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深入解读ISAPP共识声明,快速掌握后生元定义与优势

编者按:

后生元(postbiotic)”一词越来越多地出现在科学文献和商业产品中,但它缺乏明确的定义,人们对它的使用方式也不一致。那么,后生元究竟是什么呢?为了统一后生元的定义,2021 年 5 月,国际益生菌和益生元科学协会(ISAPP)发布了后生元的共识声明

今天,我们将基于该文对后生元进行深度解读,希望本文能够为相关的产业人士和诸位读者带来一些启发与帮助。

① 后生元是什么?

过去的几十年里,研究人员已明确了一个观点:人体微生物组对人体短期和长期的健康都至关重要。微生物组和免疫系统的早期发育息息相关,并决定了成年期的免疫功能、微生物组和整体健康状况。

基于这一认识,近年来,我们看到,微生物组产品数量激增,这些产品宣称能影响人体不同部位微生物组的组成和功能,从而改善人体健康。这些产品的类型主要包括益生菌、益生元、合生制剂以及后生元等。

近年来,ISAPP 先后发表了益生菌、益生元和合生制剂的共识声明。

2021 年 5 月,ISAPP 再度出手,在Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology杂志上发表了后生元(postbiotic)的共识声明,并得出了以下结论:

● 后生元是指对宿主健康有益的无生命微生物和/或其成分的制剂。

● 后生元是人为灭活的微生物细胞,可添加已被证明有益健康的代谢物或细胞成分,亦可不添加。

● 后生元不包括纯化后的微生物代谢物和疫苗,但也不限于灭活益生菌。

● 后生元对健康的有益影响,必须在目标宿主(物种和亚群)中得到证实,宿主可以是人类、伴侣动物、家畜和其他生物。

● 后生元的作用部位并不局限于肠道,但必须通过宿主表面给药,如口腔、肠道、皮肤、泌尿生殖道或鼻咽。注射的给药方式,不在后生元的范畴内。

● 对于预期用途,应确保后生元的使用安全性。

之所以我们需要一个关于“后生元”的准确术语,是因为无活性的微生物、微生物成分及其终产物,可能发挥着重要的健康益处。

此前,有许多术语被用来描述这一类物质(图 1),但是在过去的十年中,“后生元(postbiotic)”是最常用的。考虑到使用一个单一的、明确定义且易于理解的术语,将对该领域大有裨益。因此,ISAPP 建议日后统一使用“后生元”一词。

图. 在已发表的文献中,“后生元”一词的使用越来越多。

② 后生元可以是什么?

“后生元(postbiotic)”一词可以被拆分为 2 个部分“post”和“biotic”,其中 “biotic”的意思是“与生物有关或由生物产生”,而前缀“post”的意思是“之后”。这些术语加在一起的意思是“死后”,即灭活的、非生物的。

当前许多的后生元是一些益生菌的灭活菌株,比如乳杆菌科的某些属以及双歧杆菌属。然而,这不意味着,后生元就是灭活的益生菌或由益生菌制成。

特定的菌株,如嗜黏蛋白阿克曼菌、普拉梭菌、木糖降解拟杆菌、单形拟杆菌、霍氏真杆菌、梭状芽孢杆菌 IV 簇和 XIVa 簇、昆氏乳杆菌和真菌布拉氏酵母菌,都以灭活的形式进行了潜在的有益效果的研究。如果能够切实证明这些灭活的菌株对健康有益的话,那么这些灭活的菌株都符合“后生元”的定义。

许多细菌裂解物已被用于医学目的,但需要更强有力的临床试验来进一步验证。

此外,一些螺旋藻制剂可以作为后生元,但前提是:对所使用微生物(通常是钝顶节旋藻)和加工过程进行详尽的描述,并且在强有力的临床试验中,对其健康益处进行检验。

因此,按照 ISAPP 的定义,符合以下标准的制剂才有资格可以成为后生元:

● 对用于生产后生元的微生物进行分子鉴定(例如,全注释基因组测序),准确识别和筛选潜在的安全相关基因;

● 具备灭活程序和基质的详细说明;

● 确认已灭活;

● 进行高质量的对照试验,证明其对宿主健康有益;

● 具备后生元制剂成分的详细说明;

● 对后生元制剂在目标宿主中预期用途进行安全性评估。

③ 后生元的优势是什么?

(1)更良好的稳定性

人们对后生元兴趣浓厚的一个重要原因,是它们在加工和储存过程中固有的稳定性。保持活性微生物的稳定性是一项技术挑战,因为许多益生菌对含氧量和温度都很敏感,但灭活的微生物就很容易制成货架期较长的产品。

后生元可能比益生菌更适于那些没有可靠冷链或环境温度会导致活性微生物储存问题的地理区域。

(2)更有效的知识产权保护

灭活微生物产品的另一个潜在优势在于,产品开发人员能够更好地保护其对后生元成分的所有权,因为后生元产品不像益生菌产品一样,无法从已有的商业产品中分离出活菌。

然而,对于这一发展领域的进展而言,必须要能够重复研究结果,因此,出于研究目的,ISAPP 鼓励研究人员提供用于生产后生元的活性“祖先菌株”,例如,将它们保存在一个公共培养库中。

(3)更强的安全性

可忽略不计的活菌水平,也可能是开发后生元的一个优势,因为这些后生元中可能包含转基因微生物,而将活的转基因微生物传播到环境中,是有一定风险的。

此外,显而易见,后生元比益生菌具有更好的安全性,因为它们所含的微生物已经失去了复制能力,因此不会导致菌血症或真菌血症(这些风险与益生菌的使用有关,尽管极为罕见)。

但是,不能仅仅根据灭活前微生物的安全性,来推测后生元的安全性。例如,革兰氏阴性菌的脂多糖,可以引起败血症和中毒性休克,而且细菌死亡还会释放出内毒素 A(通常嵌在活细菌的外膜中)。

为了确定后生元的安全性,我们需要在开发前进行安全性评估。从不断更新的 EFSA QPS(欧盟安全资格认定)列表中挑选食品级微生物,从中提取的后生元,可能更容易获得批准。

(4)可保护微生物的控制权

最后,如果后生元来源于受《名古屋议定书》保护的国家/地区的微生物,原产国将能够保留对该微生物的控制权。

④ 后生元的合理使用

随着微生物组的发展,微生物产品日益深入人心。后生元的先天优势为其未来的广阔应用打下了良好的基础。在 ISAPP 明确后生元的定义后,期待后生元的发展能够更加快速,同样也希望制造商能够在产品标签上更加负责任地使用“后生元”一词,为后生元产业的可持续发展奠定坚实基础。

参考链接:

https://www.nature.com/articles/s41575-021-00440-6

作者|赵婧、617

审校|617