國立東 王麗群

（1 黑龍江中醫(yī)藥大學藥學院 哈爾濱150040 2 黑龍江省農業(yè)科學院食品加工研究所 哈爾濱150086）

抑郁癥（Depression）是一種常見的精神疾患，是引起全球疾病負擔的主因之一[1]，主要表現(xiàn)為悲傷、焦慮、無望、易怒、不安等，甚至自殺[2]，嚴重危害個體的生活質量。據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）最新統(tǒng)計，全球患抑郁癥人群超過3 億，且遍布各個年齡段[3]。健康人群中處于抑郁亞臨床水平的個體數(shù)正逐年增加[4]，約有20%的人群在其整個生命關鍵節(jié)點均會遭受抑郁[5]。尋找防治抑郁癥的有效途徑成為研究熱點。隨著組學技術的發(fā)展，腸道微生物功能逐漸被揭示，其可影響大腦及行為[6-7]，并與抑郁癥、自閉癥、帕金森癥、阿爾茨海默癥等神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)生、發(fā)展密切相關[8-11]。腸道微生物對腦及行為的影響是通過腸-腦軸（Gut-brain axis）完成的，腸-腦軸是腸道與大腦之間的信息交流系統(tǒng)，由免疫、神經(jīng)內分泌和迷走神經(jīng)途徑構成，這些途徑實現(xiàn)了腸道微生物與宿主之間的相互交流，構成了微生物-腸-腦軸（Microbiota-gut-brain axis）[12]。腸道微生物對腦發(fā)展、功能甚至行為的調節(jié)作用具有雙向性，即腸道微生物可改善腦部疾病，如臨床上已成功利用糞便微生物移植治療神經(jīng)精神疾病[13]，反之，腦部變化也能改變腸道微生物的組成，如抑郁癥患者腸道菌群結構發(fā)生了很大改變[14]。靶向調節(jié)腸道菌群已成為預防與治療神經(jīng)精神疾?。òㄒ钟舭Y）的新策略。乳酸菌為益生菌的主要來源，主要包括乳桿菌屬、雙歧桿菌屬和腸球菌屬等，其作為腸道內有益微生物，可調節(jié)腸道菌群平衡，并在抑郁癥的預防與治療上起積極作用[15-19]。動物模型和/或人體臨床試驗顯示抗抑郁乳酸菌菌株主要集中在乳桿菌屬和雙歧桿菌屬[20]，這種對精神疾病防治具有促進作用的乳酸菌被稱為精神益生菌（Psychobiotics）[21]。本文主要對腸道菌群與抑郁癥的關系，具有抗抑郁作用的乳酸菌種類，乳酸菌對抑郁癥的改善作用及機理進行綜述，為抗抑郁乳酸菌的篩選及其作用機理研究提供指導，也為防治抑郁癥益生菌產(chǎn)品的開發(fā)提供參考。

1 腸道菌群與抑郁癥

腸道菌群與抑郁癥的發(fā)生發(fā)展密切相關。抑郁癥患者的“抑郁菌群（Depression microbiota）”植入無菌小鼠腸道內，會使其產(chǎn)生抑郁樣行為，而源自健康個體的“健康菌群（Health microbiota）”則不會[22]。Kelly 等[23]將重度抑郁癥患者和健康個體糞便菌群分別給予抗生素處理4 周致菌群缺乏的大鼠，發(fā)現(xiàn)抑郁患者糞便菌群的植入能誘導菌群缺乏大鼠抑郁行為和生理特性的改變，包括興趣缺失和焦慮樣行為，以及色氨酸代謝的改變。由此說明，腸道菌群直接影響抑郁癥的發(fā)生發(fā)展，微生物-腸-腦軸已成為其關鍵調節(jié)器。此外，研究人員通過慢性可變應激誘導復制抑郁大鼠模型，發(fā)現(xiàn)抑郁大鼠腸道菌群在門和屬水平上發(fā)生了顯著變化[24]，與健康人群相比，抑郁癥患者腸道菌群中擬桿菌門、變形菌門、放線菌門水平明顯升高，而硬壁菌門水平顯著降低，糞桿菌屬（Faecalibacterium）細菌豐度與抑郁癥狀嚴重程度呈負相關[14]，重度抑郁癥患者腸道內雙歧桿菌屬和/或乳桿菌屬數(shù)量明顯低于健康人群[25]。由此推斷，抑郁癥的發(fā)生發(fā)展可能與腸道內有益菌的減少和有害菌的增加有關。

2 抗抑郁作用的乳酸菌

最初將乳酸菌與抑郁癥建立關聯(lián)的是一篇來自《醫(yī)學假說》雜志的報道[26]，隨后乳酸菌的潛在抗抑郁作用便通過動物實驗證實[27]。目前，已有大量動物及人體臨床實驗證實了乳酸菌對抑郁癥的改善作用，已報道的抗抑郁乳酸菌主要種屬如表1所示。抗抑郁乳酸菌菌株常見于乳桿菌屬和雙歧桿菌屬兩個屬，其中乳桿菌屬以鼠李糖乳桿菌報道最多，而雙歧桿菌屬則以長雙歧桿菌報道最多，通常采用單菌種或多菌種聯(lián)合抗抑郁，多菌種聯(lián)合使用時主要以乳桿菌屬與雙歧桿菌屬內的菌種組合最為常見。

表1 具有抗抑郁作用乳酸菌的主要種屬Tablel 1 The critical genus and species of lactic acid bacteria with anti-depression property

3 乳酸菌對抑郁癥的改善作用

3.1 動物模型數(shù)據(jù)

乳酸菌抗抑郁數(shù)據(jù)最早由Desbonnet 等[27]報道，研究發(fā)現(xiàn)嬰兒雙歧桿菌35624 菌株可降低SD大鼠額葉皮質中5-羥吲哚乙酸（5-HIAA）和杏仁皮質中二羥基苯乙酸（DOPAC）水平，而5-HIAA、DOPAC 分別為5-羥色胺（5-HT）和多巴胺（DA）的代謝產(chǎn)物，并發(fā)現(xiàn)其可使母嬰分離（MS）抑郁模型大鼠子代在免疫應答、抑郁行為以及大腦去甲腎上腺素（NA）水平上均趨于正?；痆35]。自此之后，雙歧桿菌一度成為抗抑郁乳酸菌的篩選目標之一。BALB/c 焦慮小鼠每天口服109CFU 水平長雙歧桿菌1714 菌株，6 周后小鼠焦慮和抑郁行為明顯改善，應激性體溫升高也明顯減輕[36]。研究人員利用葡聚糖硫酸鈉（DSS）誘導雄性AKR 小鼠復制慢性結腸炎模型，跳臺實驗顯示模型小鼠出現(xiàn)明顯焦慮行為，長雙歧桿菌NCC3001 菌株干預后模型小鼠焦慮行為正?；液糜诳瞻捉M[37]。此外，MS 小鼠每天攝入108CFU 水平假小鏈雙歧桿菌CECT 7765 菌株后焦慮水平明顯降低，MS 誘導引起的小鼠下丘腦-垂體-腎上腺（HPA）軸應答明顯緩解，下丘腦神經(jīng)遞質水平趨于正常化[39]。

乳桿菌屬為另一大類常見的精神益生菌。成年BALB/c 小鼠每天攝入109CFU 水平鼠李糖乳桿菌JB-1 菌株，28 d 后小鼠焦慮與抑郁行為均得到明顯改善，JB-1 菌株可調節(jié)小鼠海馬焦慮相關的γ-氨基丁酸（GABA）受體mRNA 表達水平，包括GABAAα2、GABAAα1和GABAB1b，并可明顯降低壓力誘導的血漿皮質酮水平升高[28]。在成年4～6月齡斑馬魚生存水環(huán)境中補充鼠李糖乳桿菌IMC501 菌株至終濃度達106CFU/g，28 d 后菌株干預的斑馬魚腦部腦源神經(jīng)營養(yǎng)因子（bdnf）基因表達水平明顯提高，表達量近于對照組2 倍[18]，這與傳統(tǒng)抗抑郁藥物通過上調海馬bdnf 基因表達抗抑郁相一致[41]，同時腦部5-HT 信號/代謝相關基因表達水平明顯提高，包括tph1a、tph2、htr1aa、slc6a4a 和mao 基因，并伴隨腸道菌群中硬壁菌門數(shù)量增加及變形菌門數(shù)量降低[18]。無菌小鼠每天攝入109CFU 水平植物乳桿菌PS128 菌株持續(xù)14 d，發(fā)現(xiàn)PS128 菌株能明顯增加無菌小鼠曠場實驗中總運動距離，縮短其探索高架十字迷宮的相對閉臂所需時間，增加紋狀體中5-HT 和DA 水平[34]，同樣劑量PS128 菌株分別干預生命早期應激（ELS）小鼠和空白成年小鼠4 周，曠場實驗結果顯示所有干預小鼠自發(fā)活動及前額皮質DA 水平均明顯增加，PS128 菌株可明顯緩解空白成年小鼠高架十字迷宮焦慮樣行為以及ELS 小鼠抑郁樣行為，可使ELS 小鼠血清皮質酮和炎癥細胞因子水平降低，抗炎細胞因子水平升高，可明顯增加空白成年小鼠前額皮質5-HT 水平[16]。

雙歧桿菌與乳桿菌屬菌株聯(lián)合使用同樣具有較好的抗抑郁效果。研究人員通過條件性電極包埋模型大鼠和心肌梗塞模型大鼠先后評價了一種益生菌制劑的抗抑郁作用，該益生菌制劑由瑞士乳桿菌R0052 菌株和長雙歧桿菌R0175 菌株組成，條件性電極包埋模型大鼠每天口服含109CFU 水平該制劑，2 周后其壓力/焦慮分值明顯低于安慰劑組[31]，同樣劑量給予心肌梗塞模型大鼠，大鼠抑郁癥狀得到明顯改善，且腸道通透性得以恢復[15]。此外，研究人員先后報道了一種商業(yè)化益生菌粉（EcologicRBarrier）對抑郁癥的改善作用，該益生菌粉由兩歧雙歧桿菌W23、乳雙歧桿菌W52、嗜酸乳桿菌W37、短乳桿菌W6、干酪乳桿菌W56、唾液乳桿菌W24、乳酸乳球菌W19 和W58共8 株乳酸菌組成，強迫游泳實驗結果顯示該菌粉可明顯降低SD 大鼠抑郁樣行為，與大鼠是否食用高脂飼料無關[19]，然而在遺傳選擇性抑郁模型FSL 大鼠中卻發(fā)現(xiàn)高脂飲食可提高FSL 大鼠抑郁水平，給予該商業(yè)化益生菌粉的高脂飲食FSL 大鼠抑郁水平出現(xiàn)明顯降低[42]，說明高脂飲食對不同受試動物抑郁癥狀影響不同，而該益生菌粉明確具有抗抑郁作用。

腸球菌屬菌株在改善抑郁方面也具有一定的作用。Divyashri 等[40]研究發(fā)現(xiàn)小鼠每天攝入108CFU 水平屎腸球菌CFR 3003 菌株，28 d 后CFR 3003 菌株處理小鼠在曠場實驗中心區(qū)內活動時間明顯延長，在高架十字迷宮實驗開臂中活動時間也明顯延長，說明該菌株可增強小鼠探索行為并緩解焦慮，同時CFR 3003 菌株處理小鼠腦部氧化標志物明顯減少，抗氧化物酶明顯增加，并伴隨GABA 和DA 水平增加。

綜上所述，動物實驗結果顯示乳酸菌對抑郁癥的改善作用是明確的，可通過調節(jié)與之相關的神經(jīng)化學物質表達實現(xiàn)抗抑郁作用。

3.2 人體臨床數(shù)據(jù)

人體臨床數(shù)據(jù)是乳酸菌抗抑郁最直接的證據(jù)，研究報道通常采用隨機單盲、雙盲或三盲安慰劑對照臨床實驗設計，受試人群主要為抑郁癥或相關疾病患者以及面對不同壓力的健康人群，通過抑郁相關量表或評分表評價乳酸菌抗抑郁的臨床療效。

在隨機雙盲安慰劑對照臨床實驗中，每天給予懷孕和產(chǎn)后期間婦女6×109CFU 水平鼠李糖乳桿菌HN001 菌株，分別通過愛丁堡產(chǎn)后抑郁量表（EPDS）、狀態(tài)特質焦慮量表（STAI）評價HN001菌株對產(chǎn)后抑郁癥人群抑郁和焦慮癥狀的影響，發(fā)現(xiàn)攝入HN001 菌株的婦女在產(chǎn)后期間抑郁和焦慮分值明顯降低[29]。重度抑郁癥患者每天服用一種由嗜酸乳桿菌（2×109CFU/g）、干酪乳桿菌（2×109CFU/g）和兩歧雙歧桿菌（2×109CFU/g）組成的益生菌膠囊連續(xù)8 周，患者貝克抑郁量表（BDI）總分明顯降低，同時血清胰島素水平、穩(wěn)態(tài)模型評估胰島素抵抗指數(shù)、血清超敏C 反應蛋白（hsCRP）水平明顯降低，血液中總谷胱甘肽水平明顯提高[17]。

臨床前研究表現(xiàn)出抗抑郁的乳酸菌，往往在人體臨床實驗中也會有積極作用。例如，在一項關于長雙歧桿菌NCC3001 菌株的隨機雙盲安慰劑對照臨床實驗中，腸易激綜合征（IBS）患者每天服用1×1010CFU 水平NCC3001 菌株，6 周后醫(yī)院焦慮抑郁量表（HADS）抑郁分值降低2 分以上的患者比例是安慰劑組的2 倍，且患者生活質量評分明顯增加[38]。在一項稱為最嚴格的三盲隨機安慰劑對照臨床實驗中，研究人員通過修訂版萊頓抑郁敏感性量表（LEIDS-r）以及BDI 第二版和貝克焦慮量表（BAI）評估了商業(yè)化益生菌粉（EcologicRBarrier）干預4 周前、后健康人群情緒狀態(tài)變化，每天攝入5×109CFU 水平益生菌的人群對悲傷情緒的整體反應明顯下降，特別是沉思和攻擊性明顯降低，這表明該益生菌粉的攝入可能有助于減少與悲傷情緒相關的消極情緒[43]。此外，在一項隨機雙盲安慰劑平行對照臨床實驗中，健康人群每天口服由瑞士乳桿菌R0052 和長雙歧桿菌R0175組成的益生菌制劑（3×109CFU），30 d 后霍氏癥狀核查表（HSCL-90） 顯示人群的總體嚴重程度指數(shù)、軀體化障礙、抑郁以及生氣-敵意指標明顯改善，HADS 抑郁分值、應對核查表評分以及尿液皮質醇水平均得到明顯改善，這表明該益生菌制劑可緩解健康人群精神痛苦[31]，然而與之相同的益生菌制劑及相同劑量的另一項為期8 周的隨機雙盲安慰劑對照臨床實驗中，采用蒙哥馬利-阿斯伯格抑郁評定量表（DADRS）、修訂版的臨床療效總評定量表（iCGI）、16 項抑郁癥狀快速評定量表-自評版（QIDS-SR16）、整體功能評估（GAF）以 及DASS 方法評價了該制劑對情緒低落人群心理測量結果的影響，發(fā)現(xiàn)其與安慰劑組無顯著差異，且血液相關生物標志物指標，如hsCRP、IL-1β、IL-6、TNF-α、維生素D、BDNF，與安慰劑組也無顯著差異[44]。由此說明，在人體臨床實驗報道中，乳酸菌的抗抑郁作用并不都是積極的結果，盡管已通過動物及其他人體臨床實驗得以證實，這可能與受試群體、樣本數(shù)量、干預周期、治療抵抗等影響因素有關。

4 乳酸菌抗抑郁的作用機制

乳酸菌可能通過多途徑、多靶點實現(xiàn)對抑郁癥的改善作用。病原菌感染可激活免疫系統(tǒng)，釋放毒素和細胞因子，從而影響宿主行為、代謝及神經(jīng)遞質功能[45]，釋放的細胞因子可誘導神經(jīng)內分泌與中樞神經(jīng)化學改變，從而引發(fā)抑郁[46]。乳酸菌可通過定植抗力、產(chǎn)生細菌素及增強腸道屏障與病原菌競爭上皮細胞受體，抑制和取代病原菌黏附到上皮細胞[47-50]，從而改善抑郁。重度抑郁癥患者往往伴隨高水平炎癥標志物產(chǎn)生[51]，而乳酸菌則具有抗炎作用[40，52]，其在改善抑郁樣行為時會伴隨抗炎細胞因子IL2、IL4 和干擾素γ（IFNγ）水平升高，促炎性細胞因子IL6 和腫瘤壞死因子α（TNFα）水平降低[19]。此外，應激可引發(fā)腸道炎癥，增加病原菌感染危險而引起腸道屏障功能障礙，進而影響腸道緊密連接結構與通透性[53]，通透性增加會導致腔內抗原、毒素和炎癥化合物發(fā)生易位，進而打破腸動態(tài)平衡。因此，腸道緊密連接與上皮細胞通透性的調節(jié)作用對于維持應激介導的抑郁癥患者消化道健康至關重要。乳酸菌可通過調節(jié)緊密連接蛋白促進腸道屏障的完整性[54-55]，可改善抑郁癥狀及腸道通透性[15]，其對腸道通透性的改善可能源于乳酸菌代謝產(chǎn)物或細胞壁組分的作用，且具有菌株特異性[56-57]。研究表明，氧化脅迫可誘發(fā)退行性疾病與情緒障礙，乳酸菌可代謝產(chǎn)生維生素（類胡蘿卜素、葉酸等）、生物活性肽及多種抗氧化酶類（超氧化物歧化酶、谷胱甘肽還原酶等）[58-61]而擁有抗氧化防御系統(tǒng)，可通過清除和預防氧自由基（ROS）形成，排除氧氣，與催化形成ROS 的金屬離子結合進而減輕氧化脅迫引起的細胞損傷[62]。研究發(fā)現(xiàn)，乳酸菌在改善抑郁癥狀的同時血液谷胱甘肽水平升高[17]，且對氧化損傷介導的神經(jīng)退行性疾病表現(xiàn)出神經(jīng)保護作用[40]。此外，包括乳酸菌在內的腸道有益菌在代謝過程中可產(chǎn)生神經(jīng)活性物質，如GABA、5-HT、兒茶酚胺類、乙酰膽堿源肽，并直接調節(jié)宿主行為，而某些微生物源肽和神經(jīng)活性物質則間接調節(jié)宿主行為，如腸道上皮細胞活性分子的合成與釋放[63]。益生菌及其它腸道微生物可代謝產(chǎn)生很多神經(jīng)活性物質或其前體物質，包括短鏈脂肪酸、乙酰膽堿、5-HT、兒茶酚胺類、GABA、色氨酸、酪氨酸、生物素、維生素K、對羥基苯乙酸、間羥基苯乙酸、對羥基桂皮酸、苯戊酸、對氨基苯甲酸、吲哚乙醛、吲哚羧酸、腐胺、精脒、精胺、?；撬帷⑹芬约耙恍╇念惖?，并將其釋放到腸道內腔，與腸神經(jīng)系統(tǒng)相互作用進而調節(jié)神經(jīng)信號[64-70]。綜上所述，乳酸菌對抑郁癥的改善作用可能通過排除致病菌，抗炎，維持腸道上皮細胞通透性與緊密連接，抗氧化或產(chǎn)生神經(jīng)活性代謝產(chǎn)物等途徑實現(xiàn)。

5 結語

乳酸菌的抗抑郁作用已通過大量動物及人體臨床實驗得以明確，抗抑郁乳酸菌主要分布于乳桿菌屬、雙歧桿菌屬以及腸球菌屬，具有菌種和菌株特異性，其抗抑郁作用可能通過排除致病菌，抗炎，維持腸道上皮細胞通透性與緊密連接，抗氧化或代謝產(chǎn)生神經(jīng)活性物質等途徑實現(xiàn)，乳酸菌作為腸道固有益生菌，在抑郁癥的防治上具有較好的應用前景。此外，抗抑郁作用乳酸菌菌株的篩選主要基于動物實驗，尚無簡便的體外篩選方法，隨著組學技術的發(fā)展、微生物-腸-腦軸研究的深入，以及乳酸菌抗抑郁機制的明確，有望基于神經(jīng)活性代謝產(chǎn)物的生成創(chuàng)建抗抑郁乳酸菌的體外篩選方法，為充分挖掘抗抑郁乳酸菌菌種資源提供幫助。