鼠李糖乳酪桿菌：功能多樣的明星益生菌
鼠李糖乳酪桿菌 Lacticaseibacillus rhamnosus
厚壁菌門 Firmicutes
芽孢桿菌綱 Bacilli
乳桿菌目 Lactobacillales
乳桿菌科 Lactobacillaceae
乳酪桿菌屬 Lacticaseibacillus
鼠李糖乳酪桿菌是一種能夠調節微生態平衡、增強宿主腸道抵抗力的益生菌，被廣泛應用于嬰幼兒配方食品和各種膳食補充劑中，是現代營養學和醫學領域的研究熱點。目前全球已有40多個國家和地區有相關產品生產和銷售，無疑是對該菌應用價值的高度肯定。
本文將詳細介紹鼠李糖乳酪桿菌的研究進展，國內外保藏情況、特征特性以及乳桿菌的分類學變遷情況，讓大家對該菌有更深入的了解和認識。
一、鼠李糖乳酪桿菌的研究進展
鼠李糖乳酪桿菌是目前研究最多的益生菌菌種之一，根據《2023腸道產業發展白皮書》中統計結果顯示，累計研究最多前十株益生菌中，三株來自鼠李糖乳酪桿菌，分別為Lacticaseibacillus rhamnosus GG、Lacticaseibacillus rhamnosus HN001和Lacticaseibacillus rhamnosus GR-1。其中，Lacticaseibacillus rhamnosus GG最早于1985年由Sherwood Gorbach與Barry Goldwin兩位研究者從健康成年人糞便樣本中分離獲得[1]，是目前研究最多、最全面的益生菌菌株，累計發表研究2000余篇，包括醫學循證相關400余篇。
1. 在腸道疾病方面
炎癥性腸病（IBD）是一種慢性腸道炎癥疾病，其發病機制尚不完全清晰，該疾病在西方較為常見，近年來在亞洲的發病率也逐年提高。研究表明，鼠李糖乳酪桿菌可以通過調節IBD患者腸道微生物組成、保護腸上皮細胞屏障、調節腸炎引起的宿主免疫紊亂、黏附致病菌等方面起到預防或緩解IBD的作用[2]。如，Lacticaseibacillus rhamnosus SHA113可以通過提高結腸炎小鼠腸道中產短鏈脂肪酸微生物豐度、下調炎癥因子濃度和提高緊密連接蛋白表達量起到治療結腸炎的作用[3]。
腹瀉是最常見的腸道疾病，細菌感染、病毒感染和抗生素治療等原因均能引起腹瀉。研究報道，鼠李糖乳酪桿菌可以通過恢復腸道菌群、干擾輪狀病毒復制、調節免疫細胞等機制，緩解腹瀉及腹瀉引起的上皮屏障損傷[4]。其中，Lacticaseibacillus rhamnosus GG（LGG）已廣泛應用于兒童腹瀉的輔助治療中，通過對19項LGG治療兒童腹瀉臨床實驗的薈萃分析表明，服用LGG可以縮短腹瀉時間、降低腹瀉頻率并改變糞便稠度[5]。
2. 在代謝疾病方面
許多研究表明，鼠李糖乳酪桿菌可通過調節腸道菌群、恢復腸道屏障功能等方面發揮緩預防或治療代謝疾病的作用。如，在高糖飲食誘導的小鼠非酒精性脂肪肝模型中，灌胃Lacticaseibacillus rhamnosus GG可以增加小腸中有益菌的數量、恢復十二指腸緊密連接蛋白濃度并降低肝臟中炎癥因子濃度，進而起到預防和保護的作用[6]。Lacticaseibacillus rhamnosus FJSYC4-1可以通過調節腸道菌群、增加短鏈脂肪酸產量并誘導腸道分泌飽腹感激素，進而抑制食物攝入，緩解代謝綜合征小鼠血糖紊亂、血脂紊亂和組織損傷的癥狀[7]。
3. 在呼吸道疾病方面
研究表明，鼠李糖乳酪桿菌可以通過腸-肺軸和局部粘膜免疫的方式，起到促進呼吸系統健康的作用。鼻腔用Lacticaseibacillus rhamnosus CRL1505通過調節呼吸道中Toll樣受體（TLR）-3引起的免疫反應，提高呼吸道粘膜中白介素10（IL-10）含量，來預防呼吸道合胞病毒（RSV）感染引起的炎癥損傷，并提高病毒清除率[8]。此外，口服Lacticaseibacillus rhamnosus Lcr35可通過調節T細胞介導免疫反應來抑制小鼠過敏性哮喘[9]。
4. 在過敏性疾病方面
特應性皮炎（AD）是一種慢性皮膚炎癥疾病，過敏是引起AD的主要原因之一，近年來兒童AD的發病率逐年提升[10]。一項隨機、雙盲、對照實驗表明，口服Lacticaseibacillus rhamnosus MP108膠囊可有效緩解兒童AD患者皮膚炎癥面積、皮炎強度并降低特應性皮炎疾病評分[11]。另一項臨床實驗表明，對濕疹高危嬰兒在0-2歲補充Lacticaseibacillus rhamnosus HN001可有效降低這些兒童在6歲之前的濕疹患病率、濕疹嚴重程度和皮膚過敏反應[12]。
5. 在女性健康方面
Lacticaseibacillus rhamnosus GR-1是在女性健康領域研究的最多的益生菌[13]。一項隨機、對照臨床實驗表明，口服含Lacticaseibacillus rhamnosus GR-1的膠囊可以恢復細菌感染性陰道菌群，減少潛在致病菌和酵母菌在陰道的定植[14]。另一項隨機、雙盲、對照實驗表明，口服含Lacticaseibacillus rhamnosus GR-1的膠囊可以顯著提高甲硝銼對細菌性陰道疾病的治愈率[15]。
二、國內外保藏情況
近年來，鼠李糖乳酪桿菌在食品工業中的應用日益增多，如作為功能性乳酸菌添加到酸奶、乳酪等乳制品中。鼠李糖乳酪桿菌在國際各大保藏中心均有保藏，CICC保藏模式菌株編號為CICC 6224，與多家國際知名菌種中心模式菌株等同編號，如：ATCC 7469、DSM 20021、NCTC 12953。CICC還保藏有多種來源、多種用途的鼠李糖乳酪桿菌，可用于研發功能性乳酸菌菌劑，廣泛應用于食品行業。
● CICC 6001用于乳酸發酵，作為陽性對照菌株，適用于《GB 4789.35-2010食品安全國家標準 食品微生物檢驗 乳酸菌檢驗》。有研究表明，在體外條件下，該菌可以提高氧化應激狀態下 Caco-2 細胞的抗氧化功能[16]。
● CICC 6013可產光學純度達95%以上的L-乳酸，能有效提高乳品黏度、抑制酸奶中霉菌生長，并提高發酵速度[17]。
三、鼠李糖乳酪桿菌特征特性有哪些？
鼠李糖乳酪桿菌呈短桿狀（0.8-1.0x2.0-4.0 μm），單個或成對分布，不運動，無芽孢，革蘭氏染色陽性。
在MRS培養基上菌落呈圓形、白色，凸起，表面光滑、濕潤，邊緣整齊。
兼性厭氧細菌，生長溫度范圍2~53℃，最適溫度一般為30~40℃。
耐酸，最適pH通常為5.5~6.2，一般在pH=5或更低的情況下可生長。
DNA的G+C含量為45~47%。
不分解酪素，但大多數菌株能產生少量的可溶性氮；不產吲哚和H2S；接觸酶陰性；無細胞色素，極少數菌株以假接觸酶分解過氧化物；聯苯胺反應陰性[18]。
知識點：乳桿菌分類學地位的變遷
隨著科學家們的深入研究與探尋，乳桿菌的分類學地位經歷了多次變遷和重新評估，這些變化有助于我們更好地了解乳桿菌的生物學特性。
1901年，Beijerinck提出乳桿菌屬。早期的分類學主要依據表型特征，如最適生長溫度、同/異型發酵能力及代謝產物譜等，在此期間，鼠李糖乳酪桿菌曾被歸為干酪乳桿菌的一個亞種[19]。
1983年，基于16S rRNA的系統發育學等基因型方法揭示了乳桿菌屬的多樣性，之后，乳桿菌主要采用16S rRNA的基因序列相似性分析作為分類依據，鼠李糖乳酪桿菌被劃分為一個獨立的種。
2015年以來，多項基于核心基因組系統發育的大規模系統發育分析揭示了乳桿菌屬的分類學差異[20]。
2020年，來自全球7個國家、12家權威機構的15位科學家利用大量已公布的全基因組數據，通過生物信息學分析完成了乳桿菌屬的重要分類學變遷研究，將乳桿菌屬重新劃分為25個屬，其中包括23個新屬，鼠李糖乳酪桿菌由Lactobacillus rhamnosus變遷為Lacticaseibacillus rhamnosus[21]。
2022年，國家衛健委發布關于《可用于食品的菌種名單》和《可用于嬰幼兒食品的菌種名單》更新公告，將鼠李糖乳桿菌更名為鼠李糖乳酪桿菌。
乳桿菌屬核心基因組系統發育樹[19]
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