益生菌科学研究十大热点

【重磅】“益生菌科学研究十大热点”权威发布！

中国食品科学技术学会    2020年8月20日

近年来，国内外学者在益生菌的资源、功效、作用机制及安全性等方面进行了大量的科学试验研究，益生菌科学取得了长足的发展，至今热度不减。系统生物学、合成生物学、多组学等新学科、技术的兴起与发展，为益生菌科技与产业的发展提供了新的思路和发展机遇。益生菌研究领域随之涌现出诸多新的学术观点与学术成果。

在2021—2035年国家中长期科技发展规划和“十四五”规划编制之际，为聚焦当前益生菌科学的研究热点，对益生菌研究领域急需破解关键共性问题作出预判，2020年中国食品科学技术学会益生菌分会组织相关科研工作者基于文献计量，结合科技界及产业界相关科技工作者对益生菌领域研究进展的综合分析，凝练形成“益生菌科学研究十大热点”，并在第十五届益生菌与健康国际研讨会上正式发布。

顾问：

陈 卫 中国工程院院士、江南大学 

任发政 中国工程院院士、中国农业大学

共同执笔人：

张国华 山西大学 

翟齐啸 江南大学 

易华西 中国海洋大学 

孙志宏 内蒙古农业大学 

赵 亮 中国农业大学 

陈 铮 中国食品科学技术学会 

罗江钊 中国食品科学技术学会

参与讨论与审阅专家（按姓氏汉语笔画排序）：

云战友 内蒙古伊利实业集团股份有限公司 

石汉平 首都医科大学附属北京世纪坛医院 

平野晋 养乐多（中国）投资有限公司 

朱  宏 石家庄君乐宝乳业有限公司 

杨瑞馥 军事科学院军事医学研究院微生物流行病研究所 

何国庆 浙江大学 

张兰威 中国海洋大学 

张和平 内蒙古农业大学 

金 苏 杜邦营养与生物科技 

姚 粟 中国食品发酵工业研究院 

徐 进 国家食品安全风险评估中心 

董 英 江苏大学

 

热点1

益生菌与消化道健康

人体消化道分布着约10万亿个微生物，消化道的微生态平衡影响着机体的健康状况。益生菌可通过调节消化道微生态平衡、抑制致病菌生长和黏附、降低炎症反应等机制，对口腔疾病、胃炎、胃溃疡、肠易激综合征及炎症性肠病等进行防治。但不同益生菌菌株的作用机制、临床效果及人群差异性，尚需得到循证医学的证实。“厌氧肠道芯片”及肠道微生物采集胶囊，可为研究益生菌在肠道内的作用机制提供新方法。

热点2

益生菌与免疫调节

免疫是人体健康的基石，一旦其功能失调，机体可能会产生过敏、肿瘤或受到病毒感染等健康问题。肠道被称为人体最大的“免疫器官”，也是益生菌发挥作用的重要场所。研究表明，益生菌可通过增强肠道黏膜屏障功能、抑制致病菌生长和黏附、调控免疫细胞活性及促进产生免疫因子等方式，调节机体免疫功能。但是益生菌的免疫调节作用具有菌株特异性，特定抗原的益生菌菌株筛选、免疫调节作用功效及机制等有待深入研究。通过免疫组学研究益生菌对机体免疫功能的调节机制，建立免疫相关的分子库，解析作用的功能成分及其靶点，将为揭示益生菌对机体免疫调节作用提供新的思路。

热点3

益生菌与代谢综合征

近年来，以Ⅱ型糖尿病、高血脂和高血压等代谢紊乱为特征的代谢综合征发生率不断攀升，已严重影响大众健康。肠道菌群失调是导致代谢综合征的因素之一，以乳杆菌和双歧杆菌为代表的益生菌可调节肠道微生态平衡、调控机体代谢重塑肠道内环境，从而缓解代谢综合征的发生与发展。目前大多数研究集中于益生菌防治代谢性疾病的效果，但对于益生菌的作用机制探讨不足。究其原因，主要归结于各类代谢性疾病的病因复杂，不同益生菌菌株益生效果的差异，益生菌缓解代谢综合征的机制不同等。

因此，未来仍需针对各类代谢综合征开展个性化益生菌的筛选及临床验证，深入探究益生菌调控代谢综合征的作用途径及其机制。

热点4

益生菌与肠-X轴

人体中90%的血清素是在肠道产生的。肠道微生物通过涉及神经、免疫系统和内分泌等通路影响肠-脑轴，进而调控宿主情绪和行为。此外，肠菌与肺、肝、肾、肌肉和骨骼等器官和组织均具有复杂的互作关系(简称“肠-X轴”)。肠-X轴的互作可做为药物开发的新靶点，益生菌可通过涉及肠神经、免疫系统、肠内分泌信号等途径，调节机体组织、器官功能及行为，进而有益于宿主健康。

尽管益生菌已成为调节肠道微生态和其他器官机能的有效手段，但其生物学机制仍不清楚。因此，今后的研究应集中采用多组学技术突出益生菌具体“贡献度”，考虑菌株特异性和使用剂量，以便更深入的探究其作用机制。

热点5

精准益生菌的筛选与功能预测

益生菌功效评价应聚焦于菌株水平，这一观点已成为科技界广泛共识。益生菌功效受其生境来源、宿主饮食、年龄、性别等因素影响，精准筛选益生菌，需要注重个性化差异。我国不同地区传统发酵食品和健康人群的肠道含有大量益生特性的菌株，是筛选特定功能益生菌的宝贵微生物资源。

采用基于表型、基因分型和靶标的自下而上的菌株筛选策略，联合多组学技术，多尺度建立益生菌快速、精准筛选方法和功能预测技术，开发针对不同人群的个性化、功能化的益生菌菌株，给予安全、高效的个体化益生菌干预，平衡人体微生态，实现有效预防疾病的发生与发展，维护机体的健康。

热点6

益生菌与膳食互作

膳食与肠道菌群的互作已成为人体健康调控新靶标。不同膳食模式及食物种类对益生菌的影响存在差异。补充益生菌是调控肠道菌群的重要手段。益生菌能够转化膳食中的组分，形成更易吸收、活性更高的新型物质；膳食组分能够促进特定益生菌的增植。两者复合食用，可促进益生菌的生长和膳食代谢，更好的发挥健康功效。

以膳食纤维、药食同源的植物提取物等为代表的功能性膳食补充剂，对益生菌的生长和功能均具有调控作用，可调节菌群失调，保护肠道屏障，缓解炎症及代谢综合征等。人体基因型和肠道菌群共同决定表型，而“食物-益生菌-代谢”通路与人体的互作机制，有待进一步深入研究。

热点7

益生菌与后生元/类生元

后生元/类生元是益生菌经过灭活处理后仍能发挥作用的代谢产物或菌体成分，具有发挥调节机体免疫力、保护肠道屏障及调节肠道菌群等健康功能。研究表明，后生元/类生元对胃肠道生理环境和生产加工条件具有更强的耐受力和稳定性，具有较好的应用前景。

目前，受到研究技术手段的限制，大多数研究仅关注到蛋白质、多糖等活性物质，并未进行更高分辨率的效应物质识别。益生菌代谢产物的分离鉴定及功能学评价是后生元/类生元能否市场化的关键。

热点8

益生菌与新兴技术

随着基础学科的不断发展，更多新兴技术被引入到益生菌研究中来。全基因组测序、单细胞测序、宏基因组学、转录组学、蛋白质组学及代谢组学等技术，可以深入揭示菌株遗传信息、进化关系、生理特性、代谢网络、功能机制及其工业应用潜力；培养组学和合成生物学等技术也为开发具有特定功能的新一代益生菌提供了方法学支持；整合多组学数据的新算法开发，将进一步为益生菌机制层面的研究提供助力。 

在产业化应用方面，更多新兴技术被应用于益生菌的包埋、干燥、递送、检测等方面。如利用新型壁材实现菌株的逐层封装和靶向肠道递送，基于流式细胞术实现活菌的快速实时检测等。未来必然有更多前沿技术被应用于益生菌产业，进一步提升产业的科技竞争力。

热点9

新一代益生菌与益生菌新机制

新一代益生菌是基于人体肠道特定共生菌开发，其对肠道菌群平衡和宿主生理功能具有重要作用。如Akkermansia muciniphila等菌株具有提高肠道黏膜屏障、改善代谢性疾病的潜力，是新一代益生菌的候选菌株，针对菌株开展的临床研究为其药物应用积累基础数据。未来需要针对新型益生菌进行功能性和安全性评估，并开展应用技术研究和法规建设，推动新一代益生菌的应用。随着肠道菌群与宿主健康关系研究的不断深入，与宿主生理功能密切相关的肠道菌群靶点逐步阐明。益生菌对肠道菌群代谢网络的作用，通过调控肠道分子靶点实现益生菌对宿主生理和疾病的干预，成为益生菌作用机制研究的新热点。

热点10

益生菌与食用安全

益生菌一般来源于传统发酵食品或健康人体肠道，在安全性评价或功能评价中对宿主没有明显风险。我国《可用于食品的菌种名单》中的菌种可直接用于普通食品。目前广泛应用的益生菌是乳杆菌和双歧杆菌，其较长的食用历史，来源清晰，安全性较高。但目前临床上对于免疫缺陷和危重病人则不推荐进行益生菌干预。针对益生菌新菌株及新一代益生菌需要进行系统安全性评价，以明确菌株安全性。同时，针对不同菌株、以及针对特定人群或个体的特异性安全评估，是益生菌食用安全性评价的未来方向。

以上十大热点，依据对1.5万余篇相关科技文献的检索，并结合中国食品科学技术学会益生菌分会2020年收集到的来自149家单位的720份益生菌行业调研问卷分析及对未来益生菌行业发展的相关建议，由益生菌领域近20余位权威专家共同参与完成。最终以“益生菌科学研究十大热点及行业发展建议”的方式，于2020年8月18日在《中国食品学报》上网络首发。