综述：益生菌、益生元、合生元和后生元之间的相互作用：它们对胃肠道炎症的治疗潜力综述

《Food Research International》：Interplay of probiotics, prebiotics, synbiotics and postbiotics: a review of their therapeutic potential for gastrointestinal inflammation

本文综述了前缀菌、益生菌、后缀菌及合生菌在调节胃肠菌群、增强屏障功能及免疫应答方面的协同作用，探讨其在炎症性肠病等胃肠炎症管理中的应用潜力及挑战。

　　

拉迪卡·巴赫蒂（Radhika Baheti）| 桑吉瓦尼·德什卡尔（Sanjeevani Deshkar）| 希瓦尼·贾达夫（Shivani Jadhav）| 坎昌·穆莱（Kanchan Mule）| 阿比谢克·贾（Abhishek Jha）| 普拉布汉詹·吉拉姆（Prabhanjan Giram）| 贾亚什里·马霍雷（Jayashri Mahore）

丹亚安·普拉萨德全球大学（Dnyaan Prasad Global University）药学院与研究中心 - D. Y. 帕蒂尔博士联合技术协会（Dr. D. Y. Patil Unitech Society），皮姆普里（Pimpri），411018，浦那（Pune），印度

摘要

胃肠道炎症是一种与肠道微生物群密切相关的多因素疾病。近年来，益生元、益生菌、合生元及其代谢产物（称为后生元）被广泛研究，作为管理炎症性肠病的新方法。来自食物来源的益生元、益生菌和后生元在调节肠道微生物群方面起着关键作用，并显著影响胃肠道炎症。益生元是不可消化的膳食纤维，存在于菊粉类果聚糖和半乳寡糖等食物中，能够促进双歧杆菌和乳酸菌等有益细菌的生长。这些益生元有助于产生具有抗炎特性的短链脂肪酸，并增强肠道的免疫调节功能。通过调节肠道微生物组的组成、增加抗炎代谢产物的产生、强化肠道屏障以及调节免疫反应，益生元、益生菌和后生元共同维持和恢复胃肠道健康。这些干预措施在预防和治疗肠易激综合症、克罗恩病和溃疡性结肠炎等胃肠道炎症性疾病方面显示出潜力，通过对抗菌群失调和黏膜炎症发挥作用。基于最近的临床前和临床研究，这些策略在管理胃肠道炎症方面取得了令人鼓舞的结果。尽管有充分的证据支持，但仍存在一些挑战，包括宿主反应的显著差异、对标准化菌株和精确剂量的需求，以及缺乏统一的监管框架。本综述整合了目前对益生元、益生菌、合生元和后生元的理解，强调了它们在调节胃肠道炎症中的协同作用和巨大潜力，并深入讨论了当前的研究局限性和未来发展方向。

引言

肠道微生物群是一个复杂而重要的生态系统，它同时具有内分泌、体液、免疫和代谢功能，与全身多个关键器官紧密相连（Andoh A., 2016）。这种多方向的交流对人类健康至关重要，其紊乱与多种慢性疾病有关，包括肥胖（Liu et al., 2021）、2型糖尿病（Arora et al., 2021）、炎症性肠病（Ghoshal et al., 2012）和神经精神疾病（Anand et al., 2022）。

平衡的肠道微生物群对整体健康至关重要。益生菌被定义为“当摄入足够量时能为宿主带来健康益处的活微生物”（Reid, 2015），在维持这种平衡中起着关键作用。它们通过与免疫细胞直接相互作用来保护胃肠道的健康（Wilkins & Sequoia, 2017）。最常见的益生菌食物来源是发酵乳制品，如酸奶和开菲尔，其中含有乳酸菌和双歧杆菌。然而，非乳制品发酵食品也越来越受到重视，例如泡菜和未经过巴氏杀菌的酸菜富含Lactobacillus plantarum，这种菌株能够耐受胃酸并附着在肠道壁上。甚至传统干发酵香肠也被重新评估为有效的益生菌载体；研究表明，这些食品中的特定发酵菌株可以在消化过程中存活并发挥免疫调节作用（Parker et al., 2017）。微生物组成的改变或菌群失调与炎症性肠病、克罗恩病（CD）、溃疡性结肠炎（UC）和急性感染性腹泻等病症密切相关，这些病症都与有益微生物多样性的减少有关（Parker et al., 2017; Zhang et al., 2018）。益生菌，特别是乳酸菌、双歧杆菌和酵母菌属，通过改变微生物群来治疗胃肠道疾病，从而恢复肠道平衡（Hrdy et al., 2020; Parker et al., 2017）。它们的治疗效果包括缩短腹泻持续时间、降低长期发作的风险、治疗抗生素相关性腹泻、提高溃疡性结肠炎的缓解率，并缓解腹胀和胀气等症状（Wilkins & Sequoia, 2017）。

相比之下，益生元是“不可消化的食物成分，通过选择性促进结肠中某些细菌的生长和/或活性来改善宿主健康”（Tuohy et al., 2003）。它们主要滋养有益细菌，如乳酸菌和双歧杆菌，存在于菊苣根、洋蓟、蒲公英叶、大蒜、洋葱、韭葱、芦笋和香蕉中，这些食物是菊粉和低聚果糖（FOS）的主要来源。新兴研究还强调了水果副产品的价值，如桃子和柿子渣、橙子、百香果和菠萝皮，它们富含果胶和酚类化合物（Davani-Davari et al., 2019）。通过促进更有利的肠道微生物群组成，益生元可以减少产生毒素和致癌物质的微生物酶的活性（Gibson et al., 2017）。这种对肠道微生物群和饱腹感的影响也有助于管理代谢性疾病，如肥胖（Gibson et al., 2017）。益生元的发酵会产生短链脂肪酸，如丁酸盐（Morrison & Preston et al., 2016），这类非生物的微生物衍生分子被称为后生元。

后生元作为一种更安全的替代品，受到关注，可用于预防和治疗胃肠道疾病，尤其是对于婴儿、儿童和免疫功能低下的人群（Abbasi et al., 2021）。它们有助于维持微生物平衡，即生态平衡，从而支持宿主的内稳态。后生元通过防止病原体黏附、入侵和生物膜形成来保护宿主健康，同时增强免疫反应并保持肠道上皮屏障的完整性（Abbasi et al., 2021）。它们还可以修复黏膜损伤并防止细胞因子引起的上皮损伤。这些副产品有助于改善健康状况，包括改善消化功能、减少炎症和调节血糖。益生元、益生菌和后生元之间的共生关系对于维持身体的整体平衡至关重要：益生元滋养益生菌，益生菌产生有益的后生元（Pandey et al., 2015）。

虽然支持益生菌、益生元和后生元益处的证据非常充分，但我们对这些概念的理解仍在发展中。本综述旨在通过仔细的临床试验确定最有效的菌株、最佳剂量和理想的治疗时长来填补当前的知识空白。我们还探讨了益生元如何积极影响肠道微生物群，以及合生元（益生元和益生菌）在中和有害代谢物和致癌物质方面的潜在联合效果（Hashmi et al., 2023）。个性化医学在这一领域的未来充满希望，有可能创造出符合个体独特肠道微生物组和健康需求的定制治疗方法。这一不断扩展的知识体系让我们对未来充满期待，希望这些成分能够有效用于改善胃肠道健康和整体福祉。

部分摘要

益生菌对肠道微生物群的调节作用

人体微生物组由定植于人体的多种微生物组成，形成了一个复杂的生态网络。尽管不断变化，但一个稳定的核心微生物群会长期存在，这使得诊断、预防和治疗人类疾病成为可能（Rinninella et al., 2019）。这个稳定的核心微生物群可以影响黏膜层的基因表达，从而影响肠道健康

益生元：滋养有益微生物

益生元是可供有益肠道细菌利用的非活性食物成分，通过促进双歧杆菌和乳酸菌的生长和活性来改善肠道健康（Pandey et al., 2015b）。欧洲食品安全局（EFSA）将益生元定义为宿主微生物选择性利用的底物，从而带来健康益处。这里重点讨论的是这些物质刺激肠道中有益细菌生长的能力，而益生菌本身是活的微生物（Oniszczuk et

合生元——在炎症管理中的益生元与益生菌的关系

合生元食品同时含有益生菌（活的有益微生物）和益生元（不可消化的纤维或化合物），这些成分可以选择性促进肠道中有益微生物的生长和活性。这种协同作用增强了益生菌的存活、定植和功能，从而比单独使用益生菌或益生元带来更大的健康益处（Kumar et al., 2022; Pandey et al., 2015）。发酵蔬菜如泡菜和酸菜

后生元的定义和特征

益生菌通过膳食可溶性纤维产生后生元，这一过程通常称为益生元发酵（Moradi et al., 2020）。国际益生菌和益生元科学协会（ISAPP）将后生元定义为对宿主有益的无生命微生物及其组分的制剂。这包括失活后的微生物本身及其代谢产物（Collado et al., 2019; Salminen et al., 2021）。后生元包括

益生菌的生物活性代谢产物对免疫反应的调节

细胞因子和免疫调节因子的表达受到刺激，以及MAMPs与免疫细胞受体（如C型凝集素和Toll样受体（TLRs）之间的相互作用，会导致局部和系统的免疫调节。含有免疫调节微生物代谢产物的后生元，如组胺、支链脂肪酸（SCFAs）和细胞壁成分（如肽聚糖和鼠胺酸），可以影响多种免疫反应（Mosca et al., 2022b; Scott et al., 2022）。模式

益生菌、益生元、合生元和后生元的安全性考虑

在免疫功能低下的患者中，使用益生菌、益生元、合生元和后生元需要谨慎，因为可能存在不良事件。免疫功能低下者使用益生菌可能会导致全身感染的风险。与益生菌使用相关的菌血症和真菌血症病例表明，益生菌可能穿过受损的肠道屏障（Vallianou et al., 2020）。由于益生菌的活性及其对免疫系统的潜在影响，人们担心它们可能导致易感患者发生败血症

结论

人体肠道微生物组对维持整体健康至关重要，其失衡与胃肠道炎症密切相关。本综述探讨了益生元、益生菌、合生元和后生元作为治疗胃肠道炎症的潜在选择。这些方法通过影响肠道细菌的组成和代谢活性来恢复肠道平衡并减少炎症。益生元有助于促进健康的肠道

CRediT作者贡献声明

拉迪卡·巴赫蒂（Radhika Baheti）：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、可视化、方法学研究、数据分析、数据整理。桑吉瓦尼·德什卡尔（Sanjeevani Deshkar）：撰写——审稿与编辑、验证、概念化。希瓦尼·贾达夫（Shivani Jadhav）：验证、软件应用、研究、数据整理。坎昌·穆莱（Kanchan Mule）：验证、软件应用、研究、数据整理。阿比谢克·贾（Abhishek Jha）：撰写——审稿与编辑、可视化、软件应用、资源获取、数据分析。普拉布汉詹·吉拉姆（Prabhanjan Giram）：软件应用

资金

未收到任何资助。

未引用的参考文献

Andoh, 2016

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ávila-Reyes, García-Suárez, Jiménez, Martín-González and Bello-Pérez, 2014

Bruna Cristina dos Santos Cruz, Lisiane Lopes da Concei??o, Tiago Ant?nio de Oliveira Mendes, Célia Lúcia de Luces Fortes Ferreira, Reggiani Vilela Gon?alves, Maria do Carmo Gouveia Peluzio, 2020

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利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文报告的工作。