1 丁酸梭菌的来源、形态和生理
丁酸梭菌(Clostridium butyricum)又名酪酸菌，它是梭状芽孢菌属中的一个种，是1933年由日本千叶医科大学宫入近治博士首先发现并报告的，因此又叫宫入菌。1935年，Kingi miyairi博士从人的粪便和土壤中分离出丁酸梭菌，随后发现其厌氧培养的过滤物中含有较少的脂肪酸，具有极强的整肠作用，它可抑制肠道中的致病菌，促进肠道中有益菌如双歧杆菌和乳杆菌的生长。
丁酸梭菌是一种专性厌氧的革兰氏阳性芽孢杆菌，其直径为(0.6～1.2)×(3.0～7.0)µm，两端钝圆，中间部分轻度膨胀，细菌呈直杆状或稍有弯曲，单个或成对，短链，偶见有丝状菌体，周身鞭毛，能运动。孢子卵圆，偏心或次端生。革兰氏染色初培养的菌为阳性，菌稍长可变为阴性。丁酸梭菌细胞壁含DL-二氨基庚二酸，葡萄糖是唯一的细胞壁糖。在琼脂平板上形成白色或奶油色的不规则圆形菌落，稍突，直径为1～3mm。不水解明胶，不消化血清蛋白，能够发酵葡萄糖、蔗糖、果糖、乳糖等碳水化合物产酸，一个显著的特征是产生淀粉酶，水解淀粉但不水解纤维素。水解淀粉和糖类的最终代谢产物为丁酸、醋酸和乳酸，还发现有少量的丙酸、甲酸，硝酸盐还原实验均为阴性。丁酸梭菌DNA的G+C含量的摩尔分数为27%～28%。
2 丁酸梭菌的功效
2.1 调整肠道菌落平衡，促进肠道有益菌群增殖
肠道菌群失衡会导致各种疾病的发生，丁酸梭菌能促进有益的双歧杆菌、乳酸菌、拟杆菌的增殖和有效的抑制引起疾病的葡萄球菌、念珠菌、克雷伯菌、弯曲杆菌、绿脓杆菌、大肠杆菌、痢疾杆菌和伤寒沙门菌以及腐败菌的繁殖，从而减少了胺类、吲哚类和硫化氢等有害物质。
实验表明，己知健康人的粪便菌群以厌氧菌为主，并知双歧杆菌在人和动物体为最高和最常见的正常菌群之一。张达荣等证实，肠易激综合症患者中菌群失调，表现为与粪便菌群中主要比例的总厌氧菌双歧杆菌、乳酸杆菌的量减少，而占肠道菌群比例中较少的具有潜在致病性梭菌却显著增多，经丁酸梭菌治疗后，粪便菌群中的双歧杆菌、无芽孢厌氧菌、大肠菌、肠球菌和乳酸菌与健康人无显著差异，占肠道比例多的双歧杆菌、乳酸杆菌显著上升，而具有潜在致病性的梭菌明显下降，并且临床症状相应明显改善。赵熙等研究报道，酪酸菌制剂使肠道内的双歧杆菌数量增加，差异极显著(P≤0.01)，乳酸杆菌的数量增加，差异显著(P≤0.05)。傅思武等证实，服用酪酸菌制剂后，受试者的肠杆菌、肠球菌、拟杆菌的数量无明显变化。双歧杆菌、乳酸杆菌的数量增加，差异有非常显著性(P≤0.01)。张雪平等用酪酸菌制剂对肠道致病菌体外生物拮抗作用研究表明，丁酸梭菌和双歧杆菌在休外能明显抑制大肠埃希氏菌、伤寒杆菌、痢疾杆菌的生长繁殖。陆俭等研究表明，酪酸菌对霍乱弧菌有拮抗作用，具有抑制霍乱弧菌的作用。吕存女等实验证明，酪酸菌和婴儿双歧杆菌能明显抑制艰难梭菌的生长，并且两菌联合比各自单独培养时显示出更强的生物拮抗作用。这一系列实验研究说明，酪酸菌制剂对调整肠道微生态具有重要意义。
2.2 增强免疫功能，预防肿瘤发生
口服丁酸梭菌能增加人和动物体内血清中免疫球蛋白IgA和IgM的含量。丁酸梭菌的细胞壁成分和它产生的胞外多糖(半乳糖：葡萄糖=13.5：86.5)能抑制肿瘤细胞的生长。用热灭活丁酸梭菌制成的疫苗有激活NK细胞和巨噬细胞的作用。
当机体摄食酪酸菌死菌体(109个/克)后，从小肠上皮无菌取出派伊尔氏淋巴集结细胞，用ELISA法测定血清中免疫球蛋白IgA含量，试验组(6µg/mL)明显高于未摄食菌体的对照组(0.5µg/mL)。给鸡饲喂含酩酸菌体的饲料后，测其血清中ND-HI抗体效价的变化，结果显示，摄食1周后，ND-HI滴度迅速上升。
有人发现酪酸菌细胞具抗肿瘤活力。移植肉瘤180前和后分别对小鼠进行腹膜注射其液剂发现酪酸菌产生的胞外可溶性多聚糖完全抑制肉瘤的生长。另有人用酩酸菌治疗移植性肿瘤“ Jensen肉瘤”，热杀死酪酸菌细胞后制成菌体疫苗，对BDF.鼠的B16-F10黑素瘤进行抗转移试验。疫苗刺激自然杀伤(NK)细胞对靶细胞YAC-1的细胞毒力的抗性。处理后72h出现拮抗峰值，而最大巨噬细胞对细胞毒活力的抑制在9-11天出现。这种刺激作用证实了被激活的NK细胞和巨噬细胞在抗转移作用中的角色。
2.3 在肠道产生益生产物
在肠道内酪酸菌能产生B族维生素、维生素K等物质, 对机体具有保健作用。最近对母乳喂养婴儿脑出血的研究己集中到维生素K方面来。对维生素K缺乏具有高度敏感性的家禽进行实验证明酪酸菌能在肠道内产生必需的维生素K。
丁酸梭菌在肠道内能产生淀粉酶、蛋白酶、糖苷酶、纤维素酶。特别要指出的是，日本学者Nakajima发现肠道中丁酸一拜仁梭菌组中的菌产生内切和外切果胶的裂解酶和果胶甲基化酶，能把肠道内的果胶降解为中间产物，即寡聚半乳糖和4,5-不饱和半乳糖醛酸，最终分解为挥发性短链脂肪酸一乙酸和少量丁酸及甲酸。这些酶系显然有重要的生理功能。我们知道，人和动物每天要摄入体内大量的纤维和果胶物质，由于这些酶系的作用，其中间产物可被双歧杆菌等乳酸菌利用，从而促进了这些菌的生长繁殖，其最终产物又可被机体吸收利用。
丁酸梭菌的主要代谢产物为丁酸，而丁酸是肠道上皮组织细胞的再生和修复的主要营养物质。因此，对肠道上皮组织的再生和修复有很重要的意义。
2.4 稳定性好
丁酸梭菌产生内生芽孢，所以能耐热耐酸，在人体内不受胃酸、胆汁酸等影响，因而通过消化道不失活，在体外室温下可保存三年以上不失效。并且对青霉素、氨苄西林、链霉素、庆大霉素、妥布霉素、氯霉素等有一定的抗性，因此这种制剂可和抗生素合用，提高疗效。大量实验证明它无任何毒副作用，被广泛用于医药、功能性保健食品和动物饲料的添加剂及植物肥料。
2.5 其它功效
大量数据说明，单用丁酸梭菌或与双歧杆菌、益生元等合用，对于因菌群失调而引起的急慢性腹泻(尤其小儿的腹泻)、肠易激综合症、抗生素相关性肠炎、便秘等症状有良好的疗效，对于肠炎、肝硬化和放疗、化疗造成的免疫功能下降也能起到辅助的治疗作用。不少资料还说明，该菌还能促进维生素E的吸收，降解胆酸和提高抗氧能力。
3 益生丁酸梭菌的研究进展
3.1 日本
自1944年日本将酪酸菌制剂正式投入临床应用以来，酪酸菌制剂在国内外临床、应用己有几十年的历史。其在临床上不仅对各种原因(肠道感染、肿瘤化疗、外科手术等)所致的肠道菌群紊乱、急慢性腹泻、肠易激综合症、非溃疡性消化不良等疾病有良好的疗效，尤其对应用抗生素后所致的伪膜性肠炎有独特的效果。
日本是研究酪酸菌制剂历史最长、范围最广的国家，他们除开发用于整肠的药品外，还开发了酪酸菌液剂、粉末剂、胶囊剂等保健食品，并将其作为兽医药品用来治疗畜禽肠道菌群紊乱，提高生产力。另外，酪酸菌制剂还可以当作微生物肥料使用，不仅促进植物生长，又能防治植物病害。
3.2 我国
我国对丁酸梭菌的研究开发才刚刚起步。我国自1993年起，从日本进口酪酸菌制剂一米雅BM片剂和米雅利桑爱儿A颗粒剂，先后在上海、广州、哈尔滨等十几家著名医院临床应用，治疗肠菌群紊乱引起的肠炎、腹泻、消化不良等疾患，取得了显著疗效。
国内的科研院所也积极投入到丁酸梭菌的研究当中。浙江大学食品系分离并保存了一株丁酸梭菌，经初步研究，此株丁酸梭菌在体外能抑制金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)，鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium)，埃希氏大肠杆菌(Escherichia coli)和肠棒杆菌(Enterobacter spp)等病原菌的生长;另外，与嗜酸乳杆菌Lactobacillus acidophilus ATCC 4356(购自中国科学院微生物研究所)，嗜酸乳杆菌Lactobacillus acidophilus BFC(实验室保存)，干酪乳杆菌Lactobacillus casei subsp.casei，保加利亚乳杆菌Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis，两歧双歧杆菌Bifidobacterium bifidum 1.1852(购自中国科学院微生物研究所)和青春双歧杆菌Bifidobacterium adolescentis LCL(分离自商品培菲康)这六株益生菌相比，对低pH和高胆汁浓度有更好的耐受力(P<0.01)。他们通过系统的培养基优化，能将丁酸梭菌的菌体浓度提高到108/mL以上。另外，他们还研究了丁酸梭菌的生产工艺，寻找出了一套从发酵生产、收集菌体、冷冻干燥、菌种保藏等一整套的生产工艺。
微生态学是近年来发展很快的一门生命科学，也是理论与实践结合得相当紧密的一门科学。随着微生态理论的进展，它的实践产物微生态制剂不断涌现，并引起临床医学工作者的高度重视。丁酸梭菌营养要求简单，其发酵工艺和发酵设备也相对简单，总之，它的产品成本低廉，在市场上很有竞争力。 |
京公网安备 11010802025824号