人类肠道中生存的微生物群落越来越被认为对人类健康具有深远的重要性。基于这一认识，制造商正在开发旨在促进消费者肠道中有益微生物环境的健康产品，科学家们也致力于更深入地理解微生物与整体健康之间的关系。
为实现这一目标，制造商和科学家采用了多种产品设计和研究策略，从自然材料研究到利用高度复杂的新兴技术。纵观整个行业，我们可以看到许多这些方法正在实际应用中。
植物与饮食
在植物王国中，科学家们发现饮食、肠道微生物和健康之间存在越来越清晰的联系。
在一项最近发表的独特研究中，科学家分析了来自英国和美国的1000多名志愿者在数周内的饮食习惯和肠道微生物。通过研究，他们识别出多种微生物和四类食物：1)健康植物性食物（如菠菜、种子、西红柿、西兰花），2)不太健康的植物性食物（如果汁、含糖饮料、精制谷物），3)健康动物性食物（如鸡蛋、白鱼和油性鱼），4)不太健康的动物性食物（如肉馅饼、培根、乳制品甜点）。科学家发现有利的微生物种类与健康食物（动物或植物）之间存在强关联，而不利的微生物种类则与不健康食物（动物或植物）相关。此外，有利和不利的微生物种类的存在分别与健康或不健康的 cardiovascular health markers（心血管健康指标）相关。
令研究人员惊讶的是，他们发现许多已识别的微生物种类在科学文献中从未被记录过，这强烈表明我们对饮食、微生物组和健康之间联系的了解仍有很大空间。
学生研究基金
每年，乳制品巨头达能北美公司（Danone North America，位于科罗拉多州布鲁姆菲尔德）都会通过学生研究基金的形式扩展其研究管道。这些项目所获取的科学知识——专注于肠道微生物组、酸奶和益生菌——直接支持该公司广泛的益生菌和发酵乳制品组合，并使达能能够在其产品类别中保持科学领导地位，这些乳制品能在人体内发酵并促进理想的微生物群落。
"达能北美研究员基金继续使新兴科学家在理解肠道微生物组、益生菌和酸奶如何支持和维持人类健康与福祉方面取得进展，"该公司科学事务高级经理、注册营养师Kristie Leigh表示。她指出，随着健康与福祉领域的扩展，基金的重点也在变化，近年来对免疫健康的关注日益增加。
此前的达能基金已被授予研究肠道细菌和食物如何影响大脑发育、母亲肠道微生物组如何影响婴儿神经发育，以及在个人24小时周期中是否有特定时间益生菌最能在肠道微生物群落中留存的项目。
今年的基金获得者可以选择研究如益生菌和益生元在肠道中的功能作为心脏病和代谢综合征的调节剂，或早期生命微生物成分是否会影响儿童肥胖等主题。通过每年项目收集的日益增多的研究影响着达能对肠道微生物组的思考方式及其产品开发。
技术创新促进研究
2020年，国际香料香精公司（International Flavors & Fragrances）与杜邦营养与生物科学（DuPont Nutrition & Biosciences）合并，现在统称为IFF Health（纽约市），使这两家公司成为消费品原料领域的全球领导者。他们合并后的投资组合包括IFF香料、香精、特种提取物和杜邦的Howaru益生菌系列产品，确实互为补充。然而，为了进一步加强新业务，IFF Health最近宣布与MRM Health（比利时根特）建立合作伙伴关系，这是一家基于人类肠道微生物组开发治疗方案的公司。
MRM利用先进技术，可以从健康个体的肠道中分离细菌菌株，以创建旨在恢复人类健康细菌群落的配方。由此产生的产品可通过SHIME（人体肠道微生物生态系统模拟器）进行评估，这是一种模拟人体代谢的技术，可提供成分如何与肠道微生物组相互作用的一瞥。
IFF全球研发技术探索和风险投资副总裁Sebastien Guery表示，该技术平台将帮助IFF基于对定义和优化组成的细菌生态系统的更好理解，将新解决方案推向市场，并补充说"这些生态系统有望带来稳健且卓越的功能响应。"
通过与MRM Health的合作，IFF Health目前正在探索益生菌和微生物组与代谢健康、胃肠道疾病、免疫健康以及早期生命中微生物组调节的关系。该研究还将支持对后生元（postbiotics）的日益深入理解，即益生菌在肠道发酵过程中产生的物质。
情绪与睡眠
尽管益生菌和益生元在过去几年中已显示出一些商业成功，但这些成分的市场仍然很大程度上未被开发。许多健康状况可能受肠道影响，理论上，它们可以受到改变肠道细菌群落的可摄入成分的影响。
意识到这一需求和独特的市场机会，成分供应商Optibiotix Health（英国约克）决定将其对益生菌和益生元的研究扩展到情绪和睡眠领域。与南安普顿大学和意大利Edmund Mach基金会合作，Optibiotix正在探索其品牌成分（包括益生元和益生菌）如何支持身体管理睡眠、压力和焦虑。这是基于肠道微生物组与神经生物化学之间假设且经研究的关系。
"睡眠限制和肠道微生物组失调都与代谢紊乱有关联，"该公司研发总监Sofia Kolida博士表示。"该领域的最新研究发现，肠道微生物组在调节不仅是肠道'时钟'，还有我们的昼夜节律方面发挥着重要作用，这是通过胃肠道内产生的代谢物实现的，包括胆汁酸、血清素、多巴胺、GABA、短链脂肪酸和维生素B12。" Kolida表示，这些代谢物中的许多通过调节炎症和细胞代谢来影响压力和焦虑，而这些与心血管健康和肥胖密切相关。
Optibiotix及其研究合作伙伴计划进行双盲、安慰剂对照的人体研究。该公司的标志性成分包括其SlimBiome益生元纤维混合物、WellBiome功能性纤维和矿物质混合物以及LPLDL专利益生菌。
病毒前景
微生物组对人类健康的影响似乎几乎是无限的。越来越多的科学表明，肠道的细菌群落甚至可以影响病毒感染的结果。
今年早些时候，益生菌行业领导者如IFF Health、达能、Lallemand（加拿大米拉贝尔）、ADM（芝加哥）和国际益生菌协会发表了一份关于微生物组和常见病毒感染（包括HIV、HPV、流感、SARS CoV-2和上呼吸道感染）现有研究的联合科学评论。
"通过操纵微生物组来增强抗病毒免疫力的前景很诱人；然而，因果关系在人体受试者中仍有待证实，"他们总结道。
他们写道，肠道微生物组似乎充当一种信号中枢，能够影响宿主代谢、免疫力和对感染的反应。同样，阴道微生物组"与HIV和HPV等病毒病原体高度相关，因此代表了一个新的靶点，可以减轻这些疾病的毁灭性负担。"
尽管益生菌在病毒性腹泻和上呼吸道感染方面已有充分研究，但它们管理病毒感染的能力需要更多研究，但前景看好。
参考文献
- Asnicar F 等人. "1,098名深度表型个体的微生物组与宿主代谢和习惯性饮食的联系。" 《自然医学》(Nature Medicine)，第27卷，第2期（2021年2月）：321-332页
- Harper A 等人. "病毒感染、微生物组和益生菌。" 《细胞与感染微生物学前沿》(Frontiers in Cellular and Infection Microbiology)。2021年2月12日在线发表。
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