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1、2023益生菌预防草酸钙尿石症（完整版）肾结石的患病率在泌尿系统疾病中居第三位，约占15%。肾结石发病率的持续增加很可能是由于所有发达国家饮食习惯（高蛋白、钠和糖饮食）和生活方式（减少体力活动）的改变。所有肾结石病例中约有80%是草酸盐尿石症，其特征还在于复发风险最高。肾结石的频繁复发导致严重的并发症和高昂的治疗费用。不幸的是，目前还没有已知的有效方法来预防尿石症。在与饮食相关的尿路结石病例中，饮食改变可能会防止复发。但是,在某些患者中，这种情况与饮食无关；在这种情况下，有证据支持使用与结石相关的药物。有趣的是，越来越多的证据表明微生物组具有降低患肾绞痛风险的潜力。以前的研究主要集中在使用尿石
2、症患者中的Oxalobacterformigenes。不幸的是,由于其抗生素敏感性和低PH值,这种细菌不是理想的益生菌。因此，后续的研究试图寻找能够降解草酸盐的细菌，重点关注了著名的益生菌，包括乳杆菌和双歧杆菌菌株、迟缓真杆菌、粪肠球菌和大肠杆菌。肾结石的特征是尿路中存在不溶性沉积物，即所谓的结石，会阻碍正常的尿液流动。这些沉积物是尿液中钙、草酸、磷酸盐、尿酸盐和胱氨酸水平升高的结果。不幸的是，在过去30年中，尿石症的发病率急剧增加，这可能是由于环境变化，包括饮食和身体活动不足1o目前，肾结石在最常见的泌尿系统疾病中排名第三2。尿石症的发病率在北美为7%至13%,在欧洲为5%至9%,在亚洲为1
3、%至5%。肾结石最常发生在40-50岁的男性和50-70岁的女性中3,4,5。流行病学数据证实，在尿道中形成沉积物的倾向取决于性别、种族和地理。直到最近，男性患肾结石的可能性是女性的2-3倍。然而，最近的一项分析表明，这种差距正在消失。1970年至2000年间，在美国明尼苏达州，肾结石事件的男女比例从3.1降至1.36。女性肾结石发病率的增加可能是由于生活方式和饮食的改变导致肥胖，这是泌尿道沉积物形成的已知危险因素7.除了广泛发生外，肾结石还具有复发风险高的特点。第一次肾绞痛后的自发性五年复发率为35%至50%8o此外，在未使用后预防的患者中，继发性沉积物的复发率估计为每年10-23%,首次发
4、生后5-10年为50%,20年为75%9o不幸的是，尿石症复发会导致多种并发症的发生,例如肾盂肾炎、尿路感染、肾功能不全,甚至尿路癌10、11.尿路结石在普通人群中的高患病率和高复发率也导致高昂的医疗费用。在美国，2000年尿石症患者的医疗保健总费用约为21亿美元12有趣的是，据估计，到2030年，由于肥胖和糖尿病患病率的上升，这一数字每年将增加12.4亿美元13。如上所述，尿路沉积物的化学成分可能不同；然而，80%的结石是钙基结石，9%是尿酸结石，10%是鸟粪石结石J%是胱氨酸结石14在所有类型的尿钙结石中，50%为草酸钙沉积物，5%为磷酸钙沉积物，45%为两者混合15肾结石形成是一个复杂的
5、多因素过程，取决于内在（年龄、性别和遗传）和外在（地理、气候、饮食、矿物质成分和水摄入）因素16肾结石发展的常见危险因素见表格1.重要的是，令人不安的流行病学数据表明存在尿石症发展的其他危险因素。在过去的15年里，美国肾结石的发病率翻了一番，使其患病率与糖尿病相当。这一增长主要发生在儿童和妇女中。尿石症发病率的这些惊人变化有助于寻找肾结石的新决定因素。此外，还研究了抗生素及其对肠道和泌尿道微生物组组成的影响。流行病学分析表明，30%的患者每年至少服用一种抗生素，之前的研究已将口服抗生素的使用与儿童和成人肾结石患病率增加联系起来22,23有趣的是，Ferraro等人。24证实了接触抗生素与尿液化
6、学成分变化之间的关系。暴露于抗生素至少两个月会导致尿液PH值和尿液柠檬酸盐水平降低，这表明肾结石的肠道和泌尿道之间存在复杂的相关性24这些结果得到了Stern及其同事的证实25遗传性高尿钙结石大鼠的特征是尿液PH值和尿液柠檬酸盐水平降低25。米勒等。26证实了以前的报告，这些报告发现多物种细菌网络，例如包含瘤胃球菌，OscillospiraxDesulvovibrio和Methanobrevibacter维持草酸盐稳态26o因此，本研究旨在确定与对照组相比，肾结石患者肠道微生物组的独特变化。获得的结果显示，与对照组相比，拟杆菌在肾结石组中的丰度是对照组的3.4倍,而普氏菌在对照组中的丰度是肾结
7、石组的2.8倍27。因此，目前的结果表明存在肠-肾轴作为肠道微生物组、肠道代谢物和尿液化学之间的通路，这决定了人类的健康和疾病24.当尿液中的溶解物质（如钙、草酸盐和尿酸）多于正常情况下可溶解的物质时，就会形成肾结石28o泌尿道沉积的机制介绍于图1.尿液中的钙含量取决于饮食中的钙含量以及代谢途径的正确功能；例如，钙摄入量低时，尿液中钙含量增加可能是骨吸收增加的结果。反过来，尿液中的草酸盐主要来自内源性代谢过程，尽管另一个来源可能是肠道中草酸盐的吸收增加以及伴随的钙摄入量增加29、30o有趣的是，膳食草酸盐可能占每日尿液中草酸盐排出量的近50%o此外，草酸钙结石在草酸盐升高的情况下更容易形成，即
8、使钙没有升高也是如此31.因此，大多数减少肾结石复发的研究都集中在减少草酸盐的摄入量上。目前，除了改变饮食之外，还没有有效的方法来降低结石形成者尿液中的草酸盐水平。对粪便样本的分析表明，复发性特发性钙结石患者的粪便微生物多样性低于对照组。特别是，这些样品的特点是能够降解草酸盐的细菌含量低32因此之前的研究表明，益生菌,尤其是O.formigenes,Lactobacillussppo和双歧杆菌spp.可以降解胃肠道中的膳食草酸盐，使其被吸收，可能有助于降低尿液中的草酸盐水平33o*jCa2*nucleusfonwuionCyuigrowthCryUaIagxegaton在过饱和尿液中，钙和草酸
9、盐结合形成最初微小的不溶性晶体。这是沉积物形成（核形成）的第一阶段。然后，单个微晶结合成更大的形式（晶体生长），这些微晶又可以聚集在一起形成大而稳定的沉积物（晶体聚集）34z35在下一阶段,晶体与肾小管上皮细胞相互作用。晶体-细胞相互作用导致晶体从细胞的基底外侧移动到基底膜36受伤的细胞释放物质，例如凝血酶原1的肾片段或其他诱导晶体聚集的阴离子蛋白37.此外，受伤的细胞可以反转它们的细胞膜，这对泌尿环境是阴离子的，并且充当晶体粘附的地方。倒置的细胞膜使其他晶体很容易附着38.暴露于草酸钙晶体会诱导肾上皮细胞的氧化应激。此外，草酸钙影响肾上皮细胞膜的组成和功能。草酸钙晶体破坏紧密连接和细胞膜的极
10、性,细胞膜将基底外侧或紧密连接区的成分运送到细胞的顶端表面，进而导致细胞膜破裂和细胞内有机物的释放物质。受损的肾小管上皮细胞也表现出透明质酸、骨桥蛋白和CD44等晶体粘附分子的表达增加，这些分子促进晶体粘附和保留。内吞晶体对线粒体功能产生不利影响，392 .产甲酸杆菌21产甲酸杆菌的特征OXalObaCterfc）rmigenes包括固定的、不形成泡子的、专性的、厌氧的、革兰氏阴性杆菌,它们栖息在人类结肠和反刍动物的瘤胃中。它是Allison及其同事于1985年发现的40。0.formigenes的特征在表2.由于草酸盐用作碳和能量的唯一来源，0.formigenes被称为专业的草酸营养菌。因
11、此，这种细菌可以降解摄入的草酸盐并减少肠道吸收，并刺激结肠中草酸盐的排泄，从而在其存在于肠道微生物群中时防止高草酸尿症41,42o假设每克粪便中的O.formigenes细胞数为107,并且估计该环境中草酸盐降解过程的效率为每小时每克粪便0.1-4.4nmol43o然而，先前的研究表明，O.formigenes的流行在一般人群中有所不同。一项流行病学研究表明，0.formigenes定植与个体年龄相关，儿童检出率达到100%,成人检出率仅为40-60%44。有趣的是,Sidhu等人。45发现从新生儿和9个月以下婴儿收集的粪便中没有0.formigenes,但在爬行年龄儿童的粪便中可检测到这种细
12、菌。几乎所有6至8岁的儿童都有定植，但年龄较大儿童的定植率降低到成人人口中的定植率（约70%）450.formigenes的这种变异定植可能是由于细菌对抗生素高度敏感，而抗生素的使用在老年人群中更为常见。先前的研究表明，显着降低的0.formigenes肠道定植水平与抗生素和其他药物的使用增加有关，特别是在治疗囊性纤维化、炎症性肠病、克罗恩病和空肠回肠旁路手术时44、45.表2Oxalobacterformigenes的特征。产甲酸草杆菌特征描述杆状形态学产甲酸草杆菌革兰氏染色革兰氏阴性机动性不动的抱子形成不形成泡子厌氧/好氧专性厌氧菌在单独的窗口中打开CLformigenes代谢草酸盐的能力
13、可能归因于两种酶的存在，即甲酰辅酶A转移酶和草酰辅酶A脱竣酶。0.formigenes通过由OXlT编码的OxFT转运体吸收草酸盐。这种运输依赖于细胞外草酰乙酸的摄取，以换取从细胞中释放的甲酸盐。在细菌细胞中，甲酰辅酶A转移酶（由fcr编码）通过添加辅酶A分子激活草酸盐，形成草酰辅酶Ao然后，草酰辅酶A被草酰辅酶A脱竣酶（由OXC编码）脱竣。草酰辅酶A脱竣酶产生CO2和甲酸盐，OXrr使用它们来运输草酸盐。草酸盐脱竣产生质子泵梯度，诱导ATP产生，并与草酸盐-甲酸盐转运相结合46草酸盐代谢存在于图2.IIIlIlIlIlIIld草酰辅酶A脱竣酶，Frc甲酰辅酶A转移酶。2.2. Oxaloba
14、cterformigenes和肾结石课程先前的分析表明，尿液中高达40%的草酸盐可能来自肠道。这些结果表明，限制草酸盐在肠道中的吸收对于最大限度地降低发生或复发尿路结石的风险可能很重要47。0.formigenes通过降解膳食草酸盐来调节腔内草酸盐的可用性，使用草酸盐作为必需的能量来源，从而减少肠道草酸盐吸收和尿液排泄48因此，可降解草酸盐的0.formigenes限制了草酸盐在肠道吸收中的可用性。然而，0.formigenes的肠道定植不影响与尿石症发展相关的其他因素，例如尿液中钙、尿酸、钠、柠檬酸盐和镁的浓度47o哈奇等人。48表明0.formigenes也可能通过诱导肠道草酸盐分泌与结肠
15、粘膜发生生理相互作用，从而进一步减少尿液中的草酸幼杼世48。这种分解草酸盐和减少尿液草酸盐排泄的能力表明，0.formigenes在治疗和预防草酸盐肾结石方面的可能临床应用。不幸的是，成分分析并未证实0.formigenes的存在在市场上出售的益生菌中，在其成分中说明了这种细菌。这表明生产含有0.formigenes的产品具有挑战性49o制造含有0.formigenes的益生菌的困难可能是由于其对氧气和低PH值的敏感性、生长对草酸盐的严格需求以及对益生菌产品制造、储存和分销中通常涉及的过程的不耐受。然而，最近的结果表明，0.formigenes的各个菌株对上述应激刺激的抵抗力可能不同50o分子
16、分析表明，一些0.formigenes菌株可以耐受缺乏草酸钙。某些细菌的长期饥饿会导致静止期(GASP)的生长优势。GASP表型由稳定的突变产生,这些突变提供了在饥饿期间生存的改进能力，并暂时从其他化合物的转化中获得能量。同样，由于超氧化物歧化酶的存在,一些O.formigenes菌株显示出暂时适应有氧条件的能力50o因此，0.formigenes是一种广泛研究的用于预防尿石症的细菌，并且已经进行了广泛的研究以寻找对益生菌的生产条件具有抗性的菌株。另一方面，之前的一项研究表明，0.formigenes的给药方式决定了其在肠道定植方面的有效性。在健康成人中观察到成功且持久的定殖，其中0.form
17、igenes被配制成涂有草酸钠负载的火鸡三明治51,而0.formigenes的肠道定植以冻干形式或作为对原发性高草酸尿症患者使用冷冻细胞糊剂是不成功的52.因此，有必要进一步详细研究单个0.formigenes菌株对生产条件的敏感性。先前的研究表明，喂养含有0.57.5%草酸盐的饮食的老鼠被0.formigenes定植，其特征是与采用相同饮食的未定植大鼠相比，尿草酸盐水平降低48、53、54o应该记住的是，由于胃的PH值较低，口服0.formigenes的剂量限制了最终肠道定植的速度和有效性，这被认为是摄入细菌在肠道中存活的主要障碍.因此，对不同剂量的0.formingens(1103J10
18、5J107J109CFU),给予富含草酸盐饮食的受试者，表明尿草酸盐提取物的减少水平与细菌剂量成正比54同样，人类研究证实，每天摄入OJormigenes可导致饮食中草酸钙含量高的患者的尿液草酸盐水平降低51,52。富含草酸盐饮食的受试者尿草酸盐水平降低在体内证实了0.formigenes可能是一种有效的益生菌，可预防泌尿道沉积物的形成。不幸的是，尽管在所提出的两项研究中都取得了统计学上的显着差异，但结果的特点是确定性程度较低，因为研究组由少数患者组成Duncan的研究中有4名，Hoppe的研究中有9名51z52o另一方面，一项涉及35名首次草酸钙结石形成者和10名对照受试者的研究证实，尿石症
19、患者的特点是O.formigenes肠道定植水平低于健康志愿者。肠道0.formingens与对照组的60%相比,只有26%的结石形成者检测到。尽管获得的结果显示两组的平均尿草酸盐排泄量相似（38.6毫克/天对40.8毫克/天），但在结石患者中,OJormigenes阴性患者的尿草酸盐浓度高于测试患者阳性，这清楚地证实了0.formigenes在体内草酸盐降解中的作用49同样,Siener等人。55还证实，尿石症患者的特征是低水平的0.formigenes定植。在37名患者中，只有11名是0.formigenes-积极的。此外，没有0.formigenes的患者的平均血浆草酸盐浓度比有这种细菌
20、的患者高出三倍多55考夫曼等人。56还表明，与健康受试者相比,患有肾结石疾病的成年人的肠道0.formigenes定植较少，尿液中草酸盐的消耗可能取决于细菌定植56o这是第一项在受控条件下进行的大型研究（247名草酸钙结石复发患者和259名对照）,以可靠地证实Oformigenes的潜力在预防尿石症方面。有趣的是，Kaufman及其同事的其他分析表明，研究人群中0.formigenes定植的流行取决于结石复发率56oSiener及其同事55发现，0.formigenes定植在一次、两次至四次和超过四次结石发作的患者中分别为67%、33%和16%55o因此,O.formigenes的肠道定植可能
21、导致结石病复发风险降低70%55、56,并且肠道再定植可能有效减少尿石症的发展和复发。不幸的是，一项动物研究报告说，0.formigenes定植是短暂的。草酸盐去除后5到10天，通过聚合酶链反应（PCR）无法检测到O.formigenes的粪便种群。然而，如上所述，定植效率也可能受到选择合适的0.formigenes菌株的影响，即耐氧气和低PH值的菌株，以及选择合适的方法行政。另一方面，采用富含草酸盐饮食的慢性高草酸尿症动物在开始补充0.formigenes后两天内显示尿草酸盐减少54.这些结果证明了0.formigenes在降低尿液草酸盐水平方面的高效性。然而，这种细菌在肠道中的暂时定植意味
22、着为了持久降低发生尿石症的风险，可能需要持续或重复治疗。此外,流行病学研究表明，0.formigenes在发达国家的流行率低于发展中国家。0.formigenes在美国人口中的发生率估计为31-38%,而在印度，这一数字为60-77%57.58、5900.formigenes水平的这些差异个体之间的肠道定植可能是由于不同的医疗实践。迄今为止进行的研究表明，0.formigenes对抗生素的使用具有高度敏感性53、60o一项比较分析表明，0.formigenes在委内瑞拉的Yanomami-Sanema和Yekwana族裔的美洲印第安人和坦桑尼亚的Hadza中的流行率高于美国成年人。所分析的部落
23、的特点是普遍缺乏与现代医学实践的联系，包括抗生素治疗61。一项人体研究证实，使用抗生素根除幽门螺杆菌会导致0.formigenes丢失治疗后至少六个月定植60、62o因此，抗生素可能会影响肠道中的细菌数量，这反过来又会导致经常接受抗生素治疗的人患肾结石的风险增加。除抗生素外，0.formigenes的定植水平还取决于饮食。姜等。63发现饮食中钙和草酸盐的含量会影响细菌的数量。11个0.formigenes阳性和11个0.formigenes阴性患者的饮食控制了钙和草酸盐含量。在第一阶段，膳食草酸盐的摄入量有所不同（第一周每天50毫克，第二周250毫克，第三周750毫克），而钙的摄入量固定为每天
24、IOoo毫克。在第二阶段，膳食钙的摄入量有所不同（第一周每天400毫克，第二周1000毫克,第三周2000毫克），而草酸盐固定在每天250毫克。测试表明，当膳食草酸盐增加15倍时，0.formigenes的平均水平增加10倍，而0.formigenes含量随着钙摄入量的增加而减少63o0.formigenes的敏感性选择抗生素和饮食是限制使用这种细菌预防尿石症的重要因素。然而，在抗生素治疗后制定有效的0.formigenes给药方案和改变饮食习惯可能会对0.formigenes预防尿路沉积物形成的有效性产生积极影响60,61,63。然而，对尿路结石患者肠道菌群组成分化的研究表明，抗生素治疗促进
25、尿石症的发展不仅是由于0.formigenes定植的减少，而且还通过改变整个肠道的组成微生物区系。肠道微生物组是一个复杂的生态系统,拥有大量物种，包括代谢草酸盐的细菌，它们在彼此之间建立复杂的功能网络。通常，肠道在草酸盐的代谢中起着重要作用，草酸盐可降低肾结石形成的风险。肠道和肾脏之间的关系被称为肠肾轴64.在尿石症过程中观察到的高草酸尿症可能会增加肠道通透性这一事实强调了肠-肾轴在尿石症发展中的重要性。伴随尿石症而来的肠道微生物区系紊乱会导致肠道屏障受损。肠道通透性增加促进细菌废物的移位，从而诱导对肠道和泌尿道中正在发生的炎症的反应65之前的一项分析表明，形成肾结石的人的特征是微生物失调，包
26、括异常丰富的真细菌、古细菌、真核生物甚至真菌。除了O.formigenes,迄今为止的研究还表明瘤胃球菌和OSCilloSPira是肠道草酸盐稳态异常的原因66宏基因组学分析表明，结石者的粪便微生物组表现出生物多样性和数量减少。肾结石患者的特征是选择性耗尽FaecalibacteriumprausnitziixPrevotella、Dialister、Dorea和Enterobactero此夕卜，高SutterellaxVeillonella和Peptococcus丰度与尿草酸盐排泄显着相关64,另一项研究表明，可能导致肾结石发作的微生物组变化与乳杆菌的消耗和致病性肠杆菌科的数量增加有关66o
27、因此,即使0.formigenes在肠道微生物组受损的患者中有效定植肠道,也可能无法有效预防尿石症，肠肾轴的正常功能可能不仅仅取决于0.formigenes的存在。重要的是，上述关于使用含有0.formigenes的制剂预防尿石症的有效性的差异可能是由于整个肠道微生物群的紊乱，而不仅仅是OJormigenes的肠道定植，尽管这需要进一步分析64.有趣的是，由于0.formigenes分解草酸盐的出色能力,这种口服益生菌形式的细菌已成为临床试验的对象。I期临床试验表明，使用含有0.formigenes的OXabaCt0C5制剂每天两次治疗八周没有减少诊断为原发性高草酸尿症患者的尿草酸盐排泄。然而
28、，尿草酸盐排泄与尿肌酊排泄比率的额外分析显示，与安慰剂组相比，治疗组在治疗八周后显着增加。不幸的是，尽管III期临床试验表明Oxabact0C3为期24周的治疗对原发性高草酸尿症患者是安全且耐受性良好的，但未发现该治疗对尿草酸盐水平或尿尿草酸盐比值的影响。草酸盐排泄与尿肌酊排泄67、68、69以前使用0.formigenes预防尿石症的研究总结见表3.3 .乳酸菌属。3.2. 乳酸杆菌属的特征。乳酸杆菌是革兰氏阳性、不形成抱子的棒状杆菌，大量存在于人体肠道中。乳酸杆菌属的特征。出现在表4.乳酸菌属通常被认为是一种具有发酵代谢的耐氧厌氧菌。乳酸杆菌是同型发酵或异型发酵细菌。乳杆菌作为同型发酵细菌
29、，通过糖酵解途径将己糖代谢为乳酸，而作为异型发酵细菌，它通过磷酸酮醇酶途径将己糖代谢为乳酸、CO2和乙酸或乙醇70o此外，乳酸菌被称为通才草酸菌，因为与0.formigenes相比，它们可以使用除草酸盐之外的一系列能源生长71.这些细菌被美国食品和药物管理局（FDA）批准为一般认为对人类消费安全（GRAS）。因此,它们已被广泛用作促进人类健康的益生菌72o乳酸菌属是肠道微生物组的重要组成部分，参与预防和治疗肠易激综合症、炎症性肠病（植物乳杆菌）、急性腹泻（干酪乳杆菌）、泌尿生殖系统疾病、牖齿和食物过敏症（乳杆菌）0罗伊氏杆菌），以及预防幽门螺杆菌和艰难梭菌（干酪乳杆菌、罗伊氏杆菌）73,74,
30、75,76,77o表4乳酸杆菌属的特征。乳酸菌属特征描述形态学杆状革兰氏染色革兰氏阳性机动性不动的胞子形成不形成泡子厌氧/好氧兼性厌氧过氧化氢酶过氧化氢酶阴性在单独的窗口中打开L.casei改善身体对葡萄糖和体重增加的反应,因此可用于II型糖尿病治疗78有趣的是，越来越多的证据表明某些益生菌物种，包括干酪乳杆菌、瑞士乳杆菌和鼠李糖乳杆菌，可以调节情绪、增强抗压能力和缓解焦虑79。最近的研究还表明乳杆菌属的参与。预防肾结石80o32乳酸杆菌和肾结石预防先前的体外研究表明，只有一些乳杆菌和双歧杆菌菌株具有提供草酸盐降解能力的OXC样基因。因此，这些物种的各种菌株显示出高度可变的草酸盐降解能力81、
31、82、83o分子分析表明，在嗜酸乳杆菌NCFM和L.gasseriAM63T中鉴定出编码功能性草酸盐降解酶的frc和OXC基因。Oxc和frc表达在酸性条件下在草酸盐存在下作为操纵子被诱导71,84o此外，墨菲等人。85表明,在各种分析菌株中，只有L.animalis223C、L.animalis5323、L.murinus1222和L.murinus3133显示出体外分解草酸盐的能力。然而，一项动物研究证实，在所研究的菌株中，只有L.animalis223C和L.animalis5323减少了体内草酸盐排泄85。这些结果证明乳酸菌菌株显示出降解草酸盐的能力,因此具有临床应用的潜力。此外，体外
32、和体内试验结果之间的不匹配强调体外草酸盐降解不能反映细菌在肠道定植后在体内代谢草酸盐的能力，并且证明给定细菌在临床环境中的功效需要长期-术语研究。随后的体外研究证实，Lacidophilus.LgasserixLsalivariusAB11sL.fermentumTY12和Lfermentumsp.xWeissellaconfuse和W.cibaria的五株菌株均表现出草酸盐降解能力。然而，只有L.acidophilus.L.gasseri和L.salivariusAB11的特点是对上皮细胞具有良好的粘附性和强大的抗菌活性。此外，这些乳杆菌菌株还表现出对卡那霉素、利福平和氨节青霉素的抗性，但对
33、氯霉素和红霉素敏感。因此，这些菌株可能是预防高草酸尿症的良好屎选益生菌，对于最近接受抗生素治疗的患者也是如此86此外，Giardina等人。87发现植物乳杆菌PBS067和嗜酸乳杆菌LA-14不仅具有分解草酸盐的能力，而且还可以调节与人体胃肠道中草酸盐积累相关的炎症介质的释放。植物乳杆菌PBS067.短双歧杆菌PBS077和长双歧杆菌PBS108增加了IL-4、IL-10、IFN-Y和IL-12p70的产生。用这些益生菌治疗不仅有助于草酸盐的活性降解，而且还通过刺激细胞因子的产生减少了与草酸盐积累相关的炎症事件的数量。因此，这种疗法可能被认为是一种用于预防和治疗肾结石的创新生物学工具87筛选不
34、同益生菌菌株的体外能力表明，副干酪乳杆菌LPC09(DSM24243)具有最高水平的草酸盐降解活性(分解68.5%的IomM草酸镇)oL.gasseriLGS01(68.4%)、L.gasseriLGS02(66.2%)、L.acidophilusLA07(54.3%)和L.acidophilusLA02(51.4%)在体外分解草酸镀的能力略低。在其他研究的细菌菌株中,罗伊氏乳杆菌LREo3、罗伊氏乳杆菌LRE02和鼠李糖乳杆菌LR06降解了培养基中超过20%的草酸盐。这些益生菌的一个不可或缺的优势是它们已被FDA归类为可供人类食用的GRASo因此，只需通过临床试验证实其在体内降解草酸盐的能力
35、即可。这可能允许将经过测试的益生菌的使用扩展到预防尿石症83。随后对体外草酸盐降解的评估证实，嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、短乳杆菌、嗜热链球菌和婴儿双歧杆菌可用作潜在的益生菌菌株。嗜酸孚用菌其特点是10mM草酸镇(11.8%)的分解百分比最高，而短乳杆菌的分解百分比最低(0.9%)o嗜热链球菌和婴儿双歧杆菌分别降解了2.3%和5.3%的草酸镀80o其他能够减少肠道草酸盐吸收的细菌是干酪乳杆菌HY2743和干酪乳杆菌HY720188o一项动物研究证实，与不含乳杆菌的组相比，用干酪学Lff菌HY2743和干酪乳杆菌HY7201治疗的大鼠尿草酸盐排泄减少补充。此外，对大鼠肾脏进行的显微镜检查证实，干酪乳
36、杆菌HY7201治疗组的晶体丰度低于对照组,证实了受试益生菌在预防泌尿道结石形成方面的有效性89o其他体内研究表明，给予益生菌植物乳杆菌N-1（LPN1）在乙二醇诱导的高草酸尿开始前4周，抑制了肾脏中草酸盐沉积的发展。此外，接受LPN1预防性干预的大鼠尿液中草酸和肾骨桥蛋白和CD44的表达减少,并且由于LPS（脂多糖）和TLR4（Toll样受体）减少，乙二醇诱导的肠炎和屏障功能得到改善4）/NF-KB（活化B细胞的核因子kappa-轻链增强子）血清信号和结肠密蛋白-2的上调。此外，它们还显示出短链脂肪酸（SCFA）的产量增加以及大量有益的SCFA产生细菌,主要来自毛螺菌科和瘤胃球菌科家庭。因此
37、，观察到LPN1益生菌可以通过调节肠道菌群和改善肠道屏障功能来预防乙二醇诱导的高草酸尿症90o与O.formigenes类似，乳酸杆菌菌株已在临床试验中得到广泛测试。由于迄今为止进行的研究表明多菌株益生菌似乎比单一菌株更有效，因此对具有预防尿石症潜力的益生菌的临床研究主要包括各种益生菌的混合物。然而，应该记住的是，目前尚不清楚细菌混合物的疗效提高是由于菌株之间的协同相互作用，还是某些研究中使用的益生菌剂量较高的结果91o坎皮耶里等。80发现冷冻干燥的乳杆菌菌株（嗜酸乳杆菌，植物乳杆菌和短乳杆菌、婴儿双歧杆菌和嗜热链球菌以8X1011CFU的日剂量给药，导致尿液中草酸盐排泄显着减少，即减少约40
38、%（55.519.6毫克/24小时减少到35.515.9毫克/24小时）,在6名患有特发性草酸钙尿石症和轻度高草酸尿的患者中，经过4周的益生菌治疗80同样，对于患有慢性脂肪吸收不良、草酸钙结石和高草酸尿症的患者，使用含有嗜酸乳杆菌、婴儿双歧杆菌、嗜热链球菌和短乳杆菌（按1:1:4:4的重量混合并制成含有21011个细菌/1g制剂的颗粒）与尿草酸盐排泄减少有关。此外，尿液中草酸盐的排泄取决于服用的益生菌剂量；10位患者接受了递增剂量的OXadroP-4、8和12克一每人一个月（总治疗时间为三个月）。每天服用4克OXadroP可减少19%的尿液草酸盐排泄;当每天服用8克时，这一比例增加到24%92
39、因此，似乎Oxadrop可有效降低肾绞痛再次发作的风险。另一方面在一项随机、安慰剂对照试验中在益生菌治疗28天或56天后,没有观察到OXadroP对轻度高草酸结石形成者尿草酸盐排泄的影响93、94o此外，Lieske等人。93发现Oxadrop和Agri-KingSynbiotiC（美国伊利诺伊州富尔顿）含有粪肠球菌、酿酒酵母亚种。布拉迪和酿酒酵母不影响限制草酸盐饮食的患者的尿草酸盐水平。获得的结果表明，与测试的益生菌相比，饮食在预防尿结石形成方面更有效93o同样，在使用Oxadrop制剂进行为期五周的治疗的情况下，每天81011CFU（4克/天）的剂量对20名服用草酸盐的健康志愿者的尿液和血
40、浆草酸盐水平没有影响。六周的丰富饮食95这些差异可能是由于测试资格程序的严格性和控制测试过程的方法造成的。费拉兹等人。96表明,另一种含有干酪孚Lff菌的乳酸菌混合物和B.breve可能会减少七名结石形成患者的尿液草酸盐排泄；然而，提取水平可能取决于膳食草酸盐的摄入量，即草酸盐摄入量低时，尿草酸盐水平的降低可能不如饮食富含草酸盐的患者显着96o双歧杆菌的有益作用。和乳杆菌属。在VSL#3（Sigma-Tau制药公司,美国马里兰州盖瑟斯堡）的研究中也得到证实。这种益生菌补充剂由冻干的活乳酸菌培养物组成，包括嗜热链球菌、三种双歧杆菌菌株（短双歧杆菌）、B.Iongum和B.infantis）,以及
41、四种乳酸菌菌株（L.acidophilusxL.plantarumsL.paracasei和L.delbrueckiisubsp.Bulgaricus）每袋VSL#3含有4500亿个活细菌。草酸盐吸收水平高的患者每天摄入一包VSL#3达四个星期，导致胃肠道草酸盐吸收减少,因此可以降低肾结石的风险97o此外，Al-Wahsh等人。97证实，在VSL#3治疗后,采用高草酸盐饮食（每天176毫克草酸盐）的11名健康非结石形成者的特征是尿草酸盐减少和草酸盐吸收增加。然而，对两种不同剂量的制剂（一袋和两袋）的有效性进行的比较分析表明没有显着差异97。应该注意的是，关于VSL#3有益效果的研究仅限于一个小
42、的研究小组。因此，有必要进行大规模的随机对照试验来证实目前取得的结果。以前关于使用乳杆菌属的研究的总结。在预防尿石症方面介绍了表5.4 .双歧杆菌属。4.1 .双歧杆菌的特性双歧杆菌于1899年首次从母乳喂养婴儿的粪便中分离出来98。双歧杆菌是革兰氏阳性、不形成泡子的棒状杆菌，大量存在于人体肠道中。双歧杆菌属的特征。出现在表6.这些细菌被FDA批准为人类食用的GRASo因此，它们被广泛用作促进人类健康的益生菌99。大量研究发现，人体大肠中双歧杆菌的存在为人体健康提供了许多益处。双歧杆菌可用于结肠转运时间长的老年人的便秘治疗100。在乳制品中添加大量消化乳糖的培养物，包括双歧杆菌属,也可能有助于
43、减轻乳糖不耐症的症状101有趣的是，一些双歧杆菌属显示出在其细胞膜中储存胆固醇的能力。因此，这些细菌,包括B.animalis亚种。乳酸菌和嗜酸学Lff菌可能有助于降低血浆胆固醇102此外，先前的研究表明双歧杆菌可能参与胃肠道中的草酸盐降解。由于。XC编码的草酰辅酶A(CoA)脱竣酶活性，某些双歧杆菌菌株可能会降解草酸盐，这是草酸盐降解过程的关键，并催化草酰辅酶A脱竣为甲酰辅酶A103o表6双歧杆菌属的特征。双歧杆菌属特征描述形态学类似树枝的双叉或不规则V形或Y形杆革兰氏染色革兰氏阳性不动的机动性双歧杆菌属胞子形成不形成泡子厌氧/好氧厌氧的过氧化氢酶过氧化氢酶阴性在单独的窗口中打开4.2 .双
44、歧杆菌与肾结石预防除了众所周知的乳杆菌益生菌，双歧杆菌的其他益生菌菌株也显示出降解草酸盐的能力。分子分析确定了一些双歧杆菌物种中的OXC和frc同系物,包括B.animalis亚种。LactisxB.dentiumxB.gallicumsB.Pseudocatenulatum和B.pseudoIongum,表明这些细菌可能具有分解草酸钙的能力。体外研究表明，在12种研究的细菌菌株中，B.Iactis从酸奶中分离出来的DSM10140显示出最高的草酸盐降解活性(降解60.6%的可用草酸盐)。其他具有高草酸盐降解活性的细菌菌株是青春双歧杆菌MB238(可用草酸盐的57%动物双歧杆菌ATCC2753
45、6(49%)、短双歧杆菌MB283(37.8%),长双歧杆菌MB282(35.2%),和长双歧杆菌ATCCI5707(35%)菌株分析还表明，几种双歧杆菌的草酸盐降解能力具有菌株特异性。B.breveMB283降解了37.8%的可用草酸盐，而B.breveMB151仅降解了1%103有趣的是，在这种情况下B.brevePBS077和B.IongumPBS078zGiardina等人。87报道说，这些细菌可以降解草酸盐，并通过调节促炎和抗炎细胞因子的产生来调节与胃肠道中草酸盐积累相关的免疫反应。发现这种免疫调节有助于减少与草酸盐积累相关的炎症事件87o在另一项研究中，筛选不同双歧杆菌菌株的体外代
46、谢草酸盐的能力表明，短双歧杆菌BR03降解28.2%的草酸盐，动物双歧杆菌一27.7%,长双歧杆菌BL0325.3%,以及乳酸双歧杆菌BA0515.5%83o另一种能够在体外降解草酸盐的双歧杆菌物种是婴儿双歧杆菌，其显示出约5%的可用草酸盐降解。此外，与测试的其他益生菌（嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、短乳杆菌和嗜热链球菌）不同，只有婴儿双歧杆菌在含草酸盐的培养基中表现出良好的降解活性和快速生长80因此，婴儿双歧杆菌更容易定植于易形成尿路结石的患者的肠道。此外，使用具有高草酸盐降解活性但在高草酸盐浓度条件下生长缓慢的益生菌混合物可能有助于草酸盐降解的快速增强80因此，当在已知的能够分解草酸盐的益生菌中
47、寻找细菌时，应该记住，所选菌株的特征必须是在高浓度草酸盐的环境中分解和生长的能力，以及抗性到抗生素治疗。与乳杆菌一样，双歧杆菌在体外分解草酸盐的能力并不能保证其在体内降解。因此，应进行动物和临床试验，以验证所选双歧杆菌菌株在降低尿石症发展风险方面的潜在有效性。一项动物研究证实B.animalis亚种。LactisDSM10140能够降解草酸盐。肝丙氨酸-乙醛酸转氨酶缺陷的小鼠（Agxt-原发性高草酸尿症的小鼠模型前益生菌治疗后的野生型小鼠,喂食补充草酸盐的饮食，显示出增强的降解膳食草酸盐的能力，从而限制其在肠道中的吸收并减少尿液中草酸盐的排泄。B.动物亚种。LactisDSM10140定植在野
48、生型小鼠中的水平高于基因敲除小鼠。然而，定植动物的肠道草酸盐净分泌量没有显着变化。因此,这些结果表明用B.animalis亚种定植。乳糖通过降解膳食草酸盐来减少尿草酸盐排泄，从而限制其在肠道中的吸收,但它不会促进肠道草酸盐排泄,如O.formigenes的情况。104o哈奇等人。105表明，与治疗前的相同小鼠相比，人类草酸杆菌菌株、HC-1和动物双歧杆菌的联合给药减少了Agxt基因敲除小鼠的尿液草酸盐排泄。然而，接受联合接种的小鼠的尿草酸盐排泄量比仅接受HC-1的小鼠少16%,这证实了表明草酸杆菌的结果菌株最适合分解草酸盐。此外，获得的结果表明，将这些菌株包含在益生菌混合物中可能会对它们分解草酸盐的能力产生不利影响。因此，自相矛盾的是，由不同菌株组成的组合物，每一种都单独表现出草酸盐代谢活性，可能被证明是无效的105o不幸的是，迄今为止只进行了一
