王霞等［27］使用利敏舒益生菌联合常规药物治疗某种过敏性疾病后血清变态反应性介质水平降低，进一步证实利敏舒益生菌可抑制主动致敏性肥大细胞释放组胺及致敏细胞脱颗粒过程，从而减少血清相关因子的合成与释放，降低过敏反应水平。利敏舒由多种益生菌组成，具有一定的抗过敏作用，目前已经获得欧盟委员会卫生与食品安全批准，是首款预防性及对过敏体质治愈的微生物用药，已用于多种过敏体质的治疗。（2）提高机体免疫力：益生菌可通过调节T淋巴细胞及各种炎症因子水平，纠正机体免疫紊乱，提高机体免疫力和抗感染能力，缓解乳糖不耐受症状。药理学研究显示，利敏舒益生菌可增加Th1抗炎细胞因子，减少抗原诱导的Th2促炎细胞因子，达到Th1/Th2平衡，完善免疫系统，发挥药理作用［28］。吴晓晨等［28］研究发现，运用利敏舒益生菌结合常规药物治疗一种过敏性疾病后，血清IgE、IL-4、IL-10、IL-18水平及T淋巴细胞CD3+、CD4+、CD4+/CD8+、CD8+水平均优于治疗前，证明利敏舒益生菌结合常规药物治疗能改善IgE和各类炎症因子水平，控制疾病发生，还能激发细胞免疫，纠正机体免疫功能。另有学者发现，利敏舒益生菌还能促进INF-γ释放，提高细胞内cAMP水平，增加Th1细胞活性，提升机体综合免疫力，抵御病原入侵。Plaza-Diaz等［29］研究发现，经益生菌治疗后，IL-10等抗炎分子水平升高，IL-8、IL-1β等促炎因子水平降低，肿瘤坏死因子-α水平降低，表明益生菌可通过模式识别受体（PRR）激活的精细调控或其他机制而产生免疫耐受。Hogenová等［30］发现，益生菌能刺激肠黏膜上皮产生细胞因子和抗菌肽等物质，起选择性抗生素和免疫调节作用。并且当致病微生物进入机体时，树突状细胞可被激活，主动搜寻致病微生物并将其转移至肠道淋巴结中，进一步产生免疫反应，从而提高机体抵抗外界感染的能力。

2.3 影响结肠代谢 （1）激活或产生β-半乳糖苷酶：β-半乳糖苷酶在乳糖结肠代谢中起至关重要的作用，益生菌可在结肠中激活或产生β-半乳糖苷酶，降解多余乳糖，减轻乳糖不耐受症状。王海波等［31］研究发现，长双歧杆菌在含乳糖的培养基中能产生较多β-半乳糖苷酶，而保加利亚乳杆菌能代谢乳糖含量少的机体内几乎全部的乳糖。钟燕等［32］发现，益生菌的干预可改变结肠菌群构成，增加结肠内乳糖发酵菌含量，还能促进内源性双歧杆菌及其他细菌生长繁殖，且促进作用可持续至干预结束后7d，进一步提高结肠内β-半乳糖苷酶活性。此外，来自体外的益生菌（如保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、双歧杆菌等）所具有的β-半乳糖苷酶不会被胃酸、消化酶及胆盐完全破坏，仍能进入结肠中发挥作用，分解乳糖，减轻患儿乳糖不耐受症状。（2）减少产气量：细菌发酵乳糖产生大量气体是导致乳糖不耐受症状的原因之一，部分益生菌发酵乳糖时产酸不产气，可有效缓解腹痛、腹胀等乳糖不耐受症状。王爱华等［33］发现，双歧杆菌和乳杆菌在发酵乳糖时只产生短链脂肪酸（如乙酸、丙酸、丁酸、乳酸），不会产生气体（如H2、CH4、CO2），因此不会引起腹胀等不适症状。Jonkers［34］发现，长双歧杆菌发酵碳水化合物后可产生大量短链脂肪酸，形成化学屏障，抑制产酸产气菌生长，可有效减轻腹泻、腹胀症状。

3 益生菌治疗乳糖不耐受的临床应用分析

3.1 益生菌制剂研究进展 随着对菌群研究的不断深入，益生菌越来越受到重视，其生理和药理作用被广泛研究，由此开发出的一系列产品已在国内外上市。目前，益生菌已被普遍应用于食品、保健品和药品中。在医药领域，益生菌主要用于治疗腹泻病、炎症性肠病、肠易激综合征、新生儿坏死性小肠结肠炎、过敏性疾病、肝胆疾病和乳糖不耐受等［6］。

3.2 益生菌治疗乳糖不耐受研究进展 许多国内外学者认为，益生菌可作为治疗乳糖不耐受的有效手段。大量相关文献证实，益生菌确实具有缓解乳糖不耐受的作用［35］。此外，欧洲食品安全局已发表声明，认为酸奶具有改善乳糖不耐受患者的乳糖消化能力，并将其归因于菌种可产生乳糖酶。现普遍认为，乳杆菌和双歧杆菌是能产生乳糖酶的两种益生菌，乳糖酶活性可以缓解乳糖不耐受症状。然而大量文献发现，益生菌不仅可以通过产生乳糖酶改善乳糖不耐受症状，还可以产生生物拮抗、维持肠道微生态平衡、调节宿主免疫功能、影响结肠代谢等，并能同时从上述几个方面缓解乳糖不耐受现象，治疗总体有效率高，不良反应少，可提高乳糖耐受性及患儿生活质量。因此，开发益生菌制剂帮助改善乳糖不耐受症状被认为是医疗领域最具有潜力的领域之一。《益生菌儿科临床应用循证指南》（2017版）和《微生态制剂儿科应用专家共识》（2010版）中提到，目前用于治疗乳糖不耐受的益生菌主要有双歧杆菌、乳杆菌、枯草杆菌、嗜热链球菌、酪酸梭菌、布拉酵母菌等［2，36］，种类较丰富；另有文献表明，粪链球菌、屎肠球菌亦在乳糖不耐受的治疗中具有一定效果，有待进一步研究。

3.3 益生菌治疗乳糖不耐受的优势分析 乳糖不耐受的治疗主要为减少或消除饮食中的乳糖，直到症状消失，但这较难实现，因为乳糖存在于极大多数乳制品中，甚至被广泛用作食品添加剂，减少摄入含乳糖产品容易引起营养缺乏。除了对含乳糖食品进行饮食限制外，还可以选择乳糖酶作为酶促食品补充，但其功效时间较短，须在含乳糖膳食前5～30min内食用。

益生菌作为一种药物制剂，具有接受程度高、不良反应少、适合长期服用、经济实惠等优点，利于大众使用和推广，具有巨大的发展潜力和发展前景。研究发现，益生菌治疗乳糖不耐受可补充肠道乳糖酶，不易被胃酸、胆盐、消化酶等降解，还可激发肠内乳糖酶活性，促进内源性乳糖酶产生，从多角度出发缓解乳糖不耐受症状。此外，益生菌治疗还可纠正肠道菌群紊乱，重建肠道微生态平衡，并能减少肠黏膜损伤，减轻肠道负担，促进肠道正常功能的恢复。乳糖不耐受患儿经益生菌治疗后效果良好，腹泻次数显著减少，大便性状明显改善，治疗可有效缩短病程和住院时间，提高患儿综合免疫力，防治肠道感染，总体临床效果较好。值得一提的是，益生菌治疗为母乳喂养的患儿提供了理想的治疗方法，提高患儿健康水平和生活质量，值得进一步推广。

3.4 益生菌治疗乳糖不耐受的现状 目前临床上还未广泛使用益生菌治疗乳糖不耐受，其原因可能与缺乏大样本、多中心的随机对照试验等强有力证据有关。研究方法需要更加标准化，符合循证医学的要求，还需确定益生菌制剂的特性和纯度，确保研究结果准确。同时，还应关注益生菌的最佳疗程，注重同种益生菌不同剂量、单一菌制剂用药与多菌种联合用药、多种益生菌联合使用或交替使用等效果评价［6］。此外，益生菌的具体作用机制仍在探讨中，目前大多停留在宏观指标层面上，缺乏更深入的研究，故有必要加强从微观角度（如分子、基因水平上）探讨益生菌的作用机理，完善对益生菌的认识，以探索其在这一领域的潜力。最后，使用益生菌治疗疾病时还应考虑到患儿的治疗结果存在个体化差异，以及益生菌的安全性等多种因素，这些均为今后研究中需要解决的问题。因此，现今应用益生菌治疗乳糖不耐受时需谨慎，尽量使用功能已被证实、证据级别较高的常见菌种进行治疗，避免潜在风险发生。

4 展望

大量文献已证实，益生菌制剂可通过多种机制有效治疗乳糖不耐受，具有独特优势。然而，益生菌在治疗方面仍有许多问题需要解决，包括更深入的分子、基因水平机制研究，单一菌制剂用药与多菌种联合用药的评价，治疗的个性化差异等。相信随着研究的不断深入，在不久的将来，益生菌的作用将会越来越清晰，并有效推动乳糖不耐受治疗发展的进步。