益生菌治疗抗生素相关性腹泻的研究进展

陈小玉，邵庆亮

(哈尔滨医科大学附属第四医院新生儿科，哈尔滨150001)

腹泻是全身抗生素治疗常见的不良反应。从治疗开始到治疗结束后2个月，有5%～39%的患者相继出现抗生素相关性腹泻(antibiotic-associated diarrhea，AAD)[1]。任何类型的抗生素均可能导致AAD。在儿童中，发生AAD的主要危险因素包括儿童的年龄和所用抗生素的类型[2]。AAD的主要机制包括常驻胃肠道微生物群和黏膜完整性的破坏、病原体的过度生长以及代谢失衡[3]。尤其对于儿童期，胃肠道屏障功能薄弱，胃肠道微生物组稳定性较差[4]。因此，对于发生AAD的儿童和婴儿，同时使用益生菌强化微生物组治疗AAD是非常有吸引力的选择。益生菌被定义为非致病性活微生物，当摄入足量时，可以在肠道中定植并促进微生物群的恢复，使宿主保持健康[5]。作用于AAD的药物基本原理来自不平衡的共生肠道微生物群的正常化、黏膜功能和代谢过程的调节、刺激系统免疫应答和抑制病原菌定植以及使用特定的益生菌菌株[6]。基于此，在最近的流行病学研究中，无论是在抗生素摄入期间和摄入后均经验性地推荐多种微生物(如乳酸杆菌、酵母菌和双歧杆菌)用于治疗AAD，结果令人鼓舞[7]。但也存在争议，例如，选择哪些益生菌菌株更有效且可耐受，或多菌种组合是否优于单一菌株益生菌制剂等。现就益生菌治疗AAD的研究进展予以综述。

1 AAD

AAD是抗生素使用的常见并发症，被定义为与抗生素联合发生的不明原因的腹泻[8]。AAD可以发生在从开始治疗到抗生素暴露后2个月的任何时间点[9]。与成人AAD相比，儿童AAD暴露于抗生素后起效更快，这是由于儿童胃酸度低，免疫系统发育不完善，血清免疫球蛋白(immunoglobulin，Ig)和胃肠分泌型IgA水平较低，补体水平低，对外界环境变化耐受力差，使用抗生素后易发生AAD[10]。通常AAD是短暂的、自限性的、没有特定病原体的，然而，AAD发作中有10%～25%的最严重病例是由艰难梭菌导致的，继发艰难梭菌导致的AAD可能导致电解质紊乱、假性膜性结肠炎、中毒性巨结肠，但很少会导致死亡[7,11]。长期使用广谱抗生素、长时间住院、口服和合并症等风险因素均会影响AAD的发病和进展[11-12]。目前对AAD的标准治疗尚有局限性，轻度病例尚无确定的治疗方法，通常会停止使用抗生素，采用支持治疗和饮食改变，而严重的病例通常需要卧床休息、静脉输液以及使用其他抗生素(如甲硝唑或万古霉素)，并且近25%的患者可能复发[13]，这使得AAD的治疗出现了矛盾和困难。因此，通过使用益生菌强化微生物、调节肠道菌群以及增强消化道屏障功能等方法治疗AAD，是非常有吸引力的选择。

2 益生菌的种类及应用

2.1鼠李糖乳杆菌GG(Lactobacillus rhamnosus GG，LGG) LGG是一种益生菌菌株，在治疗和预防胃肠道疾病方面均有显著效果[14]。LGG定植肠道的能力是由于其类似伞状菌的附属物和可溶性蛋白质的产生，这些蛋白质能够增加LGG对肠上皮细胞的黏附，LGG一旦附着可以产生机械保护黏膜的生物膜；同时，不同可溶性因子(如猪血清蛋白酶抑制剂p75和p40蛋白、细胞壁相关水解酶和甘油醛-3-磷酸脱氢酶等)通过增强肠道隐窝存活、减少肠上皮细胞凋亡和保持细胞骨架完整性也对肠道有益[15]。此外，LGG能够通过凝集素样蛋白1和凝集素样蛋白2保护机体免受感染，该蛋白对各种病原体(如沙门氏菌或尿路感染的大肠埃希菌)生物膜具有显著的抑制作用[16]。最终，LGG能够通过减少单核细胞和巨噬细胞的激活、炎症标志物的表达以及增加白细胞介素(interleukin，IL)-10、IL-12和肿瘤坏死因子-α的产生，促进Ⅰ型免疫应答(即巨噬细胞的吞噬作用)；然而，乳杆菌属物种特别是LGG，对一些抗生素，特别对青霉素是敏感的，因此，当施用抗生素治疗时，LGG在肠道中定植并充当益生菌的能力可能是有限的[17]。

国外最近评估了7例患儿(接受阿莫西林克拉维酸盐治疗)肠道中LGG菌群定植变化，该研究使用抗生素和LGG粉末给药前和给药10 d后收集的新鲜粪便样本，这些粪便样本同时含有抗生素和3×109菌落形成单位(colony-forming unit，CFU)的LGG粉末，在收集的样品中，计数可见的菌落表示为CFU/g(表示每个样品中存在的活菌数)，并从细菌菌落中提取DNA，进行16S rRNA基因的聚合酶链反应(polymerase chain reaction，PCR)扩增，目的在于鉴定细菌种；细菌基因组重复回文序列-PCR谱的给药之前结果显示无患者携带LGG，而经过10 d的抗生素处理后，物种特异性16S rRNA分析显示，7例患儿中有6例存在鼠李糖乳杆菌；基因组重复回文序列-PCR谱进一步评估表明，7例患儿中有4例存在目标研究微生物LGG，并且即使在口服给予儿童最常用的抗生素治疗时，也支持所研究的微生物有肠道定植的可能[18]。Johnston等[6]对各种益生菌的肠道定植进行了评估，结果发现，LGG的CFU为(5亿～400亿)/d，似乎最适合预防和治疗儿童AAD。

2.2酿酒酵母 布拉酵母(saccharomyces boulardii，Sb)是酿酒酵母的酵母菌株，具有独特的生理特性(如pH变化、温度变化以及对消化系统的酶、胆汁盐和有机酸的抗性)[19]。此外，Sb能够通过分泌结合细菌的蛋白质阻止毒素黏附于黏膜-肠膜，限制毒素的生长，并通过酶促切割使毒素失活，调节宿主的胃肠免疫系统，抑制少量病原体[20]。Sb确实可以通过诱导Ig和细胞因子响应酵母本身而释放宿主免疫系统，Sb能够增强分泌和释放IgA，防止粘连并强制清除病原体，增加血清总IgM和库普弗细胞的数量；此外，在感染前，Sb能够上调树突状细胞中几种细胞因子(如肿瘤坏死因子-α、IL-1、IL-12、IL-6和IL-10)的产生[21]。与无菌对照组相比，Sb可以更有效地从血液中清除致病性细菌，同时加快细胞因子的反应，可用于乳糜泻、大肠埃希菌、霍乱弧菌和幽门螺杆菌感染[22]。此外，Sb已被证明可有效恢复肠道菌群，改善消化[23]。由于其独特的特性，Sb作为益生菌应用于临床治疗已有50多年[24]，并已建立起限制胃肠道炎症和感染的能力。此外，作为酵母，与益生菌、乳杆菌不同，Sb对所有抗生素均具有天然抗性，同时具有良好的食品安全性[25]

2005年，Szajewska和Mrukowicz[26]首次调查了Sb在预防儿童AAD中的作用，5项随机对照试验(randomized controlled trial，RCT)汇总的数据显示，Sb在预防儿童和成人AAD方面的效果一般。Urbańska等[27]对Szajewska和Mrukowicz[26]的荟萃分析进行了更新，除AAD的发病率外，还评估了乳糜泻引起腹泻的发生率和不良事件；该研究包括21项RCT，共有4 780例参与者，涉及成人和儿童，通过给予Sb使AAD的发生率由18.7%降至8.5%，特别是在儿童中，Sb将AAD的风险从20.9%降至8.8%，证明Sb可减少AAD的发病风险，在儿童中效果更为显著。

2.3罗伊氏乳杆菌 罗伊氏乳杆菌是一种革兰阳性、异源发酵细菌，天然存在于哺乳动物的肠道中，是人类为数不多的真正本土的乳杆菌属物种之一。罗伊氏乳杆菌于20世纪80年代早期被首次描述记载[28]，此后作为益生菌被应用于婴儿和成人。罗伊氏乳杆菌具有独特的产生罗伊氏菌素(一种抗致病性化合物)的能力，可以诱导细胞内的氧化应激，罗伊氏乳杆菌能够抑制广谱的微生物(包括革兰阳性、阴性细菌以及真菌和原虫等)[29]。此外，罗伊氏乳杆菌还具有聚集能力，可以在胃肠道定植，并具有免疫调节能力[30]。Urbańska等[27]进行了一项关于罗伊氏乳杆菌在儿科人群中对腹泻病有效性的研究，该研究纳入8项RCT(n=1 229，包括婴儿和18岁以下儿童)，测试罗伊氏乳杆菌DSM 17938治疗或预防腹泻的效果，结果显示，罗伊氏乳杆菌可缩短腹泻的持续时间并增加治愈的机会。

2.4丁酸梭菌和婴儿双歧杆菌组合粉末 丁酸梭菌是一种专性厌氧的革兰阳性芽孢杆菌，具有极强的整肠作用，可抑制肠道中的致病菌，促进肠道中有益菌(如双歧杆菌和乳杆菌)的生长，常与双歧杆菌混合使用治疗肠道菌群失调。丁酸梭菌通过丁酸盐的产生降低肠道通透性并增强结肠防御屏障的各种成分，而婴儿双歧杆菌可降低结肠通透性和炎症，并减少γ干扰素的分泌[31]；长双歧杆菌和短双歧杆菌菌株均能够降低病原体对人肠上皮细胞HT29的毒性作用[32]。一项多中心RCT对抗生素治疗7 d的患儿分别给予丁酸梭菌、双歧杆菌混合物和其他益生菌进行口服，并记录患儿腹泻和药物不良反应的发生率，结果显示，丁酸梭菌和双歧杆菌联合粉末治疗使AAD风险降低53.6%(RR=0.419，95%CI0.217～0.808，P=0.008)，益生菌组风险降低7.8%，对照组风险降低16.8%[33]，证明丁酸梭菌和婴儿双歧杆菌组合粉末可降低AAD风险。

2.5植物乳杆菌 植物乳杆菌是乳酸菌的一种，利用叶片的植物成分产生必需的代谢酶，可以在感染期间加速肠道微生物平衡，通过黏附于黏膜并减少革兰阴性细菌，降低黏膜炎症和腹泻的发生率[34]。此外，植物乳杆菌299V在体外可增加IL-10的合成和分泌，具有有益的免疫调节活性[35]。因此，植物乳杆菌已被用于不同的胃肠道疾病，可减少住院成人抗生素相关松散、水样便的患者数量[36]。有学者进行了一项RCT(438例1～11岁儿童)，结果未显示植物乳杆菌对AAD的有益作用，但对有幽门螺杆菌感染的儿童(66例3～14岁儿童)进行的一项随机双盲临床试验(接受标准三联方案)则显示，益生菌组合方案使抗生素的治疗效果得到了改善(P=0.04)，且AAD风险降低(P=0.039)[37]。

2.6嗜热链球菌 嗜热链球菌是一种耗氧的革兰阳性菌，可生产胞外多糖、细菌素和维生素。另外，嗜热链球菌也可以作为潜在的有益菌，具有健康效果、转运活性和一定的胃肠道黏附性。嗜热链球菌还可改善肠道微环境，促进肠蠕动，防止病原菌定植，分泌细菌素抑制病原菌的生长，产生β-半乳糖苷酶的细菌，协助乳糖消化。一项RCT对口服或静脉注射抗生素的169例住院患者进行了评估，评估患者补充106 CFU/g嗜热链球菌配方的效用(共15 d)，结果显示，嗜热链球菌可有效预防AAD，风险降低47.7%(RR=0.52，95%CI0.29～0.95)[38]。

2.7酸奶 酸奶作为一种发酵乳，含有嗜热链球菌和德氏乳杆菌亚种的共生活菌和活性培养物，可有效调节胃肠道菌群和免疫反应，而酸奶的用途也已在肠道疾病中进行了研究，并且还在预防AAD中进行了测试[39]。大量证据支持食用酸奶的有益效果，例如，酸奶可缩短感染性腹泻的持续时间、健康肠道细菌的定植以及减少食物敏感性和特应性皮炎的风险[40]，而且在酸奶中发现的乳杆菌在用于AAD后，可使肠道菌群组趋于正常化[41]。虽然理论上酸奶对于维持肠道有益菌群稳定、构建屏障功能有积极意义，但缺乏相关的证据支持。2015年，Patro-Golab等[42]发表了关于酸奶的荟萃分析，结果显示，该数据不足以支持使用酸奶预防AAD(RR=0.83，95%CI0.41～1.67)。目前尚无关于CD相关腹泻的试验[43]。因此，酸奶在预防和治疗AAD方面仍需进一步探讨。

3 小 结

在对患儿治疗的过程中，应用抗生素可以影响肠道抵抗致病微生物入侵的能力[43]或内源性机会性病原体物种的过度生长[44-45]，导致AAD的发生。同时，肠道微生物群的平衡也会对患者的感染和其他疾病的易感性产生长期影响[46-47]。而益生菌的核心益处是通过促进平衡微生物群的维持，创造有利的肠道环境，支持消化道和免疫系统的健康[48]。因此，合理应用益生菌制剂可经由多个方面对ADD起辅助治疗作用，减轻患儿病痛。益生菌的核心益处已在预防和(或)管理不同病症方面进行了深入研究，如肠道感染、呼吸道感染、泌尿生殖系统感染、蛀牙、牙周病、炎性肠病以及幽门螺杆菌感染等，未来还有希望应用于其他疾病中。