益生菌是一种活的微生物，在摄入足够量后，可为宿主带来健康效果。益生菌通过改善肠道微生物平衡对宿主产生有益影响，可能影响免疫反应，从而增强人体系统抵抗疾病的能力呼吸道感染(RTI)是一种包括上呼吸道和下呼吸道的传染病。上呼吸道感染(URTI)的严重程度低于下呼吸道感染(LRTI);然而，后者通常需要住院治疗。RTI仍然是全球婴幼儿死亡和残疾的三大原因。LRTI每年导致近400万5岁以下儿童死亡，并可能导致成年后患上慢性呼吸道疾病。
考虑到急性RTI是住院和急诊就诊的主要原因之一，RTI中的抗生素使用仍然是临床实践中的主要关注点之一。抗生素的过度使用与抗生素耐药性的患病率增加有关，欧洲每年有25.000名患者死于与抗生素耐药性微生物相关的感染。荷兰和以色列37%的儿童被开具抗生素。医院内感染也是一个主要问题，尤其是那些需要长期住院的儿童，因为他们容易感染多种耐药菌和滥用抗生素。人们希望自然饮食干预可以缓解和减少RTI对抗生素的依赖，从而缩短住院时间，尤其是对幼儿来说。饮用益生菌牛奶或对照牛奶的儿童因RTI并发症减少和抗生素需求减少而减少日托缺勤。与对照组相比，益生菌组的呼吸道症状持续时间明显缩短。
在入院时和出院后4周收集患者粪便样本，共对99名受试者的194份样本进行了深入的宏基因组分析。使用箱细化模块共获得 8441个MAG，分别将2902、317和425个MAG指定为高、中和部分质量MAG。从这些高质量的MAGs中提取了555个SGBs，包括11门、20类、32目、51科、114属和374种(图1a)。这些SGBs主要见于厚壁菌门(61.44%)，其次是拟杆菌门(14.77%)、放线菌门(12.25%)和变形菌门(8.11%)。33个SGBs为未栽培物种，属于5个门，包括厚壁菌门(60.6%)、拟杆菌门(21.2%)、放线菌门(12.1%)、疣菌门(3%)和广古菌门(3%)。
为了评估益生菌-M8摄入量对RTIs婴儿肠道菌群的影响，监测了α-多样性(Shannon和Simpson多样性指数)并进行了NMDS分析。益生菌组和安慰剂组的α-多样性差异无统计学意义，但与Pro_1组相比，Pro_3组的Shannon多样性指数显著更高(P=0.05;Wilcoxon试验;图1b)。同时，NMDS分析发现，两组微生物群结构在基线时未显著分离(stress=0.23)，出院后4周，菌群结构呈现分类趋势(stress=0.21;图1c)尽管应力值相对较低。这些结果表明，尽管益生菌组在出院后4周表现出α-多样性的变化，但益生菌给药导致肠道微生物群结构的变化较小。 为了进一步分析益生菌给药对儿童肠道菌群组成的影响，研究了在物种水平上对益生菌干预的响应中显著不同的丰富肠道菌群。在Pro_3组中，益生菌组和安慰剂组之间鉴定出8个SGB，基线时两组之间的丰度没有显著差异。与安慰剂组相比，益生菌组有7种SGBs显著降低(例如，Akkermansia muciniphila、Sutterella faecalis、Azospirillum sp.、Coprococcus catus、Erysipelatoclostridium ramosum、Azospirillum sp. CAG:239和Hungatella hathewayi)，而在镰乳杆菌中观察到相反的趋势(P<0.05;Wilcoxon试验)。另一方面，在Pro_3组中检测到16个SGB的显著变化。与Pro_1组相比，动物双歧杆菌、琉HMSC062D09棒状杆菌、嗜消化杆菌、梭状芽胞杆菌CAG：58等丰度显著增加，大肠杆菌、血系链球菌、齿状链球菌、罗氏菌HMSC062F03丰度显著Pro_3降低(P<0.05;Wilcoxon试验;图1c)。这些结果表明，益生菌-M8干预可能导致RTIs患儿某些肠道微生物群丰度的变化。
本研究表明，益生菌-M8干预可以通过调节肠道微生物的平衡(增加有益细菌的丰度，如动物双歧杆菌和丙酮酸棒状杆菌的丰度，并降低大肠杆菌的丰度)来调节宿主炎症反应)、生物活性代谢物(谷氨酸、N-乙酰亚精胺、吡哆胺和α-鼠胆酸)和相关途径。它可以通过维持肠道稳态、抑制呼吸道病毒感染、减少病原菌和有害代谢物向肺部的转移来增强呼吸系统和肠道免疫系统，并为RTIs患者带来促进健康的作用。为益生菌在缓解肠肺轴相关疾病方面的研究提供了新的见解。
参考文献
LI Y L, SHI X, MA T, et al. Bifidobacterium lactis Probio-M8 relieved acute respiratory tract infections in children possibly by modulating the gut microbes and metabolites[J]. Journal of Functional Foods, 2024. 115. 106111. DOI:10.1016/j.jff.2024.106111.