■龍 廣 魏宏逵 彭 健，2

（1.華中農(nóng)業(yè)大學動物科技學院，湖北武漢 430070；2.生豬健康養(yǎng)殖協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北武漢 430070）

在人和動物的胃腸道中存在著數(shù)百種細菌。這些細菌主要可分為兩大類：一類是對宿主有利的細菌，如乳酸菌等；一類是有害或分泌毒素的細菌，如大腸桿菌和沙門氏菌屬，主要經(jīng)消化道進入結(jié)腸中后并能分泌毒素，導致機體脹氣、腹瀉和便秘，甚至造成類似食物中毒的癥狀。在過去的幾十年中，抗生素在人和動物機體上得到廣泛使用，這得益于其良好的治療效果。然而，抗生素長期的使用，導致致病菌逐漸產(chǎn)生了抗藥性，而且還會造成機體微生物菌群失衡，引起致病菌感染和腸道炎癥等，許多國家已經(jīng)嚴格限制抗生素的使用。而益生菌良好的作用效果，使得其作為抗生素的替代物的觀念得到了越來越多的認可。乳酸菌，比如乳桿菌屬、鏈球菌屬和雙歧桿菌在腸道中大量存在而不影響宿主的健康，是最主要的益生菌。乳酸桿菌和雙歧桿菌以外的常用于益生菌的微生物種類有芽孢桿菌屬和酵母菌（釀酒酵母和曲霉菌屬）。酵母菌所含的酶類、維生素和其它營養(yǎng)物質(zhì)具有提高豬生長性能的有益作用。

1 布拉迪酵母菌的結(jié)構(gòu)特性和營養(yǎng)功能

布拉迪酵母菌（Saccharomyces boulardii，S.boulardii）是從一種產(chǎn)自印度的荔枝果皮中分離的酵母菌，屬于釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae，S.cerevisiae）類。大部分的釀酒酵母最適生長和代謝溫度在30℃，而S.boulardii的最適溫度在37℃，這使得S.boulardii成為少數(shù)能很好適應哺乳動物腸道溫度的酵母菌之一。由于S.boulardii屬于真菌類，而抗生素大多針對細菌類，在理論上其可以與抗生素共同使用。在動物模型上的試驗表明，S.boulardii能很好的適應胃酸環(huán)境。這可能有利于S.boulardii經(jīng)胃進入后腸道，而不會使得其數(shù)量大量減少。另外，S.boulardii細胞壁的主要成分是酵母β-D-Gal和甘露聚糖（Mannan oligosaccharide，MOS）。其中，酵母β-D-Gal能夠有效刺激免疫受體細胞，從而激活T淋巴細胞、B淋巴細胞以及NK細胞和巨噬細胞，能夠有效使得靶細胞壞死或凋亡。MOS是免疫功能最強的酵母多糖，它不僅能夠影響消化道的非自然免疫系統(tǒng)，還可以調(diào)整、改善自然免疫系統(tǒng)的防御功能。MOS通過充當免疫刺激的輔助因子來發(fā)揮作用，增強動物體液免疫和細胞免疫能力，調(diào)節(jié)腸道菌群平衡，結(jié)合吸附外源性病原菌等功能。

藥物代謝動力學的研究表明，口服凍干的S.boulardii，3 d之內(nèi)就能在結(jié)腸中獲得穩(wěn)定的S.boulardii濃度，而在停止口服的2～5 d后，在糞便中就已檢測不到S.boulardii。這可能說明了S.boulardii一個重要的特性，它是一種在腸道中轉(zhuǎn)移但不黏附在腸道上皮的益生菌。

2 布拉迪酵母菌的臨床應用研究

2.1 布拉迪酵母菌對艱難梭菌感染的作用

臨床醫(yī)學研究表明，在膳食中加入富含菊粉的纖維與瓊脂的混合物，能顯著減少腸道中的艱難梭菌屬細菌，從而達到緩解婦女便秘的作用。梭菌屬細菌包含100多個種類，其中，在人體的腸道中幾種主要的致病菌是肉毒梭菌（Clostridium botulinum）、艱難梭菌（Clostridium difficile，C.difficile）和產(chǎn)氣莢膜梭菌（Clostridium perfringens）。艱難梭菌是導致抗生素相關(guān)性腹瀉（Antibiotic associated diarrhea，AAD）的主要致病菌，而且被認為是患者在接受抗生素治療時患上醫(yī)院獲得性結(jié)腸炎的主要病因?，F(xiàn)今能有效控制的產(chǎn)氣莢膜梭菌，主要產(chǎn)生于食物中毒和壞死性結(jié)腸炎相關(guān)的腸毒素。大約5%～20%的抗生素相關(guān)性腹瀉和少數(shù)的非食源性腹瀉可能是由A型產(chǎn)氣莢膜梭菌引起，而且主要發(fā)生在老年患者和受艱難梭菌感染的患者身上。

艱難梭菌感染（Clostridium difficile infection，CDI）是由于長期的抗生素治療導致的C.difficile過度生長及隨之而來的大量毒素分泌并對機體造成嚴重后果。C.difficile的致病株能產(chǎn)生2種毒素：一種是腸毒素，即毒素A；另一種則為細胞毒素，為毒素B。毒素A主要作用于結(jié)腸上皮細胞，引起腸道炎癥，而毒素B則導致腸細胞發(fā)生明顯的凋亡，導致細胞內(nèi)染色質(zhì)固縮。C.difficile的過度生長常常發(fā)生在抗生素治療過程中，腸道正常共生菌被大量殺死而留下了相對耐藥的C.difficile的時候。C.difficile感染者糞便中的細菌種類與沒有感染者相比較，前者的細菌種類明顯減少；而且，單一的益生菌可能并不足以使接受抗生素治療的患者預防或治愈結(jié)腸的CDI。治療CDI的常見抗生素是頭孢菌素類和克林霉素，但是也有報道使用氟喹諾酮類藥物治療的。幾乎所有的抗生素都能引起腹瀉，尤其是抗厭氧菌類藥物，頭孢菌素類、克林霉素和氨芐西林等是引起腹瀉的常見藥物，C.difficile還能引起人的假膜性結(jié)腸炎。

近年來，臨床醫(yī)學研究報道顯示，CDI的發(fā)病率呈上升趨勢，少數(shù)醫(yī)院預防CDI呈現(xiàn)出新的變化，主要體現(xiàn)在幾個方面：①更嚴格的清潔程序；②CDI感染者采取嚴格隔離的制度；③患者和醫(yī)院達成協(xié)議，與抗生素治療密切相關(guān)的CDI患者采用S.boulardii制劑治療。

2.2 布拉迪酵母菌對腸道炎癥的作用

一些研究報道顯示，S.boulardii能夠干擾宿主細胞的信號通路，并且能夠減少一些細胞炎癥因子的表達，如白介素-8（IL-8）、白介素-6（IL-6）、白介素-1β（IL-1β）、腫瘤壞死因子-α（Tumour necrosis factor-α，TNF-α）和干擾素-γ。這些研究表明，這種酵母菌能夠通過封閉信號級聯(lián)反應激活核因子-κB（Nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells，NF-κB），同時增強絲裂原活化蛋白激酶（Mitogen-activated protein kinase，MAPK）的激活，減少氮氧化物（NO）的產(chǎn)生（Girard等，2005），增加過氧化物酶體增殖物激活受體（Peroxisome proliferator-activated receptor，PPAR-γ）的表達以及調(diào)控T細胞的轉(zhuǎn)移活動來減少炎癥。而有學者報道認為，誘導型氮氧化物合酶（Inducible nitric oxide synthase，iNOS）mRNA的表達是由產(chǎn)生誘導作用因子TNF-α而非干擾素-γ（Interferon-γ，IFN-γ）介導的。因而，可以推測，誘導作用因子TNF-α減少可能使得iNOS產(chǎn)生減少，從而使合成的NO減少，最終緩解炎癥反應。

3 布拉迪酵母菌應對腸道致病菌感染

3.1 檸檬酸桿菌感染

S.boulardii可能具有減少致病菌在宿主腸道黏附的作用。檸檬酸桿菌（C.rodentium）是一種能夠移植到小鼠結(jié)腸中的微生物，引起附著或脫落損害和結(jié)腸組織增生。除了以腸出血性大腸桿菌（Enterohemorrhagic Escherichia coli，EHEC）和腸病原性大腸桿菌（Enteropathogenic Escherichia coli，EPEC）感染小動物作為模型以外，C.rodentium同樣也能作為一種研究引起小鼠腸道內(nèi)炎癥的模型。一份關(guān)于S.boulardii對C.rodentium感染小鼠作用的研究報道，在這個模型上評估S.boulardii對誘導性結(jié)腸炎的作用。結(jié)果表明，與對照組相比，飼喂S.boulardii組小鼠腸道黏膜附著的細菌數(shù)量顯著減少（P＜0.05）。產(chǎn)生這個效果的并不是殺菌作用，而是與大腸桿菌B型分泌蛋白（E.colisecreted proteinsB，EspB）和緊密黏附素轉(zhuǎn)移受體蛋白（Translocated intimin receptor，Tir）分泌減少相關(guān)，而這兩種蛋白分別是與轉(zhuǎn)運蛋白和效應蛋白相關(guān)聯(lián)的Ⅲ型分泌系統(tǒng)（The typeⅢsecretion system，TTSS）有關(guān)。在C.rodentium的感染過程中，Tir和緊密黏附素被證明是必要的毒力因子，同時，EspB被認為是重要的定植因子，而且是轉(zhuǎn)運活性中轉(zhuǎn)運蛋白的必要組成部分。而在陰性對照組中，突變型C.rodentium的TTSS功能缺陷，即不能分泌Tir蛋白或EspB蛋白，得到了與添加S.boulardii組相似的試驗結(jié)果。因而可以推測，S.boulardii對TTSS的抑制作用可能使得致病菌在宿主腸道的附著減少，改善由C.rodentium引起的病變，并維持腸上皮細胞屏障完整性的功能。因而可以推測，S.boulardii同樣可能能夠抑制大腸桿菌和艱難梭菌等致病菌在腸道上皮的黏附。

3.2 大腸桿菌和志賀氏菌感染

除了抑制致病菌黏附的作用，S.boulardii可能還具有維持腸上皮屏障完整性的功能。幾種常見致病微生物，如EHEC、EPEC和福氏志賀菌（Shigella flexneri）都能通過一系列特異的感染機制黏附在腸道黏膜并導致腸道緊密連接結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，同時破壞黏膜通透性、產(chǎn)生腸囊腫并分泌細胞促炎因子。S.boulardii作用于腸上皮細胞屏障、加強緊密連接結(jié)構(gòu)并恢復因致病菌感染而被破壞的細胞膜通透性。在細菌感染過程中，肌球蛋白輕鏈（Myosin light chain，MLC）被磷酸化，緊密連接被破壞。而MLC與控制細胞間緊密連接的細胞骨架蛋白相關(guān)。S.boulardii阻止MLC磷酸化，并同時保護腸道屏障功能。EPEC（E2348/69）感染T84細胞時，單層跨膜抵抗減少，緊密連接周圍分布的相關(guān)蛋白位置發(fā)生改變，如閉鎖小帶ZO-1，結(jié)果導致上皮屏障結(jié)構(gòu)被破壞。相反的，當感染發(fā)生在S.boulardii存在的情況下時，跨膜抵抗結(jié)構(gòu)不會發(fā)生改變，并且，閉鎖小帶蛋白ZO-1分布位置不變。而在Shigella flexneri感染T84細胞時，細胞膜蛋白claudin-1和ZO-2的表達水平明顯下降，而S.boulardii存在的情況下，S.boulardii對緊密連接組成蛋白（claudin-1和ZO-2）有積極的保護作用，并對屏障的功能有顯著的保護效果。因此，EHEC、EPEC和Shigella flexneri通過影響緊密連接相關(guān)蛋白誘導腸上皮細胞屏障的完整性改變。S.boulardii能夠阻止MLC磷酸化，同時恢復閉鎖小帶1和2（ZO-1,ZO-2）的完整性及claudin-1的分布。因此，S.boulardii可能具有提高腸道上皮細胞恢復腸道通透性的功能的能力。

4 布拉迪酵母菌的腸道營養(yǎng)功能

在人和生長大鼠上的研究表明，S.bouladrii產(chǎn)生的腸道營養(yǎng)作用主要包括：增加分離的上皮細胞和管腔液中蔗糖酶、麥芽糖酶糖化酶、乳糖酶、海藻糖酶、氨肽酶和堿性磷酸酶的特異性和總活性，提高分泌型IgA的分泌以及隱窩細胞中多聚免疫球蛋白受體的合成。

使用S.boulardii處理大鼠的研究結(jié)果呈現(xiàn)出一個標志性的發(fā)現(xiàn)，那就是通過增加刷狀緣膜（Brush border membrane，BBM ）囊中鈉-葡萄糖共轉(zhuǎn)運載體-1，使得從腸道中攝取的葡萄糖增加。刺激BBM使得酶和載體增加，至少部分原因是由于腸腔內(nèi)多胺、精胺和亞精胺的釋放增強引起。S.boulardii在腸道中轉(zhuǎn)移的過程中會分泌大量的蔗糖酶、麥芽糖酶、海藻糖酶和能夠使得細菌內(nèi)毒素去磷酸化的蛋白磷酸酶。

5 布拉迪酵母菌在母豬生產(chǎn)上的應用

母豬在圍產(chǎn)期發(fā)生便秘的現(xiàn)象比較普遍，可能會導致母豬食欲不振、能量攝入不足、產(chǎn)后無乳癥，情況嚴重的可能導致死胎發(fā)生或增加。另外，母豬便秘還可能擾亂其自身的消化機能，嚴重時可能致死。研究發(fā)現(xiàn)在母豬妊娠和泌乳期日糧中添加0.01%布拉迪酵母菌能顯著減少腸道中大腸桿菌和產(chǎn)氣莢膜梭菌的數(shù)量，并有效改善泌乳期的便秘情況。然而僅在泌乳期添加2.0×109cfu/kg的布拉迪酵母菌則沒有能顯著改善母豬便秘情況。

妊娠期和泌乳期日糧中添加0.01%布拉迪酵母菌還能提高泌乳期采食量，以及仔豬21日齡斷奶重和平均日增重。這種調(diào)控作用與布拉迪酵母菌能顯著降低圍產(chǎn)期母豬的炎癥反應，降低血液中游離脂肪酸水平，并提高短鏈脂肪酸水平，從而改善妊娠后期的胰島素敏感性有關(guān)。另一研究也發(fā)現(xiàn)在分娩前3周至分娩添加1×109cfu/kg或2×109的布拉迪酵母菌能顯著提高仔豬的斷奶重。

此外，有研究表明在泌乳期日糧中添加5.0×109cfu/kg的布拉迪酵母菌能提高初乳中IgA和IgG的含量，并有提高常乳中IgA的趨勢。與此類似，另一研究也表明妊娠期和泌乳期日糧中添加0.5%的布拉迪酵母菌能顯著提高初乳中IgG的含量，而添加量為0.05%時常乳中IgA的含量就有提高趨勢。然而也有研究指出，在妊娠和泌乳期日糧中添加0.01%布拉迪酵母菌并未能影響初乳或常乳中IgA和IgG的含量。這表明布拉迪酵母菌對母豬乳中IgA和IgG含量的影響可能與其添加量有關(guān)。此外，值得注意的是，布拉迪酵母菌有益作用可能對于健康狀況較差的母豬而言更為明顯。

6 小結(jié)

綜上所述，布拉迪酵母菌不論是在抵抗因艱難梭菌感染引起的AAD，還是在抑制其他腸道致病菌感染的過程中，都展現(xiàn)了其作為最有效的益生菌之一的重要潛力。另外，布拉迪酵母菌在母豬生產(chǎn)中同樣具有重要的應用價值，特別是能有效減少致病菌數(shù)量、緩解母豬圍產(chǎn)期便秘，改善母豬腸道的健康水平。因此，隨著研究的深入，布拉迪酵母菌無論是在臨床醫(yī)學研究，還是在畜牧生產(chǎn)中，都擁有廣闊的應用前景。

（參考文獻58篇，刊略，需者可函索）