近年來，國內(nèi)外學者在益生菌的資源、功效、作用機制及安全性等方面進行了大量的科學試驗研究，益生菌科學取得了長足的發(fā)展，至今熱度不減。系統(tǒng)生物學、合成生物學、多組學等新學科、技術的興起與發(fā)展，為益生菌科技與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了新的思路和發(fā)展機遇。益生菌研究領域隨之涌現(xiàn)出諸多新的學術觀點與學術成果。

 

　　在2021—2035年國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃和“十四五”規(guī)劃編制之際，為聚焦當前益生菌科學的研究熱點，對益生菌研究領域急需破解關鍵共性問題作出預判，2020年中國食品科學技術學會益生菌分會組織相關科研工作者基于文獻計量，結(jié)合科技界及產(chǎn)業(yè)界相關科技工作者對益生菌領域研究進展的綜合分析，凝練形成“益生菌科學研究十大熱點”，并在第十五屆益生菌與健康國際研討會上正式發(fā)布。

 

　　熱點1：益生菌與消化道健康

 

　　人體消化道分布著約10萬億個微生物，消化道的微生態(tài)平衡影響著機體的健康狀況。益生菌可通過調(diào)節(jié)消化道微生態(tài)平衡、抑制致病菌生長和黏附、降低炎癥反應等機制，對口腔疾病、胃炎、胃潰瘍、腸易激綜合征及炎癥性腸病等進行防治。但不同益生菌菌株的作用機制、臨床效果及人群差異性，尚需得到循證醫(yī)學的證實。“厭氧腸道芯片”及腸道微生物采集膠囊，可為研究益生菌在腸道內(nèi)的作用機制提供新方法。

 

　　熱點2：益生菌與免疫調(diào)節(jié)

 

　　免疫是人體健康的基石，一旦其功能失調(diào)，機體可能會產(chǎn)生過敏、腫瘤或受到病毒感染等健康問題。腸道被稱為人體最大的“免疫器官”，也是益生菌發(fā)揮作用的重要場所。研究表明，益生菌可通過增強腸道黏膜屏障功能、抑制致病菌生長和黏附、調(diào)控免疫細胞活性及促進產(chǎn)生免疫因子等方式，調(diào)節(jié)機體免疫功能。但是益生菌的免疫調(diào)節(jié)作用具有菌株特異性，特定抗原的益生菌菌株篩選、免疫調(diào)節(jié)作用功效及機制等有待深入研究。通過免疫組學研究益生菌對機體免疫功能的調(diào)節(jié)機制，建立免疫相關的分子庫，解析作用的功能成分及其靶點，將為揭示益生菌對機體免疫調(diào)節(jié)作用提供新的思路。

 

　　熱點3：益生菌與代謝綜合征

 

　　近年來，以Ⅱ型糖尿病、高血脂和高血壓等代謝紊亂為特征的代謝綜合征發(fā)生率不斷攀升，已嚴重影響大眾健康。腸道菌群失調(diào)是導致代謝綜合征的因素之一，以乳桿菌和雙歧桿菌為代表的益生菌可調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡、調(diào)控機體代謝重塑腸道內(nèi)環(huán)境，從而緩解代謝綜合征的發(fā)生與發(fā)展。目前大多數(shù)研究集中于益生菌防治代謝性疾病的效果，但對于益生菌的作用機制探討不足。究其原因，主要歸結(jié)于各類代謝性疾病的病因復雜，不同益生菌菌株益生效果的差異，益生菌緩解代謝綜合征的機制不同等。

 

　　因此，未來仍需針對各類代謝綜合征開展個性化益生菌的篩選及臨床驗證，深入探究益生菌調(diào)控代謝綜合征的作用途徑及其機制。

 

　　熱點4: 益生菌與腸-X軸

 

　　人體中90%的血清素是在腸道產(chǎn)生的。腸道微生物通過涉及神經(jīng)、免疫系統(tǒng)和內(nèi)分泌等通路影響腸-腦軸，進而調(diào)控宿主情緒和行為。此外，腸菌與肺、肝、腎、肌肉和骨骼等器官和組織均具有復雜的互作關系（簡稱“腸-X軸”）。腸-X軸的互作可做為藥物開發(fā)的新靶點，益生菌可通過涉及腸神經(jīng)、免疫系統(tǒng)、腸內(nèi)分泌信號等途徑，調(diào)節(jié)機體組織、器官功能及行為，進而有益于宿主健康。

 

　　盡管益生菌已成為調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)和其他器官機能的有效手段，但其生物學機制仍不清楚。因此，今后的研究應集中采用多組學技術突出益生菌具體“貢獻度”，考慮菌株特異性和使用劑量，以便更深入的探究其作用機制。

 

　　熱點5: 精準益生菌的篩選與功能預測

 

　　益生菌功效評價應聚焦于菌株水平，這一觀點已成為科技界廣泛共識。益生菌功效受其生境來源、宿主飲食、年齡、性別等因素影響，精準篩選益生菌，需要注重個性化差異。我國不同地區(qū)傳統(tǒng)發(fā)酵食品和健康人群的腸道含有大量益生特性的菌株，是篩選特定功能益生菌的寶貴微生物資源。

 

　　采用基于表型、基因分型和靶標的自下而上的菌株篩選策略，聯(lián)合多組學技術，多尺度建立益生菌快速、精準篩選方法和功能預測技術，開發(fā)針對不同人群的個性化、功能化的益生菌菌株，給予安全、高效的個體化益生菌干預，平衡人體微生態(tài)，實現(xiàn)有效預防疾病的發(fā)生與發(fā)展，維護機體的健康。

 

　　熱點6: 益生菌與膳食互作

 

　　膳食與腸道菌群的互作已成為人體健康調(diào)控新靶標。不同膳食模式及食物種類對益生菌的影響存在差異。補充益生菌是調(diào)控腸道菌群的重要手段。益生菌能夠轉(zhuǎn)化膳食中的組分，形成更易吸收、活性更高的新型物質(zhì)；膳食組分能夠促進特定益生菌的增植。兩者復合食用，可促進益生菌的生長和膳食代謝，更好的發(fā)揮健康功效。

 

　　以膳食纖維、藥食同源的植物提取物等為代表的功能性膳食補充劑，對益生菌的生長和功能均具有調(diào)控作用，可調(diào)節(jié)菌群失調(diào)，保護腸道屏障，緩解炎癥及代謝綜合征等。人體基因型和腸道菌群共同決定表型，而“食物-益生菌-代謝”通路與人體的互作機制，有待進一步深入研究。

 

　　熱點7: 益生菌與后生元/類生元

 

　　后生元/類生元是益生菌經(jīng)過滅活處理后仍能發(fā)揮作用的代謝產(chǎn)物或菌體成分，具有發(fā)揮調(diào)節(jié)機體免疫力、保護腸道屏障及調(diào)節(jié)腸道菌群等健康功能。研究表明，后生元/類生元對胃腸道生理環(huán)境和生產(chǎn)加工條件具有更強的耐受力和穩(wěn)定性，具有較好的應用前景。

 

　　目前，受到研究技術手段的限制，大多數(shù)研究僅關注到蛋白質(zhì)、多糖等活性物質(zhì)，并未進行更高分辨率的效應物質(zhì)識別。益生菌代謝產(chǎn)物的分離鑒定及功能學評價是后生元/類生元能否市場化的關鍵。同時，后生元/類生元發(fā)揮作用的量效關系以及在腸道中的代謝動力學，也需要進一步深入研究。

 

　　熱點8: 益生菌與新興技術

 

　　隨著基礎學科的不斷發(fā)展，更多新興技術被引入到益生菌研究中來。全基因組測序、單細胞測序、宏基因組學、轉(zhuǎn)錄組學、蛋白質(zhì)組學及代謝組學等技術，可以深入揭示菌株遺傳信息、進化關系、生理特性、代謝網(wǎng)絡、功能機制及其工業(yè)應用潛力；培養(yǎng)組學和合成生物學等技術也為開發(fā)具有特定功能的新一代益生菌提供了方法學支持；整合多組學數(shù)據(jù)的新算法開發(fā)，將進一步為益生菌機制層面的研究提供助力。

 

　　在產(chǎn)業(yè)化應用方面，更多新興技術被應用于益生菌的包埋、干燥、遞送、檢測等方面。如利用新型壁材實現(xiàn)菌株的逐層封裝和靶向腸道遞送，基于流式細胞術實現(xiàn)活菌的快速實時檢測等。未來必然有更多前沿技術被應用于益生菌產(chǎn)業(yè)，進一步提升產(chǎn)業(yè)的科技競爭力。

 

　　熱點9: 新一代益生菌與益生菌新機制

 

　　新一代益生菌是基于人體腸道特定共生菌開發(fā)，其對腸道菌群平衡和宿主生理功能具有重要作用。如Akkermansia muciniphila等菌株具有提高腸道黏膜屏障、改善代謝性疾病的潛力，是新一代益生菌的候選菌株，針對菌株開展的臨床研究為其藥物應用積累基礎數(shù)據(jù)。未來需要針對新型益生菌進行功能性和安全性評估，并開展應用技術研究和法規(guī)建設，推動新一代益生菌的應用。隨著腸道菌群與宿主健康關系研究的不斷深入，與宿主生理功能密切相關的腸道菌群靶點逐步闡明。益生菌對腸道菌群代謝網(wǎng)絡的作用，通過調(diào)控腸道分子靶點實現(xiàn)益生菌對宿主生理和疾病的干預，成為益生菌作用機制研究的新熱點。

 

　　熱點10: 益生菌與食用安全

 

　　益生菌一般來源于傳統(tǒng)發(fā)酵食品或健康人體腸道，在安全性評價或功能評價中對宿主沒有明顯風險。我國《可用于食品的菌種名單》中的菌種可直接用于普通食品。目前廣泛應用的益生菌是乳桿菌和雙歧桿菌，其較長的食用歷史，來源清晰，安全性較高。但目前臨床上對于免疫缺陷和危重病人則不推薦進行益生菌干預。針對益生菌新菌株及新一代益生菌需要進行系統(tǒng)安全性評價，以明確菌株安全性。同時，針對不同菌株、以及針對特定人群或個體的特異性安全評估，是益生菌食用安全性評價的未來方向。

 

　　以上十大熱點，依據(jù)對1.5萬余篇相關科技文獻的檢索，并結(jié)合中國食品科學技術學會益生菌分會2020年收集到的來自149家單位的720份益生菌行業(yè)調(diào)研問卷分析及對未來益生菌行業(yè)發(fā)展的相關建議，由益生菌領域近20余位權威專家共同參與完成。最終以“益生菌科學研究十大熱點及行業(yè)發(fā)展建議”的方式，已于2020年8月18日在《中國食品學報》上網(wǎng)絡首發(fā)，敬請關注。

 

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