益生菌防大腸癌？

    上周一（2019年10月14日）《自然》雜誌的子刊《科學報告》（Scientific Reports）在線發布了一篇益生菌（probiotics）防治大腸癌的論文“抗原毒性和抗癌本地/原生益生菌的分離，表征和鑒定及其在實驗性大腸癌發生中的預防潛力”[B1]。現摘譯如下：

    大腸癌是第三種最常被診斷出的癌症，它是一種生活方式疾病，飲食和腸道微生物組在其起始和進展中起著複雜的作用。預防性生物幹預主要是益生菌，為減少或延緩其發展提供了另一種方法。因此，設計了本研究，其中遵循了用於分離，表征和鑒定具有抗原毒性和抗癌活性的本土（人體本身）益生菌的有效方案，以及在早期實驗性結腸直腸癌發生中的預防潛力評估。在46株分離的乳酸菌菌株中，僅基於對N，N-二甲基二肼二鹽酸鹽和4-硝基喹啉1氧化物的抗原毒性和益生菌特性選擇了三株。所有三種選擇的益生菌菌株均表現出抗癌潛力，如變態的隱窩灶減少，糞便pH降低，糞便乳酸菌增強和糞便酶（β-葡萄糖醛酸苷酶，硝化還原酶，β-葡萄糖苷酶）改變，這可以調節腸道菌群和微環境，從而證明了這一點。恢複了結腸的組織結構。該結果清楚地表明了選定的本地益生菌的預防潛力，可以將其用作特別是在高度易感個體中針對結腸癌發生的替代性預防性生物療法。

    癌症是一種異質性疾病，其特征在於異常細胞的不受控製的生長和擴散。大腸癌 - 結腸癌和直腸癌統稱為直結腸癌（colorectal cancer - CRC），在全球發病率排名第三，死亡率排名第二。CRC的患病率在西方國家很高，甚至在亞洲發達國家也迅速增加。與CRC相關的風險因素多種多樣，包括外部因素，例如不良飲食，酒和煙草的使用以及缺乏運動，以及內部因素，諸如遺傳基因體質，激素和免疫失衡[3]。CRC的負調節劑可以串聯或順序作用來啟動癌症生長或驅動癌症發展。結腸癌是通過一個順序過程而產生的，在該過程中分子和細胞的修飾會導致某些前體病變，即腺瘤性息肉，可能導致腺瘤並最終導致癌變。正常的粘膜轉化為腺癌是一個漫長的過程，需要幾個中間步驟，這為各種預防性生物幹預措施提供了空間，例如益生菌，“活有益微生物”作為預防劑並減少了疾病的發生和負擔[4,5]。益生菌的有益作用包括維持腸道穩態，預防急性腹瀉，腸易激綜合症，結腸炎和便秘[6]。幾項體外研究[7、8]，動物研究[9、10、11、12]以及臨床研究[13、14]均表明益生菌具有特異性針對CRC [15、16、17、18]的抗癌特性。益生菌主要通過調節腸道菌群，改善結腸的理化條件，增強腸道屏障功能，調節腸道細菌代謝和酶從而發揮其抗癌活性，從而預防致癌物，分泌抗癌代謝物並減少炎症[19]。益生菌和免疫係統之間存在極其複雜的相互作用，很難評估，但目前的實驗數據清楚地表明了乳酸菌（Lactic Acid Bacteria - LAB)對結腸炎症的調節作用，主要是通過恢複上皮緊密連接和調節T調節細胞以及他們的樹突狀細胞[14、18、20、21]。

    與益生菌相關的促進健康的特性在很大程度上取決於物種(屬種)和菌株[22]，它們對結腸癌的預防潛力也可能因一種菌株而異，因此有必要進行研究。因此，本研究旨在分離專門針對具有抗原毒性和抗癌潛力的實驗性CRC的LAB。

    文章還描述了：乳酸菌（LAB）的分離、初步篩選分離的LAB的抗原毒性、對分離的LAB進行體外抗癌活性的二次篩選、所選LAB的益生菌表征、耐酸和耐膽汁、細胞表麵疏水性（CSH）、鑒定分離株等研究過程。最後選用鼠李糖乳酸杆菌（Lactobacillus rhamnosus，與MH656799有99%相似度）、植物乳酸杆菌（或稱胚芽乳酸桿菌）（Lactobacillus plantarum，與MH656803 有99%相似度）和戊糖小球菌（Pediococcus pentosaceus ，與MH889142有99%相似度）三種益生菌做體內研究，包括用益生菌喂養的動物體重和生長速率、糞便乳酸菌計數、糞便的酸堿度、肝功能檢查、異常隱窩灶、糞便酶測定和組織病理學等研究。

    文章的討論（Discussion）一節說：

    考慮到本研究的發現，可以說益生菌主要通過改善結腸內的體內平衡來提供針對結直腸癌的保護，這個體內平衡降低了糞便的pH值，並通過改變長腫瘤之前的糞便酶來調節新陳代謝，從而消除了毒素和致癌物。此外，益生菌可以緩解結腸的肝髒生理損傷。但是，正在進行進一步的詳細研究，以評估選定的原生益生菌在實驗性結腸癌發生過程中各種致癌分子標記的調節中的作用。

    上文中的參考文獻列表[1]-[63]在此省略，請見[B1]。

    參考文獻[B2]是國內學者對本文中提到的一種益生菌-植物乳酸杆菌（Lactobacillus plantarum）所做的基因序列排序。參考文獻[B3, B4, B5]是三本有關益生菌的學術論文集。

益生菌的正反麵

    腸道中的微生物數大概有10¹⁴（100萬億）個，應該比人體細胞數還多。含有乳酸菌（LAB）的發酵產品包括：蔬菜，如醃製的蔬菜，泡菜和酸菜等；大豆產品：如腐乳、大醬和醬油等；以及乳製品，如酸奶和奶酪等。益生菌至少有（有分歧）19個屬（genus）的275個種（species），關於每種益生菌的研究[B3 - B9]也在廣泛展開。

    益生菌給人帶來的好處及副作用有很多報道。今年5月6日《自然-醫學》雜誌在線發表了一篇論文“益生菌的優缺點和許多未知（The pros, cons, and many unknowns of probiotics）”[B8]。文章說：“近年來，在全球範圍內，用於促進健康和福祉的非處方益生菌的消費量有所增加。然而，盡管益生菌的使用已在公眾中大為普及，但是許多益生菌菌株和製劑的臨床結果卻存在矛盾。微生物組研究的新見識可以評估益生菌對腸道菌落的影響，菌株水平的活性，與本土微生物組的相互作用，安全性和對宿主（人體）的影響，並使益生菌與生理作用和潛在的有用醫學適應症相關聯。在此觀點中，我們重點介紹了在努力對非處方益生菌的大量數據進行無偏見的解釋方麵的主要進展，挑戰和局限性，並提出了改善證據質量、透明度、公眾意識及其監管的途徑。”

    該論文在臨床療效部分說“益生菌對人類的影響已被科學家以及食品和藥物工業廣泛研究了數十年。這導致了多種建議的預防和治療健康適應症和主張，例如預防或治療急性、抗生素相關性和艱難梭菌相關性腹瀉。改善炎症性腸病和腸易激綜合症（Irritable Bowel Syndrome - IBS）；降低新生兒遲發性敗血症和壞死性小腸結腸炎的風險。其他要求包括消除幽門螺杆菌、減少呼吸道感染的發生率和嚴重性、減輕抑鬱症、預防或治療特應性皮炎以及減少與心血管代謝綜合征相關的心血管危險因素。遺憾的是，盡管與上述健康聲明相關的某些臨床試驗具有較高的方法學質量和有效性，但對於大多數上述適應症，也有一些方法學質量較高的研究，其結果均為陰性或相反、總體相互矛盾、模棱兩可和值得商榷的總體結論。”

    這是一篇綜述論文，共14頁，文末給出了223篇參考文獻。

益生菌產品

    盡管各大超市藥店都有產品銷售，每種產品也會標明益生菌的種類（屬種和菌株）名稱和含量（通常叫菌落形成單位 - Colony Forming Units - CFU）及使用方法。但是，益生菌隻是一種保健品，美國FDA不允許益生菌產品有宣稱療效的廣告。用還是不用、用哪一種益生菌隻能由消費者自己決定。

    從 costco 網站沿著 Home > Health & Personal Care > Vitamins, Herbals & Dietary Supplements > Probiotics 路線可找到幾種益生菌產品。例如 Probiotic 10，來看看其成分表，共有10種不同的益生菌，分別是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種乳杆菌屬（Lactobacillus）和1種雙歧杆菌屬（Bifidobacterium）。

    成分中Lactobacillus plantarum 299v (Lp299v®) 和 Lactobacillus plantarum DSM 15312是同一種乳酸杆菌但菌株不同，可能有差異。“不同的菌種會有不同的功效；就算是同一種菌，不同菌株所產生的效果也是相去甚遠的。比如，乳雙歧杆菌（Bifidobacterium lactis）和嬰兒雙歧杆菌（B. infantis）屬於兩個不同的菌種，在預防早產兒壞死性小腸結腸炎上，後者比前者有效。短雙歧杆菌BBG-001（B. breve BBG-001）和短雙歧杆菌（B. breve M-16V）屬於兩個不同的菌株[B9]，前者對於預防早產兒壞死性小腸結腸炎無效，而後者是有作用的。除此之外，不同菌株的組合，不同的劑量也會有不同的效果。”（知乎）

    本文隻做信息交流，不是醫學建議，更不是產品推介。引用請注明“文學城”。

    上周四和周五（10月16日–10月17日）在拉斯維加斯的曼德勒海灣度假村（Mandalay Bay）會展中心有一個食品添加劑展。下圖是杜邦公司（40x40英尺）的展台，在介紹他們的益生菌產品。

    下圖是國際益生菌協會（International Probiotics Association-IPA）執行董事 George Paraskevakos 在講解益生菌的市場，據稱2018年與益生菌相關的產品有438億美元。

參考文獻：
[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.