上周一（2019年10月14日）《自然》杂志的子刊《科学报告》（Scientific Reports）在线发布了一篇益生菌（probiotics）防治大肠癌的论文“抗原毒性和抗癌本地/原生益生菌的分离，表征和鉴定及其在实验性大肠癌发生中的预防潜力”[B1]。现摘译如下：

    大肠癌是第三种最常被诊断出的癌症，它是一种生活方式疾病，饮食和肠道微生物组在其起始和进展中起着复杂的作用。预防性生物干预主要是益生菌，为减少或延缓其发展提供了另一种方法。因此，设计了本研究，其中遵循了用于分离，表征和鉴定具有抗原毒性和抗癌活性的本土（人体本身）益生菌的有效方案，以及在早期实验性结肠直肠癌发生中的预防潜力评估。在46株分离的乳酸菌菌株中，仅基于对N，N-二甲基二肼二盐酸盐和4-硝基喹啉1氧化物的抗原毒性和益生菌特性选择了三株。所有三种选择的益生菌菌株均表现出抗癌潜力，如变态的隐窝灶减少，粪便pH降低，粪便乳酸菌增强和粪便酶（β-葡萄糖醛酸苷酶，硝化还原酶，β-葡萄糖苷酶）改变，这可以调节肠道菌群和微环境，从而证明了这一点。恢复了结肠的组织结构。该结果清楚地表明了选定的本地益生菌的预防潜力，可以将其用作特别是在高度易感个体中针对结肠癌发生的替代性预防性生物疗法。

    癌症是一种异质性疾病，其特征在于异常细胞的不受控制的生长和扩散。大肠癌 - 结肠癌和直肠癌统称为直结肠癌（colorectal cancer - CRC），在全球发病率排名第三，死亡率排名第二。CRC的患病率在西方国家很高，甚至在亚洲发达国家也迅速增加。与CRC相关的风险因素多种多样，包括外部因素，例如不良饮食，酒和烟草的使用以及缺乏运动，以及内部因素，诸如遗传基因体质，激素和免疫失衡[3]。CRC的负调节剂可以串联或顺序作用来启动癌症生长或驱动癌症发展。结肠癌是通过一个顺序过程而产生的，在该过程中分子和细胞的修饰会导致某些前体病变，即腺瘤性息肉，可能导致腺瘤并最终导致癌变。正常的粘膜转化为腺癌是一个漫长的过程，需要几个中间步骤，这为各种预防性生物干预措施提供了空间，例如益生菌，“活有益微生物”作为预防剂并减少了疾病的发生和负担[4,5]。益生菌的有益作用包括维持肠道稳态，预防急性腹泻，肠易激综合症，结肠炎和便秘[6]。几项体外研究[7、8]，动物研究[9、10、11、12]以及临床研究[13、14]均表明益生菌具有特异性针对CRC [15、16、17、18]的抗癌特性。益生菌主要通过调节肠道菌群，改善结肠的理化条件，增强肠道屏障功能，调节肠道细菌代谢和酶从而发挥其抗癌活性，从而预防致癌物，分泌抗癌代谢物并减少炎症[19]。益生菌和免疫系统之间存在极其复杂的相互作用，很难评估，但目前的实验数据清楚地表明了乳酸菌（Lactic Acid Bacteria - LAB)对结肠炎症的调节作用，主要是通过恢复上皮紧密连接和调节T调节细胞以及他们的树突状细胞[14、18、20、21]。

    与益生菌相关的促进健康的特性在很大程度上取决于物种(属种)和菌株[22]，它们对结肠癌的预防潜力也可能因一种菌株而异，因此有必要进行研究。因此，本研究旨在分离专门针对具有抗原毒性和抗癌潜力的实验性CRC的LAB。

    文章还描述了：乳酸菌（LAB）的分离、初步筛选分离的LAB的抗原毒性、对分离的LAB进行体外抗癌活性的二次筛选、所选LAB的益生菌表征、耐酸和耐胆汁、细胞表面疏水性（CSH）、鉴定分离株等研究过程。最后选用鼠李糖乳酸杆菌（Lactobacillus rhamnosus，与MH656799有99%相似度）、植物乳酸杆菌（或称胚芽乳酸桿菌）（Lactobacillus plantarum，与MH656803 有99%相似度）和戊糖小球菌（Pediococcus pentosaceus ，与MH889142有99%相似度）三种益生菌做体内研究，包括用益生菌喂养的动物体重和生长速率、粪便乳酸菌计数、粪便的酸碱度、肝功能检查、异常隐窝灶、粪便酶测定和组织病理学等研究。

    文章的讨论（Discussion）一节说：

    考虑到本研究的发现，可以说益生菌主要通过改善结肠内的体内平衡来提供针对结直肠癌的保护，这个体内平衡降低了粪便的pH值，并通过改变长肿瘤之前的粪便酶来调节新陈代谢，从而消除了毒素和致癌物。此外，益生菌可以缓解结肠的肝脏生理损伤。但是，正在进行进一步的详细研究，以评估选定的原生益生菌在实验性结肠癌发生过程中各种致癌分子标记的调节中的作用。

    上文中的参考文献列表[1]-[63]在此省略，请见[B1]。

    参考文献[B2]是国内学者对本文中提到的一种益生菌-植物乳酸杆菌（Lactobacillus plantarum）所做的基因序列排序。参考文献[B3, B4, B5]是三本有关益生菌的学术论文集。

益生菌的正反面

    肠道中的微生物数大概有10¹⁴（100万亿）个，应该比人体细胞数还多。含有乳酸菌（LAB）的发酵产品包括：蔬菜，如腌制的蔬菜，泡菜和酸菜等；大豆产品：如腐乳、大酱和酱油等；以及乳制品，如酸奶和奶酪等。益生菌至少有（有分歧）19个属（genus）的275个种（species），关于每种益生菌的研究[B3 - B9]也在广泛展开。

    益生菌给人带来的好处及副作用有很多报道。今年5月6日《自然-医学》杂志在线发表了一篇论文“益生菌的优缺点和许多未知（The pros, cons, and many unknowns of probiotics）”[B8]。文章说：“近年来，在全球范围内，用于促进健康和福祉的非处方益生菌的消费量有所增加。然而，尽管益生菌的使用已在公众中大为普及，但是许多益生菌菌株和制剂的临床结果却存在矛盾。微生物组研究的新见识可以评估益生菌对肠道菌落的影响，菌株水平的活性，与本土微生物组的相互作用，安全性和对宿主（人体）的影响，并使益生菌与生理作用和潜在的有用医学适应症相关联。在此观点中，我们重点介绍了在努力对非处方益生菌的大量数据进行无偏见的解释方面的主要进展，挑战和局限性，并提出了改善证据质量、透明度、公众意识及其监管的途径。”

    该论文在临床疗效部分说“益生菌对人类的影响已被科学家以及食品和药物工业广泛研究了数十年。这导致了多种建议的预防和治疗健康适应症和主张，例如预防或治疗急性、抗生素相关性和艰难梭菌相关性腹泻。改善炎症性肠病和肠易激综合症（Irritable Bowel Syndrome - IBS）；降低新生儿迟发性败血症和坏死性小肠结肠炎的风险。其他要求包括消除幽门螺杆菌、减少呼吸道感染的发生率和严重性、减轻抑郁症、预防或治疗特应性皮炎以及减少与心血管代谢综合征相关的心血管危险因素。遗憾的是，尽管与上述健康声明相关的某些临床试验具有较高的方法学质量和有效性，但对于大多数上述适应症，也有一些方法学质量较高的研究，其结果均为阴性或相反、总体相互矛盾、模棱两可和值得商榷的总体结论。”

    这是一篇综述论文，共14页，文末给出了223篇参考文献。

益生菌产品

    尽管各大超市药店都有产品销售，每种产品也会标明益生菌的种类（属种和菌株）名称和含量（通常叫菌落形成单位 - Colony Forming Units - CFU）及使用方法。但是，益生菌只是一种保健品，美国FDA不允许益生菌产品有宣称疗效的广告。用还是不用、用哪一种益生菌只能由消费者自己决定。

    从 costco 网站沿着 Home > Health & Personal Care > Vitamins, Herbals & Dietary Supplements > Probiotics 路线可找到几种益生菌产品。例如 Probiotic 10，来看看其成分表，共有10种不同的益生菌，分别是Lactobacillus plantarum 299v (Lp299v®), Lactobacillus bulgaricus Lb-87, Lactobacillus paracasei DSM 13434, Lactobacillus plantarum DSM 15312, Lactobacillus salivarius Ls-33, Lactobacillus brevis Lbr-35, Lactobacillus acidophilus La-14, Bifidobacterium lactis Bl-04, Lactobacillus paracasei Lpc-37, Lactobacillus casei Lc-11，9种乳杆菌属（Lactobacillus）和1种双歧杆菌属（Bifidobacterium）。

    成分中Lactobacillus plantarum 299v (Lp299v®) 和 Lactobacillus plantarum DSM 15312是同一种乳酸杆菌但菌株不同，可能有差异。“不同的菌种会有不同的功效；就算是同一种菌，不同菌株所产生的效果也是相去甚远的。比如，乳双歧杆菌（Bifidobacterium lactis）和婴儿双歧杆菌（B. infantis）属于两个不同的菌种，在预防早产儿坏死性小肠结肠炎上，后者比前者有效。短双歧杆菌BBG-001（B. breve BBG-001）和短双歧杆菌（B. breve M-16V）属于两个不同的菌株[B9]，前者对于预防早产儿坏死性小肠结肠炎无效，而后者是有作用的。除此之外，不同菌株的组合，不同的剂量也会有不同的效果。”（知乎）

    本文只做信息交流，不是医学建议，更不是产品推介。引用请注明“文学城”。

    上周四和周五（10月16日–10月17日）在拉斯维加斯的曼德勒海湾度假村（Mandalay Bay）会展中心有一个食品添加剂展。下图是杜邦公司（40x40英尺）的展台，在介绍他们的益生菌产品。

    下图是国际益生菌协会（International Probiotics Association-IPA）执行董事 George Paraskevakos 在讲解益生菌的市场，据称2018年与益生菌相关的产品有438亿美元。

参考文献：
[B1] Deepika Chandel, Mridul Sharma, Vibhindika Chawla, Naresh Sachdeva & Geeta Shukla.  Isolation, characterization and identification of antigenotoxic and anticancerous indigenous probiotics and their prophylactic potential in experimental colon carcinogenesis. Scientific Reports (2019) 9:14769. doi.org/10.1038/s41598-019-51361-z

[B2] Chen-Jian Liu, RuiWang, Fu-Ming Gong, Xiao-Feng Liu, Hua-Jun Zheng, Yi-Yong Luo, Xiao-Ran Li. Complete genome sequences and comparative genome analysis of Lactobacillus plantarum strain 5-2 isolated from fermented soybean. Genomics. dx.doi.org/10.1016/j.ygeno.2015.07.007

[B3] Semih Ötle?. Probiotics and Prebiotics in Food, Nutrition and Health. CRC Press.(2014) ISBN 978-1-4665-8624-6 

[B4] Niall Hyland, Catherine Stanton. The Gut-Brain Axis, Dietary, Probiotic, and Prebiotic Interventions on the Microbiota. Elsevier 2016. ISBN: 978-0-12-802304-4

[B5] Martin H. Floch, Yehuda Ringel, W. Allan Walker. The Microbiota in Gastrointestinal Pathophysiology. Elsevier 2017. ISBN: 978-0-12-804024-9

[B6] Anjali Khare, Gaurav Thorat, Amarapali Bhimte and Vandana Yadav. Mechanism of action of prebiotic and probiotic. Journal of Entomology and Zoology Studies 2018; 6(4): 51-53

[B7] Miriam Bermudez-Brito, Julio Plaza-Díaz, Sergio Muñoz-Quezada, Carolina Gómez-Llorente, Angel Gil. Probiotic Mechanisms of Action. Ann Nutr Metab 2012;61:160–174. DOI: 10.1159/000342079

[B8] Jotham Suez, Niv Zmora, Eran Segal & Eran Elinav. The pros, cons, and many unknowns of probiotics. Nature Medicine 25 716–729 (2019). doi.org/10.1038/s41591-019-0439-x

[B9] Bozzi Cionci N. Baffoni L, Gaggìa F, Di Gioia D. Therapeutic Microbiology: The Role of Bifidobacterium breve as Food Supplement for the Prevention/Treatment of Paediatric Diseases. Nutrients. Nov 10, 2018;10(11). pii: E1723. doi: 10.3390/nu10111723.