关于合生元不可不知的六个知识点
肠道菌群的显著特性包括其功能性和韧性，稳定的肠道群落可保护宿主免受入侵微生物的侵害，并有助于维持体内平衡，包括免疫调节。
然而，由于饮食变化、抗生素的使用、年龄或感染而造成破坏等因素导致肠道菌群失衡，并引发一系列炎性和代谢性疾病，例如炎性肠病、大肠癌、代谢综合征和特应性疾病等。
目前已经有多种策略和方法来调节肠道微生态健康，包括粪便菌群的移植、益生菌和其他活微生物、益生元等不能被宿主消化却能被微生物利用的物质，以及逐渐兴起的合生元。
上述提到的益生菌（Probiotics）、益生元（Prebiotics）和合生元（Synbiotics）是近年在肠道微生态健康领域备受关注的三个名词。大家相对熟悉的应该是益生元与益生菌，而合生元则陌生一些。
首先我们来看下什么是益生菌和益生元。
根据联合国粮食与农业组织（FAO）、世界卫生组织（WHO）和国际益生菌和益生元科学协会（International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics，ISAPP）的定义，益生菌是指活的微生物，当摄入适当数量时，可以为宿主的健康带来益处。
有如下几点说明：
（1）使用时微生物必须是活的，而且摄入了适当的数量；
（2）菌株必须经过基因鉴定，使用最新术语进行分类并用数字、字母或名称指定；
（3）必须进行适当的研究和临床试验，来证明菌株对宿主（人、家畜、伴侣动物等）的健康有益；
（4）在一种情况下被证明对宿主有益的菌株，在另一种情况下可能对宿主没有益处；
（5）属于人类的益生菌如果应用于动物，也应通过一系列与人类类似的实验验证。
目前市面常见的的益生菌主要来源于乳酸菌属（Lactobacilli）、双歧杆菌属(Bifidobacteria)和链球菌属（Streptococcus）等。
乳酸菌和双歧杆菌都是革兰氏阳性菌，都可经发酵产生乳酸，是人体和动物肠道内菌群的重要组成部分。
根据国际益生菌和益生元科学协会（ISAPP）的定义，益生元是指能够被宿主体内的菌群选择性利用并转化为有益于宿主健康的物质，而且其功效必须经过实验验证。
益生元不仅可以通过口服作用于肠道，也可以作用于其他部位，比如皮肤和阴道等。
目前发现的益生元多属于糖类，但是其他的物质（多酚、多不饱和脂肪酸等）如果能被充分证明可以通过调节共生菌群进而有益与宿主健康，也属于益生元。
目前市面上常见的益生元产品是功能性低聚糖，主要包括甘露寡糖（MOS）、低聚果糖（FOS）、大豆低聚糖（SOS）、异麦芽寡糖（IOS）、低聚乳果糖（LDL）、寡乳糖（GOS）等。
由于机体胃肠道缺乏水解这些低聚糖的酶系统，因此它们大部分可顺利通过小肠和胃而不被降解利用，直接进入大肠内被双歧杆菌和乳酸杆菌等有益菌所利用，有害菌对其利用率极低或不能利用，从而使有益菌大量生长繁殖。
合生元的概念最早在1995年由Glenn R. Gibson提出，将其简单的定义为益生菌与益生元结合使用的生物制剂，其特点是同时发挥益生菌和益生元的作用，通过促进外源性活菌在动物肠道中定植，选择性刺激一种或有限几种有益菌生长和繁殖，从而达到促进宿主健康的目的。
目前人们对于合生元的普遍认识就是益生菌+益生元的混合物。但是随着对肠道菌群和相关干预方法的不断研究，合生元的概念也在发生变化。之前那个简单的定义容易产生误解，已经不能满足当前科研和生产的需要。
为了提供有关合生元一词的清晰定义和使用指导，国际益生菌和益生元科学协会（ISAPP）于2019年5月召集了一个由科学家组成的专家小组，探讨合生元的当前状况和未来发展趋势，包括其定义。
该专家组包含了营养学家，生理学家和微生物学家等多个领域内权威人士。
本次会议取得的共识声明于2020年8月21日发表在Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology。
专家小组认为如果把合生元简单的定义为益生菌和益生元的混合物可能会阻碍该领域的创新工作的进行，而且要求合生元的每个成分都必须分别满足益生菌或益生元的要求，可能又构成了合生元发展的另外一个障碍。
鉴于此，专家给出了全新合生元的定义：包含活微生物和能被宿主微生物选择性利用的底物的混合物组成，能够给宿主健康带来益处。
本次专家组会议主要取得如下有参考和指导意义的共识：
（1）全新的定义：包含活微生物和能被宿主微生物选择性利用底物的混合物组成，能够给宿主健康带来益处。
（2）在此定义下，宿主微生物既包括宿主自身存在的（定居或定殖在宿主体内）微生物，也包括异源的（外部来源的，比如益生菌）微生物，这两种微生物均可作为合生元中利用底物的成分。
（3）定义了合生元包含的两个子集：互补型合生元（Complementary synbiotic）和协同型合生元（Synergistic synbiotic）。
互补型是指由益生菌和益生元组成的合生元，发挥作用的重点是宿主已有的微生物。互补型合生元的两个组成部分都必须满足现有益生菌和益生元的最低标准。
协同型合生元的无需是益生元或益生菌，但是底物要能被制剂中的微生物利用，以增强其功效。
（4）不管是哪一种类型的合生元，其健康功效都必须在目标群体中得到充分验证，包括人群、动物等，以及不同的特定群体，比如不同年龄、发育/发展阶段、健康水平、性别和生存状况等。
（5）针对协同型合生元，被选择的底物必须在同一个研究中证明其健康功效，而且合生元的功效要大于单独一种成分的功效。而互补型的合生元则不需要此过程，因为已经含有选择性利用的益生元。
（6）合生元可应用于肠道内或肠道外微生物生态系统，并可配置成一系列的产品，比如食品、非食品、饲料或营养补品等。
图1 | 合生元的类型（Swanson KS. et al. 2020）
图2 | 互补型和协同型合生元的作用机制(Swanson KS. et al. 2020)
本次专家组会议，不仅对合生元的定义、类型等概念进行了探讨，并给出了更加清晰的描述。
而且对合生元的相关研究也提供了有针对性的参考建议，比如随机对照试验（Randomized controlled trials，RCT）的设计、受试人群的选择、干预方法、对健康和菌群作用的评估、数据统计、安全性评估等研究环节。
这些内容不仅对科研人员具有重要的指导意义，也对相关产业化的发展有重要的参考价值。
参考文献：
1、Reid G, Gadir AA, Dhir R. Probiotics: Reiterating What They Are and What They Are Not. Front Microbiol. 2019 Mar 12;10:424. doi: 10.3389/fmicb.2019.00424. PMID: 30930863; PMCID: PMC6425910.
2、Hill C, Guarner F, Reid G, Gibson GR, Merenstein DJ, Pot B, Morelli L, Canani RB, Flint HJ, Salminen S, Calder PC, Sanders ME. Expert consensus document. The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics consensus statement on the scope and appropriate use of the term probiotic. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2014 Aug;11(8):506-14. doi: 10.1038/nrgastro.2014.66. Epub 2014 Jun 10. PMID: 24912386.
3、Gibson GR, Hutkins R, Sanders ME, Prescott SL, Reimer RA, Salminen SJ, Scott K, Stanton C, Swanson KS, Cani PD, Verbeke K, Reid G. Expert consensus document: The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on the definition and scope of prebiotics. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2017 Aug;14(8):491-502. doi: 10.1038/nrgastro.2017.75. Epub 2017 Jun 14. PMID: 28611480.
3、Hill C, Guarner F, Reid G, Gibson GR, Merenstein DJ, Pot B, Morelli L, Canani RB, Flint HJ, Salminen S, Calder PC, Sanders ME. Expert consensus document. The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics consensus statement on the scope and appropriate use of the term probiotic. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2014 Aug;11(8):506-14. doi: 10.1038/nrgastro.2014.66. Epub 2014 Jun 10. PMID: 24912386.
4、Swanson KS, Gibson GR, Hutkins R, Reimer RA, Reid G, Verbeke K, Scott KP, Holscher HD, Azad MB, Delzenne NM, Sanders ME. The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on the definition and scope of synbiotics. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2020 Aug 21. doi: 10.1038/s41575-020-0344-2. Epub ahead of print. PMID: 32826966.
5、Gibson GR, Roberfroid MB. Dietary modulation of the human colonic microbiota: introducing the concept of prebiotics. J Nutr. 1995 Jun;125(6):1401-12. doi: 10.1093/jn/125.6.1401. PMID: 7782892.
专委会小秘书
扫码加好友
微生态医疗创新论坛
微生态医疗专委会是科促会的分支机构，是由中国微生态医疗领域的科学技术工作者和企事业单位自愿组成的专业性、全国性的非营利性社会组织。
微生态医疗创新论坛作为微生态医疗专委会下的行业专业论坛，将致力于推动微生态基础研究和微生态医疗技术发展、促进我国微生态产业的发展及微生态医疗技术的临床应用，为国内外微生态医疗学术交流提供平台，实现微生态医疗的科研成果转化以及微生态医疗技术的“产、学、研”更加广泛地结合，助力国内微生态健康产业走向世界。