布拉氏酵母菌在消化系统疾病中的研究进展

刘静文，任海霞，袁方婷，罗和生

(武汉大学人民医院消化内科，武汉 430060)

布拉氏酵母菌是一种益生菌酵母，临床常用于消化系统疾病的治疗，如急性胃肠炎[1]。布拉氏酵母菌具有独特的表型特征和生理特性，如在37 ℃下通常生长良好、对胃内环境具有抵抗力、低pH值环境下的生存能力良好等[2]。研究表明，布拉氏酵母菌在治疗和减轻糖尿病及其相关并发症[3]、高胆固醇血症[4-5]等方面具有潜在作用。同时，其还可安全、显著地降低黄疸患儿的血清胆红素水平且无不良反应，对治疗新生儿高胆红素血症有积极意义[6]。另有研究发现，布拉氏酵母菌可改变小鼠肠道菌群，减缓小鼠急性肝衰竭的发生发展，对肝脏具有保护作用[7]。还有研究指出，布拉氏酵母菌单药或联合应用均有助于改善系统性硬化症的胃肠道预后[8]。此外，在胰腺炎治疗过程中应用布拉氏酵母菌可减少细菌感染的发生[9]；同时，其在治疗或预防非甾体抗炎药所致溃疡方面也有一定潜力[10]。研究表明，布拉氏酵母菌MUCL53837有利于干眼综合征的治疗[11]。另有报道指出，布拉氏酵母菌可改善自闭症儿童的强迫症状和自残行为[12]。因此，深入研究布拉氏酵母菌的结构特点、生物学功能以及作用机制有助于各系统疾病的预防和治疗。目前，布拉氏酵母菌在消化系统疾病中的应用最广泛，作用也较确切。现就布拉氏酵母菌在消化系统疾病中的研究进展予以综述。

1 布拉氏酵母菌概述

1.1布拉氏酵母菌简介 酵母属广泛存在于自然界中，其中布拉氏酵母菌是一种非致病性酵母，由法国科学家于1923年首次从荔枝、山竹等热带水果中分离而来[13]。布拉氏酵母菌是一种耐热酵母，最适生长温度为37 ℃，即宿主的生理温度，同时其也是一种耐酸酵母，可分泌多种生理活性因子[14]。布拉氏酵母菌具有抗炎、免疫调节和微生物群调节作用，是目前唯一一种已应用于临床的真菌制剂，可用于消化系统疾病的防治，其成品药布拉氏酵母菌散已广泛应用于临床。

1.2布拉氏酵母菌的结构特点 全基因组序列分析显示，布拉氏酵母菌与酿酒酵母菌基因组序列高度相似，但布拉氏酵母菌具有独特的基因组特征，如Ⅸ号染色体三体、己糖转运蛋白HXT11、HXT9以及天冬酰胺利用位点(AsP3)基因缺失等[15]。布拉氏酵母菌的特点还包括对胃部酸性条件耐受性好；37 ℃时生长良好；假菌丝生长能力较强，这可能与环腺苷酸途径的激活有关；存在产孢缺陷，可能与Ⅸ号染色体非整倍体相关[16]。研究表明，布拉氏酵母菌对半乳糖的利用效率较低，原因在于其基因组中编码磷酸葡萄糖苷酶的磷酸葡萄糖变位酶-2基因发生G1278A单点突变，进而导致在半乳糖利用中起关键作用的磷酸葡萄糖变位酶-2蛋白被阻断，而磷酸葡萄糖变位酶-2缺陷的布拉氏酵母菌野生型菌株在较高温度下以葡萄糖为底物时具有生长优势[17]。

1.3布拉氏酵母菌的生物学功能 布拉氏酵母菌可抑制病原菌、恢复肠道菌群、改善消化功能。病原菌的清除机制主要归因于布拉氏酵母菌的黏附蛋白与细菌结合抑制细菌与肠黏膜的黏附。研究表明，布拉氏酵母菌中的某些蛋白质在预防大肠埃希菌、艰难梭菌、霍乱弧菌和幽门螺杆菌感染方面起关键作用，如布拉氏酵母菌分泌的一个分子量为63 000的蛋白磷酸酶可通过磷酸化位点的去磷酸化抑制大肠埃希菌脂多糖毒性[18]。有报道指出，布拉氏酵母菌CNCM I-745可合成和分泌多胺、增强肠道消化酶活性、上调营养物质转运系统的表达，对刷状缘的消化酶具有显著的营养作用[19]。另有研究表明，布拉氏酵母菌可调节炎症因子的表达，还可通过刺激紧密连接蛋白的分泌保护胃肠黏膜屏障的完整性，并可直接与病原体结合抑制细菌病原体与肠上皮细胞的相互作用[20]。

2 布拉氏酵母菌与胃肠道疾病

布拉氏酵母治疗急性胃肠炎安全性较高，且可有效缩短腹泻持续时间、减轻病情严重程度[21]。目前尚无充分证据表明长期使用布拉氏酵母菌对肠易激综合征(irritable bowel syndrome，IBS)治疗有益，但其辅助治疗价值不可忽视。布拉氏酵母菌可积极控制炎症，但确切疗效及相关机制还有待进一步研究；同时，其在胃肠道恶性肿瘤防治领域也具有一定潜力。因此，深入研究其相关治疗机制，对临床胃肠道疾病的诊治具有重要指导意义。

2.1布拉氏酵母菌与IBS IBS是一种复杂的慢性功能性胃肠道疾病，其特征为间歇性腹痛或不适、肠蠕动习惯改变以及其他胃肠道症状，且缺乏可解释症状的形态学和生化学异常表现。根据临床症状，IBS可分为腹泻型IBS、便秘型IBS、混合型IBS和未定型IBS。IBS全球患病率约为11%，且其发病率呈逐渐升高趋势，严重影响患者的生活质量，同时也消耗大量医疗资源[22]。IBS病理生理学机制目前尚未明确，可能与肠道炎症、肠道菌群紊乱、精神心理因素等相关[23-26]。

研究表明，布拉氏酵母菌CNCM I-745可调节人源化IBS模型小鼠微生物-肠-脑轴，应用布拉氏酵母菌治疗可改善IBS伴焦虑粪菌移植小鼠的胃肠动力和焦虑样行为，具体机制包括影响疼痛通路、直接调节微生物菌群以及提高吲哚-3-乙酸水平等[23]。有研究发现，布拉氏酵母菌CNCM I-745可改善1型单纯疱疹病毒诱导的IBS肠道功能障碍模型小鼠胃肠神经肌肉异常、减少肌间神经丛中1型单纯疱疹病毒相关促炎细胞因子的产生、增加抗炎细胞因子白细胞介素(interleukin，IL)表达[27]。一项随机、双盲、安慰剂对照试验表明，布拉氏酵母菌可改善腹泻型IBS患者的细胞因子谱，即促炎细胞因子(IL-8和肿瘤坏死因子-α)水平降低、抗炎细胞因子(IL-10)水平升高以及组织中的IL-10/IL-12比值增加[28]。

临床上，布拉氏酵母菌常与美沙拉嗪、复方谷氨酰胺等联合治疗腹泻型IBS。有报道指出，布拉氏酵母菌与美沙拉嗪或马来酸曲美布丁联合治疗腹泻型IBS有利于缩短疗程、改善预后、提高患者生活质量[29-30]。布拉氏酵母菌联合氟哌噻吨美利曲辛治疗腹泻型IBS伴焦虑抑郁状态的患者，不仅可有效改善患者的焦虑抑郁状态，还可减轻其消化道症状[31]。布拉氏酵母菌联合复方谷氨酰胺治疗腹泻型IBS可显著提高疗效、减少腹泻次数并缩短止泻时间，同时还可降低血管活性肠肽和生长抑素水平，改善患者腹痛、腹胀等症状[32]。综上，布拉氏酵母菌可通过减轻IBS患者的肠道微炎症、调节肠道菌群等，改善患者临床症状并提高其生活质量。

2.2布拉氏酵母菌与炎性肠病(inflammatory bowel disease，IBD) IBD主要包括溃疡性结肠炎和克罗恩病。IBD是一种病因尚未明确但遗传易感性较强的胃肠道慢性间歇性炎症性疾病，可导致全身性疾病的发生[33]。IBD的发生发展可能与社会心理因素有关[34]，遗传因素[35]、环境因素以及肠道菌群改变[36-37]等也是重要的发病原因。研究表明，布拉氏酵母菌可通过抑制缺氧诱导因子-1α和缺氧诱导因子-2α的表达延缓结肠炎模型小鼠的体重降低、减轻组织学损伤并保护结肠屏障，同时下调上皮-间充质转化标志物和血管内皮生长因子表达[38]。另有研究发现，布拉氏酵母菌可抑制结肠炎小鼠肠道炎症，其机制主要是通过调节免疫应答、改变微RNA的表达改善肠腔内炎症[39]。

肠道上皮细胞损伤是IBD常见的黏膜病变，其治疗一方面需要抑制肠道炎症，另一方面需要通过肠细胞迁移修复受损上皮。研究表明，布拉氏酵母菌分泌的化合物可促进肠细胞的迁移而不依赖于细胞增殖，这种迁移增强与其促进细胞-细胞外基质相互作用的能力有关；同时，布拉氏酵母菌可激活α2β1整合素胶原受体，导致参与整合素信号通路的细胞质分子(包括黏着斑激酶和桩蛋白)的酪氨酸磷酸化程度增加，促进病灶粘连结构重组；布拉氏酵母菌分泌的致动因子可通过动态调节整合素α2β1的活性促进肠道细胞恢复[40]。一项回顾性队列研究表明，布拉氏酵母菌可改善缓解期克罗恩病患者的疾病活动指数、体质指数以及血清血红蛋白和总胆固醇水平，且不存在安全性问题[41]。另有报道指出，布拉氏酵母菌可快速改善IBD患者肠道消化不良症状、降低IBD的临床活跃度，同时改善患者肠道菌群组成；此外，冻干的布拉氏酵母菌制剂与标准IBD疗法的药物相容，具有较高的安全性[42]。由此可见，布拉氏酵母菌有益于IBD的临床治疗，具有现实意义且应用前景广阔。

2.3布拉氏酵母菌与胃肠道恶性肿瘤 研究发现，表皮生长因子受体暴露于布拉氏酵母菌会失活，从而导致其参与的表皮生长因子受体-胞外信号调节激酶通路和表皮生长因子受体-蛋白激酶B信号通路失活；布拉氏酵母菌可阻止人结肠恶性肿瘤细胞中表皮生长因子受体诱导的细胞增殖、减少细胞集落形成、促进细胞凋亡，同时还可抑制小鼠肠道肿瘤的生长和异型增生；此外，人表皮生长因子受体2、人表皮生长因子受体3和胰岛素样生长因子1受体也可被布拉氏酵母菌灭活[43]。因此，布拉氏酵母菌可通过抑制表皮生长因子受体以及其他受体酪氨酸激酶信号转导通路对胃肠道恶性肿瘤的防治产生积极作用。

Fortin等[44-45]研究布拉氏酵母菌细胞壁提取物对大鼠结肠恶性肿瘤的预防作用发现，布拉氏酵母菌中的不溶性葡聚糖可增强醌还原酶活性并抑制结直肠癌细胞生长；当葡聚糖含量以及葡聚糖/总糖比值较高、几丁质/葡聚糖比值较低时，对结直肠恶性肿瘤具有较好的预防作用和抗增殖作用。Pakbin等[46]研究发现，布拉氏酵母菌上清液可促进人胃腺癌EPG细胞和RDB细胞凋亡，且其对EPG细胞的细胞毒性和抗肿瘤活性均高于RDB细胞，同时还可下调Survivin基因的表达。另有研究表明，布拉氏酵母菌可有效降低溃疡性结肠炎小鼠癌变的概率，可能的原因在于布拉氏酵母菌可降低促炎细胞因子肿瘤坏死因子-α、IL-6水平或阻断肿瘤坏死因子-α、IL-6致癌功能以及重新平衡肠道菌群[47]。因此，布拉氏酵母菌可作为一种潜在的抗肿瘤药物或辅助药物用于治疗和预防胃肠道恶性肿瘤。

5-氟尿嘧啶是一种抗代谢药物，也是辅助治疗和姑息治疗结直肠癌全身化疗的重要组成部分[48-49]，应用5-氟尿嘧啶治疗的主要不良反应为肠黏膜炎。研究发现，布拉氏酵母菌可减轻5-氟尿嘧啶治疗所致的肠黏膜炎小鼠的胃肠道炎症和功能障碍[50]。另有研究表明，布拉氏酵母菌可在一定程度上抑制甲氨蝶呤的毒性作用[51]。因此，布拉氏酵母菌还可作为常规化疗方案的补充治疗。

3 布拉氏酵母菌与幽门螺杆菌感染

幽门螺杆菌是一种革兰阴性螺旋状病原体，幽门螺杆菌感染与多种胃肠道疾病的发生发展密切相关，包括胃炎、消化性溃疡、胃癌以及与胃黏膜相关的淋巴瘤等[52-53]。目前，临床主要应用抗菌药物(阿莫西林、克拉霉素、甲硝唑等)联合抗分泌剂(如质子泵抑制剂)治疗幽门螺杆菌感染。近年，由于幽门螺杆菌对抗生素产生耐药性，其根除率显著降低[54]。益生菌作为幽门螺杆菌抗生素治疗的佐剂，可提高根除率，且治疗相关不良反应少。研究指出，布拉氏酵母菌对减少幽门螺杆菌在人体胃肠道定植具有积极作用，但单一治疗并不能根除幽门螺杆菌[52]。Sakarya和Gunay[55]发现，布拉氏酵母菌具有神经氨酸酶活性，因此其可选择性结合并去除细胞表面的α-2，3唾液酸，即去除幽门螺杆菌与消化道黏附的配体，进而抑制幽门螺杆菌对胃、十二指肠上皮细胞的黏附作用。Cárdenas等[56]研究发现，布拉氏酵母菌CNCM I-745作为传统幽门螺杆菌感染三联疗法的补充治疗，可显著降低胃肠道不良反应发生率，这可能与肠道微生物菌群变化相关；同时，加入CNCM I-745还可增加肠道细菌多样性、降低类杆菌及梭状芽孢杆菌的丰度，同时增加肠道有益菌的丰度。研究表明，在序贯治疗的基础上加用布拉氏酵母菌可提高幽门螺杆菌根除率，并显著降低幽门螺杆菌感染患者治疗相关不良反应和抗生素相关性腹泻(antibiotic-associated diarrhea，AAD)的发生率[57]。Hurduc等[58]评估了布拉氏酵母菌对患儿根除幽门螺杆菌的影响，结果显示，在标准幽门螺杆菌根除疗法中加入布拉氏酵母菌可显著降低治疗过程中相关不良反应的发生率，同时使幽门螺杆菌的根除率增加12%。以上研究表明，布拉氏酵母菌可在一定程度上提高幽门螺杆菌的根除率并减少治疗相关的不良反应。

4 布拉氏酵母菌与AAD

AAD是指在使用抗生素治疗后出现无法解释的腹泻，大便次数超过每日2次并连续2 d以上，且排除其他致病原因。AAD的特征为肠道微生物群紊乱、肠道短链脂肪酸水平降低、肠腔内碳水化合物和结肠胆汁酸累积以及水分吸收改变[59]。临床试验证明，益生菌可预防AAD，作为一种非致病性酵母，布拉氏酵母菌已用于预防和治疗临床多种感染性腹泻及AAD[60]。

Barc等[61]研究发现，布拉氏酵母菌可快速恢复抗生素治疗后的肠道菌群平衡，这也是布拉氏酵母菌可预防ADD的潜在作用机制。一项前瞻性随机对照研究表明，阿莫西林-克拉维酸治疗可导致肠道罗斯氏菌数量减少，大肠埃希菌、副拟杆菌、肠杆菌等数量增加，而布拉氏酵母菌与阿莫西林-克拉维酸联合应用可减轻由抗生素引起的微生物菌群变化，降低ADD的发生率[62]。Szajewska和Koodziej[63]通过分析布拉氏酵母菌对儿童与成人ADD的预防作用发现，其可有效降低儿童和成人患ADD的风险。但目前尚无任何证据证明布拉氏酵母菌在预防全身抗生素治疗且无其他特殊危险因素住院患者ADD或艰难梭菌相关性腹泻方面有效[64]。布拉氏酵母菌可能通过平衡肠道菌群实现对ADD的防治，但确切疗效及相关作用机制仍有待进一步研究验证。此外，布拉氏酵母菌干预的推荐剂量、最佳使用频率以及持续时间也需深入研究。

5 小 结

布拉氏酵母菌作为一种非细菌微生物具有独特的生物活性(如抗毒素及免疫作用)。其在防治IBS、IBD、幽门螺杆菌感染、腹泻、血脂异常等方面具有良好疗效[65]。虽然布拉氏酵母菌常被视为一种非病原性真菌，但在极少数情况下，其也可能引起侵袭性感染[66-67]。此外，益生菌治疗可导致长期住院、应用中心静脉导管、使用广谱抗菌药的患者以及重症监护病房危重患者、免疫功能缺陷患者发生真菌血症。因此，临床医师应严格把握布拉氏酵母菌的使用适应证。布拉氏酵母菌在消化系统疾病治疗方面具有较高的应用价值，深入研究其作用机制，可以为消化系统疾病的临床防治提供新思路。