1899年，Tisser首先由母乳營養兒的糞便中分離一種厭氧的革蘭陽性杆菌，菌體輕度彎曲，末端常見分叉，故名雙歧杆菌。在20世紀初，曾試圖用雙歧杆菌肉湯培養物移植到數量較少的嬰兒腸道中，用以提高嬰兒對腸道疾病的抵抗力。20世紀50年代後，多次國際會議討論雙歧杆菌對機體的有益作用，對其生理意義的認識不斷深入，在用於預防和治療微生態失調及某些疾病中取得了一定成績，雙歧杆菌引起國際上廣泛關注。20世紀60年代後，我國開始了這一領域的研究，試圖利用雙歧杆菌等微生態製劑達到有病治病、未病防病、無病保健三重效應，展現出了可喜前景。
1 生物學性狀
雙歧杆菌（Bifidobacterium）為G+菌，不形成芽孢和莢膜，也無動力，抗酸染色陰性。菌體略彎曲，末端呈分叉狀。多形性是本菌屬的一個重要特征，形狀多樣性的呈現可能 由某些碳酸鹽所誘發，或與缺乏氯化鈉、硫酸鈉、硝酸鈉、醋酸鈉以及N-乙酰氨基糖有關。一般認為多形性是細菌對環境不太適應的結果。
該菌為厭氧菌，但不同菌種對氧的敏感性有差異，某些菌種當有CO2存在時，對氧可以耐受。最適生長溫度為37℃～41℃，初代培養最適PH為6.5～7.0。在TPY瓊脂培養基上形成表麵光滑、凸起，邊緣整齊、質地柔軟的菌落，呈奶油色或瓷白色。在液體培養基中混濁生長，管底有小塊狀沉澱物。
不同種類的雙歧杆菌對糖的發酵能力不同，產酸不產氣。觸酶試驗多為陽性，多數能分解尿素，不產生靛基質和硫化氫。無內、外毒素。
雙歧杆菌一般對卡那黴素、新黴素、鏈黴素、多粘菌素、慶大黴素、滅滴靈等耐受。對夾竹桃黴素、林可黴素、萬古黴素、青黴素G、氨苄青黴素、紅黴素、呋喃坦啶敏感。
雙歧杆菌屬於丙酸杆菌科，共有11個種、30個亞種和型，如分叉雙歧杆菌、長雙歧杆菌、短雙歧杆菌、青春長雙歧杆菌、嬰兒雙歧杆菌等。
雙歧杆菌具有多種生理功能，是目前公認的益生菌，隻有齒雙歧杆菌與齟齒形成和牙周炎有關，但其致病作用仍不明確［1，2］。
2 定植
定植是在一定的生活區域內的正常菌群與宿主在長期進化過程中所形成的一種共生關係。
新出生兒生後數小時，雙歧杆菌即可在腸道中定植，此後終生相伴。新生兒胎糞是無菌的，出生後數小時可檢出腸道杆菌、細球菌、鏈球菌，其數量不斷增加，24h大腸杆菌占優勢。出生第2天可檢出少量雙歧杆菌，但增長十分迅速，第4～5天開始占優勢，此時最先出現的腸道杆菌等數量逐漸下降，於第6～8天則建立了以雙歧杆菌占絕對優勢的菌群，在母乳營養兒的糞便中，雙歧杆菌占細菌總數的98％。關於雙歧杆菌在嬰兒腸道中出現的時間，何時成為優勢菌群，不同學者的報道稍有出入，但總的規律是一致的。即最先出現並強烈繁殖的是兼性厭氧菌，雙歧杆菌的檢出是在兼性厭氧菌之後。隨著雙歧杆菌數量逐漸上升，兼性厭氧菌逐漸減少，直至雙歧杆菌占絕對優勢。腸道正常菌群各成員之間，此起彼伏的演替現象與菌群間相互依賴和相互製約有關，兼性厭氧菌對專性厭氧菌的生存是不可缺少的，兼性厭氧菌在有氧條件下可以增殖，並消耗腸腔內的氧，形成厭氧條件，有利厭氧菌生長。專性厭氧菌特別是雙歧杆菌發酵產生大量醋酸和乳酸，而母乳的緩衝能力較弱，腸道pH迅速下降，在出生後第7天時母乳營養兒糞便pH為5.1，從而兼性厭氧菌受到抑製。雙歧杆菌借助其表麵的磷壁酸牢固粘附於腸黏膜上皮細胞，並在那裏定植增殖。
此外，母乳喂養與腸道菌群的演替有關。母乳中含有SIgA，相當於自然被動免疫製品，在抑製腸道杆菌的增殖、促進雙歧杆菌繁殖方麵具有重要作用。當用加熱滅菌的母乳和未加熱滅菌的母乳分別喂養兩組新生兒時，前者腸道杆菌的數量比後者高。人乳中含有促進雙歧杆菌生長的因子，即所謂雙歧杆菌因子，是含有N-乙酰-D-葡萄糖胺的糖類。母乳營養兒、人工營養兒及成人糞便中雙歧杆菌數量有差異，母乳營養兒糞便中雙歧杆菌的數量比人工營養兒高十倍，成人糞便中的雙歧杆菌已不占首位，而是糞便杆菌的數量最多，老年人雙歧杆菌的數量明顯減少。
嬰兒腸道中的雙歧杆菌來源於母親的陰道，自該處可分離出分叉雙歧杆菌、嬰兒雙歧杆菌、短雙歧杆菌，從而提示分娩時新生兒自陰道染菌的可能性。分娩時也可能由母親的糞便直接汙染，或生後由母體其他部位，如乳房部位皮膚獲得該菌，或由護理人員由一個嬰兒傳遞給另一嬰兒而傳播。一般認為是經口進入嬰幼兒腸道［1］。
3 生理作用
在腸道眾多的細菌中，數量最大的當屬雙歧杆菌，它是既不產生內、外毒素，也不產生致病物質和有害氣體的益生菌。機體為雙歧杆菌的定植提供了諸多有利條件，而雙歧杆菌在腸道中成為優勢菌群，這對維護機體的健康具有重要意義。
3．1 屏障作用 雙歧杆菌通過磷壁酸與腸黏膜上皮細胞緊密結合，與其他厭氧菌一起共同占據腸黏膜表麵，形成生物屏障，構成腸道的定植抗力，阻止致病菌、條件致病菌的定植和入侵。雙歧杆菌在維持正常的腸蠕動方麵也有重要作用，正常腸蠕動是阻止和排除致病菌在腸道中定植的一個重要手段。無菌動物腸道蠕動、運送和排空能力均較弱，而普通動物腸道中，由於雙歧杆菌等專性厭氧菌產酸，腸腔內處於酸性環境，EH較低，具有調節腸蠕動、維護生理功能的作用。
試管內實驗證實雙歧杆菌對誌賀菌、沙門菌、埃希菌、產氣莢膜梭菌、銅綠假單胞菌、葡萄球菌和白假絲酵母菌具有拮抗作用，其機製主要是雙歧杆菌發酵糖產生大量醋酸或乳酸，降低pH和EH，抑製致病菌生長。此外，雙歧杆菌還產生細胞外糖苷酶，可以降解黏膜上皮細胞的複雜多糖，其是致病菌的受體，也是結合細菌毒素的受體，所以通過糖苷酶的作用可以阻止潛在致病菌及其毒素對腸黏膜上皮細胞的粘附。
新生兒早期腸道細菌移位現象具有普遍性和一過性，與新生兒腸道微生態平衡的建立、腸黏膜發育狀況及免疫功能密切關係。Duffy等發現添加雙歧杆菌製劑的乳鼠不發生細菌移位，Locascio等也證明口服雙歧杆菌製劑的新生鼠，其細菌移位率明顯下降，表明雙歧杆菌等正常菌群具有生物屏障作用，抑製細菌移位現象的發生，降低新生兒早期感染性疾病的發生率和死亡率。建議對早產兒、剖宮產兒母乳不足或人工喂養兒，生後可適量口服活菌製劑，幫助其腸道菌群平衡的建立，發揮屏障作用［3］。
3．2 營養作用 雙歧杆菌可以合成多種維生素，如硫胺素、尼克酸、吡哆醇、泛酸、葉酸、維生素B12等。當腸道菌群失調時，明顯表現出維生素缺乏，證實雙歧杆菌的正常菌群為機體提供維生素的重要意義。雙歧杆菌對某些營養物的吸收具有促進作用，因該菌和其他厭氧菌產生的酸使環境中的pH和EH下降，從而有利於二價鐵、維生素D及鈣的吸收。
通過對無菌小鼠和普通小鼠的比較，表明無菌小鼠的小腸重量比普通動物的輕、小腸黏膜表麵積小30%，細胞的有絲分裂指數減少1倍。與普通小鼠相比，無菌小鼠大腸的絨毛較短、數量較少。普通動物腸道上皮細胞的繁殖較快，上皮的更新周期為2天，而無菌動物是4天。可以認為腸道菌群對於保持黏膜是必需的，也是腸道黏膜酶活性和腸道功能的一個重要調節因子［5］。
3．3 抗腫瘤作用 將大腸埃希菌、糞鏈球菌及副腐敗梭菌接種無菌小鼠，致使100%的小鼠發生肝腫瘤。若將上述菌株與長雙歧杆菌一起給予無菌小鼠後，則使肝腫瘤發生率由100%下降到46%。該實驗表明，腸道內某些細菌可以產生致癌因子，而另外一些細菌如雙歧杆菌可能具有清除這些致癌因子的作用。康白（1987）報道青春雙歧杆菌DM8504對小鼠H22腫瘤有抑製作用，對小鼠艾氏腹水癌有抗癌活性。將H22癌細胞接種小鼠，於2天後經尾靜脈注射一定量青春雙歧杆菌DM8504活菌，每天1次，連續5天，對照組注射生理鹽水。自接種癌細胞後10天處死，測平均腫瘤重量，實驗組與對照組差異有非常顯著性。Sekine證實，加熱殺死的嬰兒雙歧杆菌的細胞壁具有抗腫瘤活性，作用的強弱與細胞的完整性有關。抗腫瘤的機製是細胞通過激活吞噬細胞的吞噬活性，而不具有直接的細胞毒作用。
3．4 免疫作用 利用青春雙歧杆菌DM8504菌液（30億/ml）給小鼠注射，每天1次，連續3天，為實驗組。以同樣方法注射滅活的大腸埃希菌液（30億/ml）作為對照組。免疫後5天測定吞噬細胞對雞紅細胞的吞噬率、吞噬指數和脾髒指數。結果表明，雙歧杆菌活性對巨噬細胞有明顯的激活作用。此外，通過無菌動物和正常動物的比較，無菌動物的淋巴結和免疫細胞的發育數量均低於正常動物，從而間接表明，雙歧杆菌等正常菌群的定植相當於自然自動免疫，有助於免疫係統的發育。
有些學者利用長雙歧杆菌TTF活菌、菌體破碎物和發酵上清液3種處理物進行動物實驗，以小鼠免疫器官指數、炭粒廓清實驗、足趾增厚法和綿羊紅細胞免疫法等為測定指標。結果表明，雙歧杆菌無論是活菌、菌體破碎物還是發酵上清液均具有增強免疫功能的作用，對免疫功能低下小鼠模型（IDMM）的非特異性免疫功能的影響普遍大於對小鼠的細胞免疫和體液免疫的影響。用3種雙歧杆菌處理物的3種劑量分別進行試驗的結果，不會影響正常小鼠的免疫功能，對健康小鼠也無急性毒性［4］。
3．5 控製內毒素血症的作用 發現小白鼠因放射線引起腸道菌群失調，表現為雙歧杆菌減少、腸道杆菌等增加，並從被照射的動物和組織中檢出了脂多糖。內毒素血症的形成是由於膜菌群的雙歧杆菌的減少，導致腸道杆菌在腸黏膜大量定植、增生釋放內毒素入血。有人以大腸埃希菌、肺炎克氏菌、銅綠假單胞菌和變形杆菌的混合菌液灌服大白鼠。通過鱟試驗證明已誘發內毒素血症。再用雙歧杆菌DM8504活菌液灌胃治療後，鱟試驗為陰性，雙歧杆菌數量增加，腸道革蘭陰性杆菌也降到正常水平。而未經過治療動物的鱟試驗仍為陽性。
3．6 延緩衰老作用 有關抗衰老學說眾多，比較公認的有十幾種，其中自身中毒學說、自由基學說、免疫與衰老相關學說等均與腸道微生態環境有關。大腸中毒學說認為腸道內發酵後食物殘渣及腐敗菌可產生胺類、硫化氫、吲哚等有毒物質與毒素，這些物質對器官、組織及神經細胞造成損害可引起功能障礙，導致衰老。而腸道內雙歧杆菌通過其屏障與清掃作用，可減少有毒物質與毒素的產生與吸收，有利於髒器功能的正常發揮及延緩衰老的過程。動物實驗證明，雙歧杆菌可使老齡的大、小鼠體內的過氧化脂質（LPO）下降，使清除氧自由基的（SOD）及過氧化氫酶、穀胱甘肽過氧化酶升高，從而減少了自由基對機體造成的損害，延緩了衰老。有人認為人體內免疫係統的衰老是生命老化的重要標誌。研究結果表明，雙歧杆菌明顯地提高小鼠的胸腺與脾髒指數，激活和促進細胞免疫功能，免受致病菌的侵襲與損害。
1993年，國內專家對巴馬地區進行調研，對29份88～109歲長壽老人的糞便進行細菌學檢查，雙歧杆菌占厭氧菌的53%～87%，而普通地區的正常青年人雙歧杆菌才有40%左右。日本研究結果表明增加雙歧杆菌可使小鼠壽命延長7周（小鼠壽命為2年）。
雙歧杆菌不僅抑製致病菌的生長，阻止它們的入侵和定植，維持腸道菌群平衡，而且還具有清除腸道內腐敗物質與毒素，促進鐵、鈣及其他營養物質的吸收，增強免疫功能，防癌、抗衰老等諸多醫療保健作用。由於人們認識到了雙歧杆菌對人體的無害性和生理意義，以雙歧杆菌活菌製劑為代表的微生態製劑也就應運而生。微生態製劑原僅特指活菌製劑，後又發現能夠使體內雙歧杆菌增生的某些物質也被列入微生態製劑，稱雙歧因子，開辟了一條發展趨勢。所以微生態製劑應定義為：以微生態理論為指導，利用對宿主無害的、活的正常微生物成員或其促生物質製成，達到調整微生態平衡的製劑。目前，微生態製劑還不僅僅用於人類的醫用，而且還是廣泛用於食品、飲料、化妝品及畜禽、水產、動物的防病與治病、飼料添加劑以及植物的增長素等，微生態製劑的前景無限廣闊。微生物資源亟待開發造福人類。
作者：邵長玲，孫寶清，魏秋
【參考文獻】
1 楊景雲醫學微生態學（1）佳木斯：佳木斯醫學院出版社，1991，184-193
2 周正任醫學微生物學（6）北京：人民衛生出版社，2003，189-192.
3 張琳,梁慶紅,段恕城.新生兒早期腸道細菌移位現象剖析.臨床兒科雜誌，2006，24（4）：333-334.
4 李平蘭,馬長偉,王誌傑,等.長雙歧杆菌TTF菌株增強機體免疫活性研究.微生物學通報，2006,33（2）：1-5.
5 楊景雲.腸道菌群與健康.哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，1990，69-72
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