20141203微生态制剂在儿童腹泻病的临床应用

微生态制剂在儿童腹泻病中的应用华中科技大学同济医学院附属同济医院儿科学系黄志华提纲•功能性肠道菌群及作用机制•益生菌的概念与分类•微生态制剂在儿童腹泻病中的应用•微生态制剂在儿童应用的几个问题•小结•正常人体菌群种类1000余种•数量100万亿个（人体体细胞仅10万亿个）•平均重约1.5kg，相当于肝脏的重量•99.9%是以双歧杆菌和类杆菌为主的专性厌氧菌•0.1%是以肠杆菌科细菌为主的兼性厌氧菌正常肠道菌群•大便中的细菌:•最早在300年前左右在显微镜下观察•1000余种细菌总数为1013-1014•最常见30-40种=总细菌数的99%•1000余种，分属7个菌门：厚壁菌门（Firmicutes）65%-79.4%拟杆菌门（Bacteroidetes）16.9%-32%放线菌门（Actinobacteria）2.5%变形菌门（Proteobacteria）1.0%梭杆菌门（Fusobacteria）0.1%疣微菌门（Verrucomicrobia）0.1%蓝藻菌门（Cyanobacteria）0.1%正常肠道菌群细菌门属可培养16SrRNA宏基因组qPCR指纹技术454序列鸟枪测序种类种类种类种类类别放线菌双歧杆菌短双歧、两歧双歧、长双歧、青春双歧、假链状双歧短双歧、两歧双歧、长双歧、青春双歧、齿双歧、动物双歧、链状双歧长双歧放线菌ParascoviaP.denticolens棒状杆菌棒状杆菌属丙酸菌痤疮丙酸菌罗氏菌属粘滑罗氏菌库克菌属嗜根库克菌拟杆菌门拟杆菌属拟杆菌厚壁菌门葡萄球菌属表皮葡、金黄色葡、头状葡菌、人葡球菌金黄色葡球菌表皮葡、人葡球菌葡萄球菌属金黄色葡球菌链球菌属轻链球菌、唾液链、口腔链、副血链、S.australis,S.gallolyticus,S.vestibularis,S.lactarius链球菌属表皮葡、金黄色葡、人葡球菌链球菌属乳杆菌属加氏乳杆菌、发酵乳杆菌、L.crispatus,L.rhamnosus,L.salivarius,L.reuteri,L.plantarum,L.gastricus,L.vaginalis,L.casei,L.animalis,L.brevis,L.helveticus,L.oris乳杆菌属加氏乳杆菌、发酵乳杆菌、鼠李糖乳杆菌乳球菌属嗜酸乳球菌嗜酸乳球菌肠球菌属屎肠球菌,粪肠球菌E.durans,E.hirae,E.mundtii肠球菌属屎肠球菌,粪肠球菌明串珠菌属系膜明串珠菌Leuc.citreum;Leuc.fallax小球菌属小片球菌魏斯氏菌属W.confusa,W.cibaria梭菌属梭菌属变形菌门慢生根瘤菌属慢生根瘤菌属假单胞菌属假单胞菌属铜绿假单胞菌沙雷氏菌属沙雷氏菌属青枯菌属青枯菌属单包菌属单包菌属新鞘脂菌属新鞘脂菌属Sphingopyxisspp鞘脂菌属VerrucromicrobiaAkkermansiaA.muciniphilaTheintestine'simpactonhealth肠道对健康的影响：①消化和吸收营养物质、矿物质和水；②诱导免疫耐受；③增强宿主抗感染和其他病原微生物的防御能力；④作为外周到脑的信号传导通路。•肠道正常菌群通过脑-肠轴调节肠道的健康状态•压力/疾病时改变肠道微生态，也通过脑-肠轴导致一系列疾病发生胃104CFU/g白色念珠菌幽门螺旋杆菌乳酸杆菌链球菌食管没有自身微生物群微生物来自食物和口腔十二指肠103-104CFU/g拟杆菌白色念珠菌乳酸杆菌链球菌空肠105-107CFU/g拟杆菌白色念珠菌乳酸杆菌链球菌回肠107-108CFU/g拟杆菌梭状芽孢杆菌肠杆菌肠球菌乳酸杆菌韦荣球菌结肠1010-1011CFU/g拟杆菌杆菌双歧杆菌梭状芽孢杆菌肠球菌真杆菌梭形杆菌消化链球菌瘤胃球菌链球菌…………...成人微生态群：复杂的菌群胃肠道菌群的分布和构成胃肠道菌群的分布和构成与特定部位的微环境（微生境）有关•口腔：约200种固有微生物群，在牙斑有密集的菌群（1011/g），而在唾液中仅有短暂的过路菌群•胃和小肠上部（十二指肠和空肠）：菌群密度和种类相对较低（103-104/ml内容物），主要由于pH低、蠕动快和消化液的快速流动所致，菌群以需氧菌为主，如白色念珠菌、乳杆菌和链球菌•小肠远端（回肠）：是上段肠道中稀菌群与结肠中大量菌群的分界区，具有更多种类的菌群和更多的细菌密度（107-108/ml肠内容物），菌群以需氧菌或兼性厌氧菌为主，如类杆菌、梭菌、肠杆菌和乳杆菌•结肠：肠道菌群定植的主要部位，营养供给充足、肠蠕动和消化液流动较慢、氧化还原电位较低，菌群的种类和密度最高（1010-1011/ml），复杂多样在肠道粘膜深层主要寄生双歧杆菌和厌氧乳杆菌；中层是类杆菌、消化链球菌、韦荣球菌和优杆菌等；表层为大肠杆菌和肠球菌。肠道菌群分布特点类杆菌、消化链球菌、韦荣球菌和优杆菌大肠杆菌和肠球菌双歧杆菌和厌氧乳杆菌肠道菌群的分类•主要（优势）菌群（predominantmicroflora）：数量在107-108/g以上，主要为原籍菌（autochthony）或常驻菌(residentflora)，包括类杆菌属、优杆菌属、双歧杆菌属、瘤胃球菌属和梭菌属等专性厌氧菌，是对宿主发挥生理功能的菌群•次要菌群（subdominantmicroflora）：数量在107-108/g以下，主要为外籍菌（allochthony）或过路菌(transientflora),如大肠杆菌和链球菌等，流动性大，有潜在致病性•乳杆菌：数量上归次要菌群，但功能上归优势菌群肠道功能性菌群的作用机制①营养竞争；②生物转化，产生抑菌物质；③合成维生素等；④直接拮抗病原菌；⑤占位竞争；⑥增强屏障功能；⑦降低炎症反应；⑧刺激免疫。MechanismsofactionoftheintestinalmicrobiomeonthegastrointestinalbarrierStephanCBischoff.‘Guthealth’:anewobjectiveinmedicine?BischoffBMCMed2011,9(24).防御感染与增强肠道屏障功能•在正常情况下，肠道中的专性厌氧菌（原籍菌群）具有对抗外源性致病菌或肠道中潜在致病菌定植繁殖的能力，即定植抗力（colonizationresistance，CR），其机制：(1)占位性保护效应：厌氧性细菌与肠上皮细胞密切接触，占据肠上皮细胞表面的空间位置，构成一层菌膜屏障,能够限制在数量上占少数的潜在致病菌的粘附、定植和入侵；(2)营养争夺：专性厌氧菌数量大，在厌氧条件下生长速度超过兼性厌氧菌，因而在营养物质有限的情况下，专性厌氧菌可优势生长，而兼性厌氧的潜在致病菌处于劣势状态；(3)产生有机酸：正常菌群通常属于乳酸杆菌属，能够发酵糖和纤维素，产生乙酸、丙酸、乳酸、酪酸等有机酸，降低肠道的PH值，抑制外籍菌的生长与繁殖。这些短链脂肪酸（SCFAs）还可通过直接或间接的途径促进胃肠道的蠕动，使外籍菌尚未在粘膜表面粘附、定植前就被排除；(4)产生抑菌物质：正常菌群能产生防御素、细菌素、过氧化氢、抗菌肽等，对肠道内的潜在致病菌起抑制或杀灭作用；防御感染与增强肠道屏障功能(5)增加肠道粘蛋白的合成：乳酸菌能诱导肠道上皮细胞粘蛋白（属糖蛋白）的表达与分泌，防止细菌及病毒定植、感染；(6)免疫作用：正常菌群能够刺激肠道内分泌型IgA(sIgA)的分泌和促进抗炎症因子的产生，从而有利于排除外源性致病菌和毒素，调节机体对它们的免疫反应。防御感染与增强肠道屏障功能肠道菌群的免疫作用肠道菌群对固有免疫和适应性免疫，黏膜免疫和全身免疫系统均有明显作用：(1)促进出生后肠道黏膜免疫系统和全身免疫系统的发育成熟；(2)刺激肠道分泌sIgA；(3)参与口服免疫耐受的形成，包括对无害食物和肠道菌群的耐受；(4)对免疫应答反应的调节作用提纲•功能性肠道菌群及作用机制•益生菌的概念与分类•微生态制剂在儿童腹泻病中的应用•微生态制剂在儿童应用的几个问题•小结微生态制剂概念•益生菌（Probiotics):指给予一定数量的、能够对宿主健康产生有益作用的活的微生物。常用菌种有双歧杆菌、乳杆菌、粪链球菌、酪酸梭菌、芽孢杆菌和布拉酵母菌。•益生原(元)（Prebiotics):能够选择性地刺激宿主肠道内一种或几种有益菌的活性或生长繁殖，又不能被宿主消化和吸收的物质。目前主要指非消化性低聚糖（NDO），包括菊糖、低聚果糖（FOS）、低聚半乳糖（GOS）、大豆低聚糖、乳果糖等。•合生原(元)（Synbiotics):益生菌与益生元的复合制剂。•目前在临床使用的微生态药物主要为益生菌。益生菌的定义益生菌的分类益生菌细菌性制剂原籍菌共生菌来源于人体肠道来源于人体肠道之外定植于肠道与原籍菌共生作用双歧杆菌乳杆菌酪酸杆菌粪链球菌等促进原籍菌生长与增殖芽孢杆菌等单一或多种菌体制剂真菌性制剂过路菌荔枝皮中耐热菌体严格生长温度37℃适应症真菌和细菌益生菌的主要区别•Adaptedfrom-CzeruckaD.AlimentaryPharmacology&Therapeutics.2007;26:767–778.•Thedatafrombacterialprobioticsstudiesislimitedtooneortwobacterialstrainsonly增加SIgA的分泌加强肠黏膜的免疫应答Yes证据不足免疫调节对抗生素耐受，同服抗生素作用不会被削弱YesNo抗生素耐受性细菌和酵母之间没有基因的传递，在抗生素治疗期间使用真菌更安全NoYes基因传递对胃酸和胆汁酸有更高的耐受性，通过活菌数高pH4.5-6.5$pH6.5-7.5$生长条件酵母益生菌表面积超过细菌的10倍更助于保护肠壁免受病原的侵袭将病原黏附到表面通过粪便出10μm1μm细胞大小真核样细胞更接近人类真核样细胞原核样细胞微生物类型布拉酵母菌仅暂时存在几天内通过粪便清除1%99%人类菌群出现率酵母益生菌的优点•酵母细菌•作用项目细胞壁肽聚糖角素，甘露糖通过TLRs和凝集素受体介导免疫应答•Thedatafrombacterialprobioticsstudiesislimitedtooneortwobacterialstrainsonly项目细菌SbSb益生菌的优点毒性受体结合位点失活NoYes产生消化受体和抑制细菌毒性的因子对黏膜的营养作用NoYes促进BBM酶增加不少于75%增加多胺（亚精胺），促进细胞生长促进营养吸收抑制炎症反应(invitro)证据不足Yes在细菌感染期间调节宿主细胞介导炎性反应的细胞信号通路减少细胞对炎性因子的应答抑制核因子（NF）-κB的活性，减少IL8释放产生短链脂肪酸(SCFA)证据不足Yes增加粪便中短链脂肪酸(SCFA），尤其是丁酸盐的量加强宿主粘膜双糖酶活性抑制炎症反应中和肠毒素NoYes释放消化毒素A和毒素BBM受体的蛋白酶作为辅助治疗，Sb减少50%的艰难梭菌腹泻复发真菌和细菌益生菌的主要区别益生菌的作用机制•占位效应，营养竞争，分泌抑菌或杀菌物质，产生有机酸，刺激sIgA分泌，阻止致病菌黏附，抑制或拮抗致病菌•生物屏障作用，增强肠道黏膜屏障功能，降低通透性，防止肠道细菌和内毒素移位•促进出生后肠道黏膜免疫系统和全身免疫系统的激活、发育和成熟，参与机体对食物和正常肠道菌群的免疫耐受•均衡细胞因子，调节肠道黏膜过度的免疫炎症反应及全身免疫应答•参与多种维生素的合成•参与蛋白质、胆汁酸和胆固醇等的代谢益生菌在肠道不同的部位及作用机制口腔胃十二指肠小肠结肠排出活菌数目0.2---1.5g（活）粪便中可以检测出真菌（2-3天）为正常菌群提供能量产生短链的游离脂肪酸营养作用为结肠粘膜细胞提供营养作用促进病变的上皮细胞凋亡降低病原体毒素增加短链脂肪酸干扰病原体吸附调节正常菌群免疫调节剂降低结肠渗透性保护紧密连接水电解质的吸收布拉氏酵母菌在胃肠道内的过程布拉氏酵母菌黏附致病菌的作用布拉氏