鑽石投資分析室分析師 江建豪

如何讓益生菌「長宿」（Colonization）於宿主體內，是目前腸道研究最重要的課題之一，本（5）月初《Science》登載美國加州理工學院生物與生物工程學系教授馬茲馬尼安（Sarkis Mazmanian）的突破性研究，揭示益生菌能夠長期穩定存在於腸胃道，主要是因為細菌表面上的特定莢膜多醣(Capsular Polysaccharide)與宿主腸道黏膜上分泌的IgA 抗體(免疫球蛋白A)結合，進而使菌體群落聚集於腸道黏膜，最終形成益生菌的長期存活。

傳統認為IgA主要為幫助宿主對抗外來病源菌的第一道防線，然而本篇研究為IgA提出了一全新的重要角色，無疑為人體與微生物之間懸而未解的共生機制提供了重要的線索。

馬茲馬尼安團隊長期研究一種大量存在於許多哺乳類動物的腸道益生菌-Bacteroides fragilis (脆弱擬桿菌)，試圖了解在不斷變化的腸道環境下此菌仍能長期存在的機制為何。脆弱擬桿菌又被稱為二代益生菌，許多研究指出此菌能有效地減輕腸道發炎症狀(IBD)與多種人體過敏現象。

有趣的是，人類在孩童期時就會與特定的脆弱擬桿菌菌株建立共生，並終其一生保持此共生關係，此長期共生現象激起了馬茲馬尼安的強烈興趣。他首先透過電子顯微鏡發現脆弱擬桿菌會大量群聚出現在腸黏膜表面，而群聚外有一圈緻密的包裹結構，經分析包裹結構確認了主要成分為IgA。

為了解IgA在此扮演的角色與重要性，馬茲馬尼安進一步以正常或剃除IgA的無菌鼠(Germ-free mice)做驗證，當同時给兩種小鼠餵食脆弱擬桿菌後，只有能正常表現IgA的小鼠腸道能使脆弱擬桿菌定著，反之剔除IgA的突變小鼠則無法使脆弱擬桿菌成功定著。而分析IgA所結合的菌體結構，確認為特定的胞外莢膜多醣，此莢膜多醣的形成受到細菌體內ccf 基因群的調控，若將ccf基因群剔除，則脆弱擬桿菌將無法產生莢膜多醣，後續的菌體聚集與定著也不會發生。

此研究成果讓本應是防禦病原體入侵人體的IgA，搖身一變成為幫助益生菌長宿的重要角色，這或許是腸道菌與其宿主數萬年共演化下互利共生所形成的羈絆，但究竟有多少的益生菌是利用此機制長宿於腸道，或是腸道菌相是否會因IgA特異性不同而造成巨大改變等問題，仍須要未來更多研究來驗證。

目前市面上的益生菌產品都只能讓菌體短時間存在於服用者體內，以本篇研究為基礎或許有機會發展出高定著性的二代益生菌產品，以基因工程將ccf基因導入特定益生菌，或是於配方中添加特定促IgA聚集成分等，都可能是全新的發展方向。

愈來愈多研究闡明益生菌對於人體的消化道保健的重要性，而消費者對於購買益生菌的認知水平亦逐年上升。Technavio與Markets＆Markets的分析報告皆不約而同指出2022年其益生菌整體市場產值可望超過640億美元，且到2021年其複合年均增長率(CAGR)將超過7%。

綜觀世界目前十大的益生菌相關企業，皆被歐美所寡占其中包含Nestle(德國)、Danone(法國)，BioGaia(瑞典)、PROBI(瑞典)、Bifodan(丹麥)、BioCare Copenhagen(丹麥)、Chr. Hansen(丹麥)、Attune Foods(美國)及Lallemand(加拿大)等，而亞洲只有日本的養樂多大廠Yakult 能勉強擠入榜單。

然而根據統計亞太地區卻是益生菌最為龐大的消費市場，其消費占市場總量比高達47%，其次才是歐洲(22%)、北美(16.5%)與中東(6.5%)地區，亞洲企業於此市場的占比明顯失衡，實有極大的發展空間存在。

由於東西方人體質差異，亞洲益生菌企業發展當地特有產品，具有地緣優勢，如企業能積極以本篇研究成果為基礎，搭配研發加強定著能力的二代益生菌種或配方，憑藉其龐大的市場基礎，前景可期。台灣擁有足夠的發展資源，例如食科所生物資源保存及研究中心的龐大菌種庫，且台灣生技企業更具有先進的產品製程與研發能力，更應該把握機會乘勢而起。

（鑽石生技）