2023/10/13微生態制劑的未來沈陽一草生物科技有限公司2023/10/13微生態的發展史1977年,德國人魯西最早提出微生態學概念并在德國建立起第一個微生態研究所,該所的主要研究工作為活菌制劑,如大腸桿菌,雙歧桿菌,乳桿菌等的活菌制劑,用作生態調整或生態療法.1981年由魏曦教授提議召開了第一屆中國微生態學術會議.此后康白教授定義微生態為:"研究正常微生物結構和功能,從及與其宿主相互關系的學科".1989年何明清教授參加第九屆國際生物學會議(巴黎召開)后,又進一步提出動物微生態學的概念,1992年中國畜牧獸醫學會微生態學分會在四川雅安成立,1994年8月何明清教授出版中國第一部動物微生態書籍.2023/10/13微生態系統：微生態系統是指在一定結構的空間內，正常微生物群以其宿主人類、動物、植物組織和細胞及其代謝產物為環境，在長期進化過程中形成的能獨立進行物質、能量及基因(即信息)相互交流的統一的生物系統(biosystem).微生態系統=正常微生物群＋其宿主的微環境微生態制劑的定義與類型2023/10/13微生態制劑的定義：

微生態制劑（或稱微生態調節劑microeclogialmodulator）是指在微生態學理論的指導下，調整生態失調（microdysbiosis）保持微生態平衡（microeubiosis），提高宿主（人、動植物）健康水平或增進健康佳態（wellbeing）的生理性活菌制品（微生物）及其代謝產物以及促進這些生理菌群生長繁殖的物質制品。2023/10/13微生態制劑的類型①益生菌（Probiotics）又稱益生素，是指投入后通過改善宿主腸道菌群生態平衡而發揮有益作用，達到提高宿主（人和動物）健康水平和健康佳態的活菌制劑及其代謝產物。益生菌（Probiotics）益生元（Prebiotics）合生素（Synbiotics）

目前國際上已將其分成3個類型：2023/10/13方法：用人或動物正常生理菌群（normalmicrobiota）的成員，經過選種和人工繁殖，通過各種途徑和劑型制成活菌制劑，然后再以投入方式使其回到原來環境，發揮自然的生理作用。目前應用于人體的益生菌有雙歧桿菌、乳桿菌、腸球菌、大腸桿菌、枯草桿菌、蠟樣芽腸桿菌、地衣芽胞桿菌、丁酸梭菌和酵母菌等。2023/10/13益生菌的生產流程2023/10/13②益生元（Prebiotics）是指能夠選擇性地促進宿主腸道內原有的一種或幾種有益細菌（益生菌）生長繁殖的物質，通過有益菌的繁殖增多，抑制有害細菌生長，從而達到調整腸道菌群，促進機體健康的目的。雙歧因子（bifidusfactor）如各種寡糖類物質（oligosaccharides）或稱低聚糖。常見的有乳果糖、蔗糖低聚糖、棉子低聚糖、異麥芽低聚糖、玉米低聚糖、和大豆低聚糖。這些糖類既不被人體消化系統消化和吸收，亦不被腸道菌群分解和利用，只能為腸道有益菌群如雙歧桿菌和乳桿菌利用，促進有益菌的生長繁殖，抑制有害菌的生長，從而達到調整腸道正常菌群的目的。2023/10/13寡聚糖對人體的作用2023/10/13③合生元（Synbiotics）也叫合生素，是指益生菌和益生元同時并存的制劑。益生菌和益生元同時并用，它既可發揮益生菌的生理性細菌活性，又可選擇性地快速增加這種菌的數量，使益生菌作用更顯著持久。2023/10/13二、微生態制劑的作用機理

生物平衡理論（優勢種群論）屏障理論（生物屏障與化學屏障）生物奪氧理論三流循環學說（能量流、物質流、基因流）免疫增強學說2023/10/131、生物平衡理論（優勢種群論）■宿主、正常微生物群和外環境構成一個微生態系統。■在正常條件下，這個系統處于動態平衡狀態，少數優勢群對整個群落起著決定作用，而在微種群內部中優勢個體對整個群落起著控制作用。■如果優勢種群更替，并改變了微生態平衡，病原微生物占優勢，則引發各種疾病。■微生態制劑則補充正常微生物優勢菌群成員的益生菌的數量，調節失調的菌群，恢復優勢種群，達到防病治病的目的。2023/10/13腸道菌種的平衡2023/10/13優勢種群理論2023/10/132、屏障理論①化學屏障指腸內主要菌群的代謝產物例如乙酸、乳酸、丙酸、過氧化氫及細菌素等活性物質，可阻止或殺滅病原微生物在體內的定植。

②生物屏障（生物拮抗理論）指定植于粘膜或皮膚上皮細胞之間的正常菌群所形成的生物膜樣結構（菌群膜），通過定植保護作用影響過路菌或外來致病的定植、占位、生長和繁殖。

2023/10/13微生態制劑中的益生菌就是這類正常菌群中的成員，可參與生物屏障結構，發揮生物拮抗作用。2023/10/133、生物奪氧理論■人或動物出生時是無菌的，出生后不久就被一系列微生物細菌定植了。■定植的順序先是需氧菌，后是兼性厭氧菌，隨后的是厭氧菌。■在需氧或兼性厭氧菌生長一段時期后，由于氧被大量消耗，從而提供了厭氧菌生長條件，厭氧菌才能生長。■厭氧菌是整個微生態系統中其數量上占據首位，并保持著一定的生態平衡。■利用非致病性微生物（如蠟桿芽胞桿菌等）暫時在腸道內定植，使局部環境中氧分子濃度降低，造成適合正常腸道優勢菌生長的微環境，促進厭氧菌大量繁殖生長，最終達到微生態平衡。

2023/10/134、三流循環學說（能量流、物質流及基因流）

■能量流

即能源運轉，正常微生物群的內部與其宿主保持著能源交換和運轉的關系。■物質流

即物質交換正常生理微生物菌群與宿主細胞通過降解和合成代謝進行物質交換。裂解的細胞與細胞外酶可為微生物利用，而微生物產生的酶、維生素、刺激素以及微生物降解的細胞成分也可為宿主細胞利用，如此反復進行著物質交換。■基因流

即基因交換，正常微生物之間有著廣泛的基因交換，例如耐藥因子（R因子）、產毒因子等都可在正常微生物之間通過物質的傳遞進行交換。2023/10/135、免疫增強學說

■正常微生物群的菌體及代謝產物可刺激宿主的免疫應答,增強體液免疫和細胞免疫■微生態制劑還可以增強巨噬細胞的吞噬活性,以及補體和網狀內皮系統功能。

2023/10/13調整微生態平衡生物拮抗代謝產物的作用增強免疫促進機體營養吸收延緩衰老三、微生態制劑的作用2023/10/131、調整微生態平衡■宿主體內的正常微生物群，由種屬、定位、年齡、生理狀態及其與外環境的適應性具有特定的定性、定量與定位的結構關系，這個結構就是微生態平衡。■如果這個平衡遭到擾亂（如抗生素及其它藥物、同位素、激素和外科手術影響等），就可產生微生態失調。■作為微生態制劑應具有調整微生態失調的作用。

2023/10/132、生物拮抗■微生態制劑中的活菌應成為微群落中的成員，進入生境后能夠卷入機體的微生態體系中，對非機體本身的微生物能夠起到拮抗作用。■微生態制劑具有定植性、排他性及繁殖性。2023/10/133、代謝產物的作用■微生態制劑所致的代謝產物如乳酸、醋酸、丙酸、過氧化氫和細菌素等活性物質，能改善機體生物化學和生物物理環境。■這些產物抑制外來和致病微生物的繁殖，從而有利于機體保持生態平衡。2023/10/134、增強免疫

■微生態制劑可以作為非特異性調節因子，通過細菌本身或細胞壁成分刺激機體免疫細胞，使其激活，產生促分裂因子，促進吞噬細胞活力或作為佐劑發揮作用。■微生態制劑中的益生菌還可發揮特異性免疫功能，促進機體的B細胞產生抗體的能力。2023/10/135、促進機體營養吸收■微生態制劑中的益生菌（如雙歧桿菌和乳桿菌等），在機體內能夠合成多種維生素，如尼克酸、葉酸、煙酸、維生素B1、B2、B6和B12等。促進機體對蛋白質的消化、吸收和利用。促進機體對鈣、鋅、鐵和維生素D的吸收，具有幫助消化增進食欲的作用。2023/10/136、延緩衰老■微生態制劑有利于補充老年人體內雙歧桿菌和乳桿菌等優勢菌群的缺失，堅固腸道生物屏障結構，參與腸道菌膜的重建，從而直到重要的占位保護作用和排它性的生物拮抗作用。

■分泌多種有機酸、細菌素和抗菌物質，構建化學屏障、使異常增殖的腐敗菌減少。

■減少機體對有毒產物（組胺、酷氨、腐胺、硫化氫、吲哚、亞硝鹽和酚類等）的產生與吸收，有利于臟器功能的正常發揮及衰老進程的延緩。

2023/10/13四、微生態制劑臨床應用●胃腸道疾病的防治●醫源性感染疾病的防治●肝臟疾病的防治●便秘的防治●嬰幼兒保健●防治高膽固醇血癥●防治癌癥2023/10/13■微生態制劑一般都具有調整腸道菌群失調，改善微生態環境的作用，故對各種原因引起的急、慢性腸炎、痢疾、結腸炎等具有良好的預防和治療效果。1、胃腸道疾病的防治2023/10/132、醫源性感染疾病的防治■臨床大量使用抗生素引起的腸道菌群紊亂，念珠菌、腸珠菌占優勢而厭氧菌明顯減少，從而所引發的抗生素相關性腹瀉，偽膜性腸炎。■微生態制劑可解除大量抗生素使用或濫用所造成的嚴重毒副作用。■大量應用細胞毒性藥物、激素、同位素、免疫抑制等治療，以及手術后原因均可直接和間接地破壞機體內正常微生物的生長與繁殖，造成微生態失調，引發各種醫源性疾病。2023/10/133、肝臟疾病的防治

■雙歧桿菌和乳桿菌活菌制劑能抑制腸道腐敗菌和產生尿素酶細菌生長

■微生態制劑可使腸內菌群恢復正常。因此可改善肝臟的蛋白質代謝，并使肝臟解毒功能得以恢復。■微生態制劑降低肝炎、肝硬化和肝昏迷患者血液中的內毒素水平，改善肝臟功能2023/10/134、便秘的防治■微生態制劑中含有大量的雙歧桿菌或乳桿菌，它們在體內代謝過程中產生多種有機酸，使腸腔內pH值下降，Eh電勢降低，調節腸道的正常蠕動，緩解便秘2023/10/135、嬰幼兒保健■益生菌發酵的產物中，鐵、鋅、錳和銅的含量增高，其微量元素的含量也有提高。■微生態制劑可以有效地預防和治療因牛奶喂養嬰兒引起的壞死性結腸炎及各種嬰幼兒腹瀉，并可增強對疾病的抵抗能力。

2023/10/136、防治高膽固醇血癥

■雙歧桿菌、乳桿菌的微生態制劑，服后可使膽固醇轉化為人體不吸收的糞甾醇類物質■實驗證明，食用乳桿菌和嗜熱鏈球菌的酸奶，可降低血液中膽固醇含量的5％～10％，這對于治療和緩解膽固醇血癥有一定的療效。2023/10/137、防治癌癥

■服用含有雙歧桿菌、干酪乳桿菌的微生態制劑，可促進機體內吞噬細胞的活力，增強機體免疫功能，降解腸內亞硝胺等致癌物質，并已發現對癌細胞也有一定的抑制作用。2023/10/138、人常用微生態制劑①米雅BM：為宮入菌（即酪酸菌）芽胞活菌制劑，能促進腸道有益菌群的增殖。②麗珠腸樂及金雙枝：含有雙歧桿菌，口服后在腸道定植，從而阻止有害菌的入侵。③整腸生：為地衣芽胞桿菌無毒菌株活菌制劑。④培菲康及貝飛達：含有雙歧桿菌、嗜酸乳酸桿菌和糞鏈球菌⑤乳酸菌素：由無菌鮮牛乳經生物發酵制成。另外還有一些口服液，如“昂立1號”、康必得等也是以活菌及其代謝產物，達到調節腸道菌群的目的。2023/10/13⑥阿泰寧，寶樂安：為口服酪酸梭菌活菌制劑，東海酪酸梭菌CGMCC0313-1菌株，可以分泌腸黏膜細胞的重要營養物質酪酸，從而達到修復腸黏膜，消除腸道炎癥，營養腸道的目的。并能促進雙歧桿菌等腸道有益菌的生長，抑制痢疾志賀氏菌等腸道有害菌的生長，恢復腸道菌群平衡，減少胺、氨等有毒物質對腸黏膜的毒害，恢復腸道免疫功能和正常的生理功能⑦爽舒寶：為口服凝結芽孢桿菌，凝結芽孢桿菌TBC-169菌株，可以分泌腸道蠕動促進劑乳酸，促進腸道蠕動，加速排便。⑧聚克：含有乳酸桿菌，嗜乳酸桿菌和乳酸鏈球菌三種活乳酸菌。活乳酸菌能在腸內繁殖，產生乳酸，抑制腸道內腐敗細菌的繁殖，調整腸道菌群，防止腸內發酵，減少脹氣，因而有促進消化和止瀉作用。2023/10/13五、益生菌制品的安全性益生菌制品通常作為食品或飲食的補充被人們食用,其含有能夠在人類腸道中生存的微生物,大多數已經被廣泛地使用多年,對人體的代謝沒有副作用。2023/10/13當考慮其安全性時,潛在的副作用包括系統的感染、代謝的改變和基因轉換。使用益生菌菌株的安全性,至少應進行下列幾項評估：①耐藥性評估②某些代謝活性的評估③人體試驗中不良反應的評估④上市銷售后,對出現相關不良反應的病例進行流行病學調查⑤如益生菌菌株隸屬的菌種對哺乳動物為已知毒力菌種,須進行毒力試驗；⑥如益生菌菌株隸屬的菌種具有潛在溶血活性,須進行溶血試驗2023/10/13六、微生態制劑的應用原則1、由細菌或病毒引起的感染性腹瀉的早期不宜應用微生態制劑,此時應用無效2、微生態制劑大多數為細菌或蛋白質,在服用時宜注意過敏反應3、一般不宜與抗生素、抗菌藥、黃連素、活性炭、鞣酸蛋白、鉍劑、氫氧化鋁同服,以免殺滅菌株或減弱藥效,可間隔約2小時2023/10/13七、微生態制劑的應用前景優點：微生態制劑有其他藥不可替代的優點，即“患病治病，未病防病，無病保健”的效果。即使健康人也可以服用，以提高健康水平，而且腹瀉病人可以服用，便秘病人也可以服用。

2023/10/1321世紀是生物科學世紀，也是微生態制劑的輝煌時代，讓微生態領域與藥學領域互相滲透，相互協作，為研制出更好更多的微生態制劑作出貢獻。2023/10/13各種動物的微生態研究豬微生態學微生態分布1.皮膚微生態2.消化道微生態3.呼吸道微生態4.泌尿、生殖道微生態2023/10/13豬腸道微生態的建立和演替豬出生時，腸道是無菌的，不久就有數種微生物侵入腸道，經過生長、繁殖，逐漸形成一個微生物群體。仔豬出生24小時內在空腸、回腸、盲腸和直腸就定植了雙歧桿菌、大腸桿菌、乳桿菌、消化球菌、腸球菌、小梭菌、擬桿菌和酵母菌。到8-22日齡達最高峰并形成一個定型的菌群，以雙歧桿菌、擬桿菌、乳桿菌、大腸桿菌和消化球菌占優勢。42日齡后隨著日齡增長各個菌群的數量略有下降，其原因可能與豬的營養與飼料結構的變化有關，如粗纖維等成分的增多。2023/10/13豬正常微生物群的生理作用正常微生物群對豬的細胞免疫、體液免疫、粘膜免疫均有影響，尤其是粘膜免疫。豬的腸道、呼吸道、生殖道等粘膜廣泛分布淋巴組織，這些淋巴細胞在微生物群的刺激下產生分泌型IgA，是粘膜表面抗感染的主要物質。正常微生物群對外襲菌(致病菌)有一定程度的拮抗作用。正常微生物群對豬的營養有密切的關系，它們在幫助消化、合成蛋白質、維生素等方面具有重要作用。2023/10/13家禽微生態學一、家禽消化道的特點家禽消化道的特點與其他動物有顯著不同，如家禽無牙齒和結腸，但有發達的嗉囊、肌胃和兩條盲腸。這類特殊消化道結構，各部位存活著不同的微生物群。如雞嗉囊內乳桿菌構成最優勢菌群(109個/g)，還有鏈球菌和腸桿菌。腺胃、肌胃與嗉囊菌群相似，僅總菌數有異。小腸為兼性厭氧菌，如鏈球菌、大腸桿菌、葡萄球菌、芽孢桿菌，前段少后段多。盲腸內各種厭氧菌顯著增加，總數達到1011個/g，擬桿菌、真桿菌、雙歧桿菌、消化球菌、梭狀芽孢桿菌是最優勢菌群，其次是乳桿菌、鏈球菌、腸桿菌、葡萄球菌、產氣莢膜梭菌、酵母菌。而鴨的腸道正常菌群與雞有所不同，擬桿菌、乳桿菌、彎曲桿菌和雙歧桿菌為主。2023/10/13家禽微生態的建立與作用

雞在胚胎期一般是無菌的，但在出殼時，雛雞受到外界環境細菌的污染，在消化道內很快就有大量細菌生長繁殖，逐漸適應定植下來，形成一個微生物群體。研究雛雞、育成雞和成年雞腸道后段菌群的變化，發現雛雞隨日齡增長，雙歧桿菌與大腸桿菌明顯增加，腸球菌與厭氧彎曲桿菌逐漸減少，而乳桿菌、消化球菌、類桿菌、葡萄球菌、芽孢桿菌的變化不大。腸道菌群對腸粘膜上皮細胞有顯著影響，普通雞與無菌雞的小腸長度相當，但普通雞小腸重量大大超過無菌雞。實驗表明，腸道菌群可使腸壁增厚，腸粘膜上皮細胞腺窩深度增加，絲狀分裂活動增強，代謝功能旺盛。正常菌群具有屏障功能。嗉囊中的優勢菌是乳酸桿菌，由于它產生的乳酸和少量的短鏈揮發性脂肪酸，使嗉囊內的酸度下降到pH4.5，有效的控制了嗉囊內微生物的種類。一些研究者用乳酸桿菌活菌制劑飼喂雛雞和成年雞可減少沙門氏菌感染，從而達到預防沙門氏菌感染的目的。而給雞飼喂大量的糞鏈球菌后，則造成雞的生長緩慢，解剖發現雞的十二指腸存在過量的糞鏈球菌，引起雞的營養吸收障礙。腸道內細菌具有分解幾乎所有氮化物的能力，同時也能合成多種氮化物。普通雞比無菌雞能更好的消化飼料中的蛋白質。尤其注意到，排泄于腸道末端和泄殖腔中的尿素氮，通過腸管逆蠕動，轉移到盲腸，盲腸含有的大量尿酸分解菌，對這些內源性氮的再循環利用起到重要作用。2023/10/13反芻動物微生態學一、反芻動物消化道的特點反芻動物消化道結構的主要特點是復胃，如牛羊的復胃有瘤胃、網胃、瓣胃、皺胃組成。前三個胃沒有胃腺，主要靠微生物的發酵作用消化飼料，其中瘤胃最大，占復胃的85%，占動物總重量的20-30%，瘤胃微生物區系極為復雜。只有皺胃有分泌胃液的胃腺。牛羊采食粗料后，先進行咀嚼，形成食團后吞咽入瘤胃浸泡，隔一段時間反芻時逆吐至口腔再反復咀嚼，然后再吞入瘤胃由微生物發酵分解。飼料中70-85%的可消化的干物質和粗纖維在瘤胃被微生物分解。2023/10/13反芻動物胃腸菌群構成及功能

瘤胃內微生物種類繁多，數量巨大。主要是細菌和纖毛蟲，微生物的體積約占瘤胃液的10%，其中細菌和纖毛蟲約各占50%，除此還有各種酵母、螺旋體、放線菌、噬菌體等。瘤胃微生物在反芻動物的糖類、蛋白質和脂肪的代謝中起著極為重要的作用。反芻動物需要的能量主要靠瘤胃內發酵形成的揮發性脂肪酸，飼料中蛋白質則被微生物分解先合成菌體蛋白，再被動物消化吸收。反芻動物需要的維生素B族和維生素K，亦主要由微生物合成。在1克瘤胃內容物中，細菌數約為107—1012，大多數菌種為厭氧菌，也存在一些兼性厭氧菌。主要包括纖維素分解菌、半纖維素分解菌、淀粉分解菌、蛋白分解菌、氨基酸分解菌、脂肪分解菌、利用有機酸的瘤胃細菌、產甲烷菌、合成維生素的細菌等。反芻動物瘤胃中微生物區系、數量受動物的種類、年齡、飼養條件、抗生素、疾病、應激等多種因素的影響。纖毛蟲同樣參與瘤胃內纖維素、半纖維素、果膠、淀粉、氮化合物、脂肪的分解作用。種類多達120多種，每毫升瘤胃液可達200萬個，嚴格厭氧。反芻動物腸道微生物有乳酸菌、雙歧桿菌、腸桿菌等，其中乳酸菌產生抑菌物質，可抑制溶血鏈球菌、肺炎球菌、沙門氏菌、結核桿菌、葡萄球菌等，雙歧桿菌除具有抑菌作用外，還可促進腸蠕動，促進鈣、維生素D的吸收。2023/10/13水生動物微生態學

一、魚類微生態學魚類體表和腸道等處定居著各種各樣的微生物。據研究，魚體表面每平方厘米的粘質層中含有千萬到上億個細菌。淡水魚類以假單胞菌、無色桿菌、氣單胞菌等占絕對優勢，而海水魚類則以無色桿菌、弧菌、假單胞菌、黃色桿菌、微球菌占優勢。魚類胃腸道較短，結構相對簡