“益生菌科學研究十大熱點”重磅發佈
返回來稿:中國食品報-紫鑫生物        2020/8/28        浏览次数:612


近年來,國內外學者在益生菌的資源、功效、作用機制及安全性等方面進行了大量的科學試驗研究,益生菌科學取得長足發展,至今熱度不減。系統生物學、合成生物學、多組學等新學科、技術的興起與發展,爲益生菌科技與產業的發展提供了新的思路和發展機遇。益生菌研究領域隨之涌現出諸多新的學術觀點與學術成果。

在2021—2035年國家中長期科技發展規劃和“十四五”規劃編制之際,爲聚焦當前益生菌科學的研究熱點,對益生菌研究領域急需破解的關鍵共性問題作出預判,中國食品科學技術學會益生菌分會組織益生菌領域20餘位權威專家,依據對1.5萬餘篇相關科技文獻的檢索,並結合分會今年收集到的來自149家單位的720份益生菌行業調研問卷分析,凝練形成“益生菌科學研究十大熱點”以及行業發展建議,於8月19日在《中國食品學報》上網絡首發。在由中國食品科學技術主辦的第十五屆益生菌與健康國際研討會上,“益生菌科學研究十大熱點”正式發佈。

热点 1:益生菌与消化道健康

人體消化道分佈着約10萬億個微生物,消化道的微生態平衡影響着機體的健康狀況。益生菌可通過調節消化道微生態平衡、抑制致病菌生長和黏附、降低炎症反應等機制,對口腔疾病、胃炎、胃潰瘍、腸易激綜合徵及炎症性腸病等進行防治。但不同益生菌菌株的作用機制、臨牀效果及人羣差異性,尚需得到循證醫學的證實。“厭氧腸道芯片”及腸道微生物採集膠囊,可爲研究益生菌在腸道內的作用機制提供新方法。

热点 2:益生菌与免疫调节

免疫是人體健康的基石,一旦其功能失調,機體可能會產生過敏、腫瘤或受到病毒感染等健康問題。腸道被稱爲人體最大的“免疫器官”,也是益生菌發揮作用的重要場所。研究表明,益生菌可通過增強腸道黏膜屏障功能、抑制致病菌生長和黏附、調控免疫細胞活性及促進產生免疫因子等方式,調節機體免疫功能。但益生菌的免疫調節作用具有菌株特異性,特定抗原的益生菌菌株篩選、免疫調節作用功效及機制等有待深入研究。通過免疫組學研究益生菌對機體免疫功能的調節機制,建立免疫相關的分子庫,解析作用的功能成分及其靶點,將爲揭示益生菌對機體免疫調節的作用提供新思路。

热点 3:益生菌与代谢综合征

近年來,以2型糖尿病、高血脂和高血壓等代謝紊亂爲特徵的代謝綜合徵發生率不斷攀升,已嚴重影響大衆健康。腸道菌羣失調是導致代謝綜合徵的因素之一,以乳桿菌和雙歧桿菌爲代表的益生菌可調節腸道微生態平衡、調控機體代謝重塑腸道內環境,從而緩解代謝綜合徵的發生與發展。目前大多數研究集中於益生菌防治代謝性疾病的效果,但對於益生菌的作用機制探討不足。究其原因,主要歸結於各類代謝性疾病的病因複雜,不同益生菌菌株益生效果的差異,益生菌緩解代謝綜合徵的機制不同等。

因此,未來仍需針對各類代謝綜合徵開展個性化益生菌的篩選及臨牀驗證,深入探究益生菌調控代謝綜合徵的作用途徑及其機制。

热点 4:益生菌与肠 -X 轴

人體中90%的血清素是在腸道產生的。腸道微生物通過涉及神經、免疫系統和內分泌等通路影響腸-腦軸,進而調控宿主情緒和行爲。此外,腸菌與肺、肝、腎、肌肉和骨骼等器官和組織均具有複雜的互作關係(簡稱“腸-X軸”)。腸-X軸的互作可作爲藥物開發的新靶點,益生菌可通過涉及腸神經、免疫系統、腸內分泌信號等途徑,調節機體組織、器官功能及行爲,進而有益於宿主健康。

儘管益生菌已成爲調節腸道微生態和其他器官機能的有效手段,但其生物學機制仍不清楚。因此,今後的研究應集中採用多組學技術突出益生菌具體“貢獻度”,考慮菌株特異性和使用劑量,以便更深入的探究其作用機制。

热点 5:精准益生菌的筛选与功能预测

益生菌功效評價應聚焦於菌株水平,這一觀點已成爲科技界廣泛共識。益生菌功效受其生境來源、宿主飲食、年齡、性別等因素影響,精準篩選益生菌,需要注重個性化差異。我國不同地區傳統發酵食品和健康人羣的腸道含有大量益生特性的菌株,是篩選特定功能益生菌的寶貴微生物資源。

採用基於表型、基因分型和靶標的自下而上的菌株篩選策略,聯合多組學技術,多尺度建立益生菌快速、精準篩選方法和功能預測技術,開發針對不同人羣的個性化、功能化益生菌菌株,給予安全、高效的個體化益生菌干預,平衡人體微生態,實現有效預防疾病的發生與發展,維護機體的健康。

热点 6:益生菌与膳食互作

膳食與腸道菌羣的互作已成爲人體健康調控新靶標。不同膳食模式及食物種類對益生菌的影響存在差異。補充益生菌是調控腸道菌羣的重要手段。益生菌能夠轉化膳食中的組分,形成更易吸收、活性更高的新型物質;膳食組分能夠促進特定益生菌的增植。兩者複合食用,可促進益生菌的生長和膳食代謝,更好的發揮健康功效。

以膳食纖維、食藥同源的植物提取物等爲代表的功能性膳食補充劑,對益生菌的生長和功能均具有調控作用,可調節菌羣失調,保護腸道屏障,緩解炎症及代謝綜合徵等。人體基因型和腸道菌羣共同決定表型,而“食物-益生菌-代謝”通路與人體的互作機制,有待進一步深入研究。

热点 7:益生菌与后生元 / 类生元

後生元/類生元是益生菌經過滅活處理後仍能發揮作用的代謝產物或菌體成分,具有發揮調節機體免疫力、保護腸道屏障及調節腸道菌羣等健康功能。研究表明,後生元/類生元對胃腸道生理環境和生產加工條件具有更強的耐受力和穩定性,具有較好的應用前景。

目前,受研究技術手段的限制,大多數研究僅關注到蛋白質、多糖等活性物質,並未進行更高分辨率的效應物質識別。益生菌代謝產物的分離鑑定及功能學評價是後生元/類生元能否市場化的關鍵。同時,後生元/類生元發揮作用的量效關係以及在腸道中的代謝動力學,也需要進一步深入研究。

热点 8:益生菌与新兴技术

隨着基礎學科的不斷髮展,更多新興技術被引入到益生菌研究中來。全基因組測序、單細胞測序、宏基因組學、轉錄組學、蛋白質組學及代謝組學等技術,可以深入揭示菌株遺傳信息、進化關係、生理特性、代謝網絡、功能機制及其工業應用潛力;培養組學和合成生物學等技術也爲開發具有特定功能的新一代益生菌提供了方法學支持;整合多組學數據的新算法開發,將進一步爲益生菌機制層面的研究提供助力。

在產業化應用方面,更多新興技術被應用於益生菌的包埋、乾燥、遞送、檢測等方面。如利用新型壁材實現菌株的逐層封裝和靶向腸道遞送,基於流式細胞術實現活菌的快速實時檢測等。未來必然有更多前沿技術被應用於益生菌產業,進一步提升產業的科技競爭力。

热点 9:新一代益生菌与益生菌新机制

新一代益生菌是基於人體腸道特定共生菌開發,其對腸道菌羣平衡和宿主生理功能具有重要作用。如Akkermansia muciniphila等菌株具有提高腸道黏膜屏障、改善代謝性疾病的潛力,是新一代益生菌的候選菌株,針對菌株開展的臨牀研究爲其藥物應用積累基礎數據。未來需要針對新型益生菌進行功能性和安全性評估,並開展應用技術研究和法規建設,推動新一代益生菌的應用。隨着腸道菌羣與宿主健康關係研究的不斷深入,與宿主生理功能密切相關的腸道菌羣靶點逐步闡明。益生菌對腸道菌羣代謝網絡的作用,通過調控腸道分子靶點實現益生菌對宿主生理和疾病的干預,成爲益生菌作用機制研究的新熱點。

热点 10:益生菌与食用安全

益生菌一般來源於傳統發酵食品或健康人體腸道,在安全性評價或功能評價中對宿主沒有明顯風險。我國《可用於食品的菌種名單》中的菌種可直接用於普通食品。目前廣泛應用的益生菌是乳桿菌和雙歧桿菌,具有較長的食用歷史,來源清晰,安全性較高。但目前臨牀上對於免疫缺陷和危重病人則不推薦進行益生菌干預。針對益生菌新菌株及新一代益生菌需要進行系統安全性評價,以明確菌株安全性。同時,針對不同菌株、針對特定人羣或個體的特異性安全評估,是益生菌食用安全性評價的未來方向。