酪酸梭狀芽孢桿菌生理功能的研究進展

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　　[摘要] 酪酸梭狀芽孢桿菌是一種革蘭氏陽性厭氧內生芽孢桿菌，作為微生態制劑，在臨床已有應用。近年研究發現，該菌對機體生理功能的影響，不僅局限在調整腸道菌群維持腸道微生態平衡方面，對增強機體免疫力、抗腫瘤等也有較突出的效應。該文特此綜述，為其更為廣泛的被認知、應用與研究，提供幫助。

　　[關鍵詞] 酪酸梭狀芽孢桿菌;應用;生理功能

　　酪酸梭狀芽孢桿菌(Clostridium butyricum， C. butyricum)是一種革蘭陽性厭氧內生芽孢桿菌，該菌有多種叫法如丁酸桿菌、丁酸梭菌、丁酸梭狀芽孢桿菌、丁酸菌、酪酸梭菌、酪酸桿菌、酪酸菌。在1980年，學術界才將其統一命名為酪酸梭狀芽孢桿菌。該綜述就近年該菌在機體生理功能的研究進行總結展望。

　　一、維持腸道的微生態平衡

　　酪酸梭狀芽孢桿菌屬于正常腸道菌群，能保存腸道本身的優勢菌種，維持微生態的平衡。研究證實酪酸梭狀芽孢桿菌不僅通過分泌低聚糖酶，降解多糖為低聚糖，促進腸道內有益菌的增殖，還可通過競爭營養物質、爭奪粘附位點抑制有害菌[1]。目前，該菌已被作為微生態制劑，廣泛應用于臨床及畜牧業。

　　酪酸梭狀芽孢桿菌在與其他有益菌混合培養時可促進其增殖并與之共生特別是雙歧桿菌，乳酸菌，糞桿菌等[2]。另外，Takahashi M初次證明了酪酸梭狀芽孢桿菌可拮抗幽門螺桿菌，此外，該菌對腸出血性大腸桿菌、痢疾志賀菌、霍亂沙門菌、金黃色葡萄球菌、產氣夾膜梭菌和霍亂弧菌都有明顯的抑制作用[3]，甚至可減少艱難梭菌產生毒素并抑制其芽孢萌發[4]。臨床上已將酪酸梭狀芽孢桿菌應用于預防由艱難梭菌引起的偽膜性腸炎。另外，酪酸梭狀芽孢桿菌對某些病毒、真菌也有較好抑制作用，現已被應用于治療病毒感染性腹瀉以及輔助治療由真菌直接引起的疾病如鵝口瘡和腸道病毒引起的疾病如手足口病。

　　二、產生對機體有益營養物質

　　2.1 丁酸

　　酪酸梭狀芽孢桿菌可產生多種短鏈脂肪酸，其中丁酸最為主要。丁酸是結腸上皮細胞的能量代謝和生長所必需的物質，可通過抑制與炎癥有關的細胞因子及粘附分子-1(ICAM-1)、血管細胞粘附分子-1(VCAM-1)等的過量表達抵抗炎癥作用。丁酸通過促進腸道細胞增殖，修復受損的腸黏膜，使炎癥恢復[5]。另外，丁酸可影響抑制因子B的合成[6]，使補體旁路途徑的激活受阻，緩解局部的炎癥反應。在對慢性輻射性直腸炎的臨床研究中，發現應用短鏈脂肪酸灌腸液后，患者直腸出血天數和范圍明顯減少，加速康復[2]。

　　丁酸在毫摩爾濃度時即對腫瘤發揮防治作用，而對正常上皮細胞無不良影響[6]。在結腸癌細胞，胃癌細胞，乳腺癌細胞的實驗中，丁酸的抑癌作用均得以證實且呈時間和劑量依賴性[9-11]。

　　近期研究發現，丁酸能夠破壞幽門螺桿菌的蛋白質和DNA，顯著抑制幽門螺桿菌的生長[7]。

　　2.2 酶和氨基酸

　　酪酸梭狀芽孢桿菌還會分泌一些酶，如淀粉酶、纖維素酶、酯酶、蛋白酶等，可幫助機體分解多糖、纖維素、脂肪、蛋白質為小分子物質，促進機體消化吸收。酪酸梭狀芽孢桿菌還可產生氨基酸，維生素(B族、K族維生素等)，葉酸，對機體起到營養作用。

　　另外，腸道酪酸梭狀芽孢桿菌-拜仁梭菌組可產生內切、外切果膠裂解酶和果膠甲酯酶，作用于人體腸道里的果膠，最后變為揮發性短鏈脂肪酸[2]。臨床上可以用于治療早產兒喂養及嬰兒繼發性乳糖不耐受，兒童營養不良，加速腸粘膜上皮細胞的生長和早產兒腸道發育成熟。其芽孢分離的脂質有一定抑制白血病、肺癌、胸腺癌細胞合成尿激酶的作用。

　　三、增強機體免疫力

　　當腸道黏膜受到營養時其免疫細胞活性受到調節，免疫力增強。有學者發現用熱滅活酪酸梭狀芽孢桿菌制成的疫苗有激活NK細胞和巨噬細胞的作用。臨床上已應用于輔助治療放療和化療引起的免疫功能下降[12]。

　　酪酸梭狀芽孢桿菌可以下調人類結腸上皮細胞中的TLR4[13]，而TLR4對固有免疫和適應性免疫均具有誘導作用，該研究提示酪酸梭狀芽孢桿菌通過調節TLR4參與免疫相關疾病的防治。另外，酪酸梭狀芽孢桿菌還可通過白細胞介素-10調節免疫反應[14]。酪酸梭狀芽孢桿菌對免疫的調節作用可能與其所生成的短鏈脂肪酸有關[15]。

　　四、抗腫瘤

　　1959年，Mose J R等發現酪酸梭狀芽孢桿菌具有溶解癌癥作用后，該菌對腎癌、肝癌、前列腺癌尤其是結腸癌[16]的溶解作用陸續被證實。其抗腫瘤的機制仍不是很明確，可能與酪酸梭狀芽孢桿菌通過在增殖過程中分解緩激肽，使腫瘤組織中毛細血管的滲透率減低、微循環受阻，導致腫瘤組織不能得到營養而死亡有關。酪酸梭狀芽孢桿菌可作為防治腫瘤的新的治療手段[17]。

　　酪酸梭狀芽孢桿菌抗腫瘤機制可能還與其重要代謝產物丁酸有關。丁酸是一種組蛋白去乙酰化抑制劑( histone deacetylase inhibitor，HDACI)，可抑制組蛋白去乙酰化酶(HDACs)的活性，使組蛋白過度乙酰化，激活一些特定基因的表達，進而抑制某些特定腫瘤細胞的增殖，誘導其凋亡。另外，丁酸還可通過抑制腫瘤組織形成新生血管[18]，減少尿激酶的分泌，降低腫瘤細胞的浸潤。如今，丁酸在臨床上被應用于預防大腸癌和治療潰瘍性結腸炎。

　　五、結語

　　酪酸梭狀芽孢桿菌作為益生菌，能夠在臨床疾病防治中得到廣泛應用，得益于其多種生理功能。該課題組通過實驗發現，酪酸梭狀芽孢桿菌對急慢性胃潰瘍以及中樞神經系統器質性疾病的防治都有較好作用。酪酸梭狀芽孢桿菌及其代謝產物蘊藏著極大的醫療潛力有待更加深入的研究與開發。

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