重新思考“益生元”的定义

近年来的研究发现人体微生物组与人体健康息息相关，尤其是肠道菌群。因此，肠道菌群也被作为是治疗和调理的作用靶点，手段包括益生菌、益生元，甚至是粪菌移植。最近读了一篇发表在《Nat Rev Gastroenterol Hepatol》的综述性的文章，它对益生元做了定义，我想这对于有志于做人体微生物组研究的人来说，是必须有一定了解的，因此做了一些笔记，与大家交流讨论。

1、什么是益生元（Prebiotic）。能被宿主微生物选择性利用并有利于宿主健康的底物。 该定义将益生元的作用底物扩展到包括非碳水化合物，作用靶点扩增到胃肠道及其以外的身体部位，以及除食物以外的多种类别。保留了选择性微生物群介导机制的要求。对于被认为是益生元的物质，必须有益的健康影响。该定义也适用于动物使用的益生元。

2、定义益生元的国际组织为国际益生菌和益生元科学协会（International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics，ISAPP），它是科学家致力于促进益生菌和益生元科学发展的非营利性机构。

3、“益生元”的效应和选择性。益生元不是唯一可以影响肠道的底物，选择性利用是区分益生元和其他的底物的标准。在早先的文献中，将益生元的“选择性”需要解释为能被乳酸杆菌和双歧杆菌。而近年来的研究发现，除了乳酸杆菌和双歧杆菌，Faecalibacterium prausnitzii等也可能成为益生菌的候选者（注1：相比原先由培养方法发现的微生物种类，高通量测序技术的应用使得更多的微生物被鉴定到，从而新的有益菌也不断的被发现，如果有益菌的目录大大增加，那么益生元的定义也必然要随之改变。测序这个技术，的的确确在改变很多行业的传统认识）。为了验证产品本身是否为益生元，必须证明产品是有选择地利用的。例如摄入某种元素可以增加微生物对短链脂肪酸的含量，那么这产品是益生元吗（注2：短链脂肪酸，如乙酸盐，丙酸盐和丁酸盐等一些其他化合物被认为有利于健康）？在这种情况下，通过显示由该产品导致的特定范围内能产丁酸盐的微生物生长。或者，产品可能刺激微生物群的其他成员的生长，释放代谢物，其又刺激产丁酸盐的微生物的生长。这种现象可能构成“交叉喂养效应”。最终结果仍然是选择性的，必须是有利于整体健康。如果病原微生物参与丁酸盐的产生，并且宿主发生负面后果，则不能将其称为益生元。

4、什么样的底物是益生元。微生物群落结构改不是通过底物被宿主微生物选择性利用的，此底物不是益生元（注3：这句话，我翻译的很绕口，大家意会一下，谢了。这类底物包括抗生素、矿物质、维生素和噬菌体等）。目前，最最广泛记载在人体内具有健康益处的膳食益生元是不可消化的寡糖果聚糖（FOS）和低聚半乳糖（GOS）（注4：这些寡糖优先被双歧杆菌代谢，双歧杆菌中普遍存在的β-果糖苷酶、β-半乳糖苷酶，可降解FOS和GOS中的连接键）。此外，益生元还具有组织特异性性和时效性。如纤维素可以被认为是反刍动物中的益生元，但不能在人类中使用（注5：因为人类的肠道微生物群只能很差地利用β（1→4）连接的D-葡萄糖多糖）；木糖醇可以被认为是口腔中的益生元，但在其他地方未被证明是益生元；人乳寡糖（HMO）对于新生婴儿的肠道微生物群以及代谢和免疫系统的发育特别重要，对生命后期的健康有着十分重要的作用（注5：Bifidobacterium longum subsp. infantis (B. infantis)属于双歧杆菌属中唯一拥有降解全部HMOs能力的种，双歧杆菌属中其它在成人肠道里占优势的种如B. longum subsp. longum, B. adolescentis和B. lactis缺乏可以代谢HMOs的酶系统，也就是说成年人喝母乳基本无保健作用。突然，我想起了刘晓庆演的西太后喝母乳的镜头）。

5、益生元的利用和宿主健康。下表综述了益生元和人体健康的关系。

6、其他。本文还简要概述了各类动物的肠道情况，其中提到狗和猫是食肉动物，食物以高脂肪、蛋白和低纤维为主，它们非反刍动物，消化道既简单又短，没有能力去发酵不易消化的底物。这个描述让我想通了我们最近在做的一个以狗为实验动物，做的一个实验，有意思。

7、其他的其他。今天是韩春雨撤稿的日子，大家都在评论。一位我尊敬的老师说的好：“高层次科学研究充满各种不确实因素，客观对待，此类撤稿只因结果不成熟，老外也常有，正是一种科学严谨的表现，这与104篇论文撤稿有本质区别”。很多时候，科研工作是孤独、寂寞、冷，然而现在的媒体在本已浮躁的社会风气上又添油加醋，媒体，你们需要反省。

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