益⽣菌奶粉、益⽣菌酸奶、益⽣菌⼝⾹糖……市⾯上的益⽣菌产品不胜枚举。事实上,除了能制成上述产品外,益⽣菌还是代谢性药物的候选者。
⽇前,来⾃兰州⼤学、中国科学院微⽣物研究所和⼭东⼤学的科研团队联合在《医学通讯》发表综述论⽂,提出“益⽣菌药物”(Probacine)这⼀全新学术概念,希望以此加速益⽣菌成为药物的进程。
益⽣菌药⽤已露曙光。药物,是旨在预防、诊断或治疗疾病以及调节⽣理功能和促进整体健康的物质,可分为源⾃植物、动物或微⽣物的天然产物,化学合成化合物和⽣物制剂等。药物发展经历了从传统草药到⽣物活性化合物、化学药物和⽣物制剂的重⼤转变。
“⽬前的药物以化学药物为主,由于⻓期的开发与利⽤,化学药物的筛选难度不断加⼤,且难以从根本上消除⼀些代谢性疾病的病因。”论⽂第⼀作者、兰州⼤学教授⾦卫林对《中国科学报》说。
近年来的研究与临床试验表明,益⽣菌在⼈体健康中扮演着重要⻆⾊,已显示出作为药物替代或补充疗法促进健康和延缓疾病进展的潜⼒。例如,在国际上,益⽣菌胶囊已⽤于治疗复发性艰难梭菌感染、炎症性肠病(IBD)和肠易激综合征(IBS)等。
论⽂通讯作者、兰州⼤学⽣命科学学院教授李祥锴告诉记者,⽬前国内相关益⽣菌药⽤研究已有进展。例如,脆弱拟杆菌已经进⼊临床研究、发酵柠檬酸杆菌GR-3通过降解和促进尿酸排泄改善⼈体⾼尿酸⾎症。功能益⽣菌的药物功能和价值,不断得到发现和提升。
“但是,⽬前益⽣菌仍属于保健品,监管规则和公众的接受度限制了其在医学领域的应⽤。”论⽂通讯作者、中国科学院微⽣物研究所研究员刘双江说,若将益⽣菌纳⼊药物,或将彻底改变药物开发⽅向和疾病治疗、管理的⽅式。
肠道微⽣物的“稳压器”。将益⽣菌纳⼊药物体系有何益处?如何⽤益⽣菌治疗疾病呢?肠道微⽣物群⼜被称为⼈类的“第⼆基因组”,是⼈类胃肠道内微⽣物的复杂组合。“肠道中的⼤多数细菌是良性或中性的,但⼀些条件致病菌⼀旦不受控制地繁殖,可能对⼈类健康造成严重威胁。”李祥锴表示,肠道微⽣物群稳态失调可导致功能障碍和疾病,如⼼⾎管疾病、细菌性感染、肥胖、癌症等。
刘双江表示,从当前传统药物的局限和肠道菌群相关疾病治疗的需求看,迫切需要推⼴新的治疗⽅法。益⽣菌、益⽣元和后⽣元就像肠道微⽣物群的“稳压器”,通过恢复肠道微⽣物群的平衡促进健康并延缓疾病进展,并已显示出作为替代或补充疗法的潜⼒。近年来,它们在治疗消化系统、免疫系统、⼼⾎管系统和神经系统疾病⽅⾯取得了突破。
“实际上,⼤量临床前研究已经证明了益⽣菌治疗疾病的机制和有效性,使其成为近年来临床研究的热点。”论⽂共同第⼀作者、兰州⼤学博⼠后季晶说。益⽣菌相关的临床研究⾃2001年以来增⻓迅速,2001年⾄2023年,益⽣菌在⼀些常⻅疾病中的临床研究统计显示,研究⼈员主要关注IBS、IBD、腹泻和感染等疾病。“这可能与益⽣菌已被证实的主要治疗机制有关,例如调节肠道微⽣物群、调节免疫反应和改善胃肠功能。
”季晶说。
研究者表示,益⽣菌主要通过影响肠道微⽣物群来治疗疾病,这个过程可概括为“加法”和“减法”机制。益⽣元和后⽣元在“加法”机制中扮演着⾮常重要的⻆⾊。“加法”机制涉及益⽣菌通过分泌后⽣元等调节肠道微⽣物群,从⽽治疗疾病或延缓疾病进展。这些后⽣元包括益⽣菌细胞组分和细胞代谢物、蛋⽩质、肽、激素和神经活性化合物,有助于宿主的整体健康。
“减法”机制侧重于功能性益⽣菌的代谢能⼒,通过降解或吸收代谢性疾病产⽣的不利代谢物和有害外源物质,减少肠道对这些有害成分的吸收,从⽽减轻其对身体的影响。这⼀过程同时塑造了肠道微⽣物群并减少了菌群紊乱,最终有助于缓解和治疗相应的疾病。
从治疗疾病的“加法”机制来看,益⽣菌通过产⽣后⽣元短链脂肪酸等物质来恢复和维持肠道微⽣物群的平衡,可改善消化、营养吸收和整体肠道健康,同时防⽌病原菌过度⽣⻓并减少炎症。益⽣菌治疗疾病的“减法”机制包括分解和消除有毒有害物质和机体代谢副产物、降低氨含量、与病原体竞争资源等。
例如,通过代谢或降解有害的外源物质,如毒素、致癌物、抗⽣素,甚⾄减少重⾦属,益⽣菌有助于中和有害物质对肠道微⽣物群和身体的不利影响。
可能成为下⼀代代表性药物。益⽣菌、益⽣元和后⽣元的相关研究代表了⽣物医学研究的重要前沿。近年来,美国⻝品和药物管理局提出并定义了“活体⽣物药”的概念,例如⼀些不是疫苗但能够预防、治疗或治愈某些疾病的细菌。
论⽂通讯作者、兰州⼤学第⼆医院萃英⽣物医学研究中⼼教授焦作义表示,益⽣菌⽐普通微⽣物更安全,但由于各国法规和管理规则以及公众的接受程度的不同,益⽣菌⼀直被认为是膳⻝补充剂⽽⾮药品,这阻碍了益⽣菌在疾病治疗中的研究和应⽤进程。
“考虑到益⽣菌治疗多种疾病的有效性、独特优势和⽬前在临床研究中的诸多突破,以及药物和‘活体⽣物药’的定义,我们提出了‘益⽣菌药物’这个新的学术概念,以强调益⽣菌在预防、缓解和治疗疾病中的功能,以期促进关于益⽣菌应⽤监管规则的改变。”⾦卫林说。
研究者希望这⼀新概念有助加速益⽣菌⼊药,推动益⽣菌、益⽣元和后⽣元的研究和临床转化,促进公众接受这种新治疗⽅法。“尽管要⾛的路还很⻓,但根据⽬前益⽣菌领域的研究和发展趋势,‘益⽣菌药物’可能将成为下⼀代代表性药物。它具有巨⼤的发展潜⼒和应⽤价值,可能彻底改变疾病治疗和健康管理的⽅式。”李祥锴说。