腎臟病患者的新照護方式?解析腎性益生菌的研究數據

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這幾年益生菌的研究範疇日新月異,微笑之前也曾分享過腎性益生菌的文章「菌相平衡有益控制腎病?探討腎性益生菌與菌株選擇

前陣子受到華信國際醫藥的邀請,參加中華商店經營發展協會主辦的「2023年慢性腎病營養照護暨藥局市場趨勢研討會」,與許多藥師一起上課,課程邀請益生菌專長的蔡欣宇博士,分享慢性腎病精準營養控制及腎臟益生菌應用現況。

由於之前有稍做功課,所以大致理解益生菌與腎病惡化的關聯性,但仍缺乏一些研究與臨床的參考數據,剛好可以藉此機會收集資料並請教專家,本文微笑Phar.Smile將重點整理研討會的精華,帶大家深入了解益生菌與腎臟照護的未來性。

一、腎臟病的現況與介紹

台灣腎臟醫學會2021腎病年報》指出:台灣罹患腎臟病人口約12%,推估洗腎人口數逾9萬大關,而且新發病的透析患者,更有逐年上升的趨勢。腎臟病變初期症狀不明顯,容易被忽略,因而錯失最佳治療時機,一旦警覺腎功能衰退時,往往已是晚期或末期臟臟病。

1. 腎臟病病程介紹

 腎臟病變通常為漸進衰退,一般依腎功能狀況可分為1-5期:

  • 第1期:腎臟功能正常,但腎臟過濾功能異常,GFR 90-100 mL/min/1.73m2
    症狀:血尿、蛋白尿,經檢查後才會發現腎功能異常
  • 第2期:輕度腎臟受損,腎臟過濾功能異常,GFR 60-89 mL/min/1.73m2
    症狀:血尿、蛋白尿,經檢查後才會發現腎功能異常
  • 第3期:中度腎臟受損,腎臟過濾功能異常,GFR 30-59 mL/min/1.73m2
    症狀:疲勞、呼吸急促、腳踝浮腫、尿液異常、經常失眠
  • 第4期:重度腎臟受損,腎臟過濾功能異常,GFR 15-29 mL/min/1.73m2
    症狀:噁心嘔吐、食欲不振、味覺感變
  • 第5期:腎臟衰竭,GFR<15mL/min/1.73m2
    症狀:眼睛及腳踝浮腫、噁心嘔吐、食欲不振、頭痛、皮膚癢、膚色改變、肌肉痙攣

一般來說,慢性腎臟疾病的定義為

(1)腎臟受損或腎絲球過濾率(GFR) < 60 ml/min/1.73 m2

(2)血液檢查、尿液檢查(如蛋白尿、微蛋白尿或血尿)或影像檢查異常

(3)病史達三個月以上。

腎臟病變大多屬於續發性變病變,腎臟功能會受到許多因子影響,例如:高血糖、高血壓、高血脂、心血管疾病、痛風、老化、藥物、家族史、抽菸…等,挽救腎病,最重要的就是掌握上述拖垮腎臟機能的元兇。

二、腎臟益生菌的發展

相信不少民眾也跟微笑一樣,非常好奇為什麼益生菌會被應用在腎病領域。
起初,研究人員發現腎臟病患者與健康成人腸道微生物多樣性分析有著很大的差別,腎臟病患者腸道菌豐富度與多樣性顯著少於健康人,另外也發現透析患者腸道益菌也比健康者少

 有趣的是,2015年有篇研究【1】發現:透析患者服用益生菌六個月後,與安慰劑組受試者相比,血清發炎激素(TNF-α、IL-5、IL-6)和內毒素(Endotoxin)濃度顯著下降,同時血清抗發炎因子(IL-10)濃度顯著上升。由此可知,腸道菌相的健康,能間接地影響身體的發炎指數

提到益生菌與腎臟機能的關係,就要來談談有名的「腸-腎軸假說」【2】。腸道菌相可能藉由二種途徑影響腎臟機能:

1. 腸菌代謝產生腎毒素,導致腎臟受損

(1)代謝途徑:飲食失調可能引起腸道菌失衡,間接增加代謝產生的有毒物質(甲酚p-Cresyl與硫酸吲哚酚indoxyl sulfate),破壞腸道黏膜屏障功能,增加內毒素和腎毒素的進入血液,進而傷害腎臟。

(2)免疫途徑:腸道菌失衡,間接引起免疫反應並提故細胞激素分泌量,增加可溶性尿激酶受體 (促進發腎發炎物質),進而攻擊腎臟。

當腸道致病菌增加時,會分解代謝食物中的營養素,合成尿毒素的前驅物,例如:氧化三甲胺Trimethylamine N-oxide (TMAO)、硫酸引朶酚indoxyl sulfate (IS)、對甲酚硫酸鹽p-cresyl sulfate (PSC),促使身體發炎而影響腎臟機能,導致eGFR腎絲球過濾值下降。相反的,一些腸道好菌(像是比菲德氏菌、乳酸桿菌)則能產生護腎的代謝產物,例如:短鏈脂肪酸、膽酸、吲哚衍生物(IDs),緩解腎臟損傷。

2. 益生菌對改善腎臟病的機制

細步探究益生菌對慢性腎病改善機制,主要以恢復腸道菌群平衡,進而對慢性腎病有潛在的健康益處。益生菌可能同時藉由多種機制,發揮護腎效益【3】:

(1) 增強腸道屏障

促進腸道黏液分泌,提升腸道内皮細胞緊密連接性,提升整體腸道屏障功能。

(2) 分泌抗菌物質

益生菌分泌抗菌蛋白、酸性物質、干擾病原菌結合,降低壞菌的影響。

(3) 增加抗發炎物

提高免疫耐受性,降低發炎反應。

(4) 競爭營養和膽鹽代謝

益生菌能與壞菌競爭營養物質,並協助膽鹽代謝,降低腸源性尿毒素的產生,並降低含氨的代謝物。

三、腎臟益生菌菌株組合與腎病研究數據

 針對腎臟病的益生菌除了需要符合「高定殖率」、「耐胃酸膽鹽」、「高穩定」,最重要的是能減少尿毒性的產生,所以並非所有益生菌都有腎臟保護效益。

研究單位必須先從上千株菌株的菌種庫篩選,尋找具備抗氧化及最不易產生indole(腎毒素) 的潛力菌株,並一步步透過體外研究、動物研究、人體研究,測試菌株的護腎效果。

研究團隊從功能菌株平臺篩選兼具護腎保健益生菌組合,分別為下列三隻菌株:

  • 長雙歧桿菌 B. longum subsp. infantis BLI-02
  • 嗜酸乳桿菌 L. acidophilus TYCA06
  • 兩歧雙歧桿菌 B. bifidum VDD088

體外研究顯示:TYCA06、VDD088及BLI-02菌株組合,能顯著抑制大腸桿菌與其分泌之indole (腎毒素)。小鼠研究方面,慢性腎病變小鼠餵食菌株組合後,能顯著降低血液尿素氮 (BUN)、肌酸酐(creatinine),並減少腎皮質炎症細胞浸潤與纖維化現象,有趣的是,研究人員發現菌株組合也能改善糖尿病鼠的血糖表現。

人體研究方面,臨床實驗目的主在探討這類菌株組合是否有助於高風險族群的保健?
2021年發表的前導試驗:【
4

  • 共收錄53位腎病患者(第3-5期)
  • 研究方法:讓受試者早晚各食用2 粒益生菌膠囊(每天食用5×109 CFU菌數,菌株比例 TYCA06:BLI-02:VDD088=1:1:1),連續食用6個月。
  • 研究結果發現:食用後腎絲球過濾率的下降速度明顯變慢(從-0.54改善成0 ml/min/1.73 m2/每個月),並且降低內毒素及腎病造成的發炎反應,同時改善患者腸胃不適(腹鳴與脹氣感)
  • 糞便分析中也發現:雙歧雙歧桿菌與短雙歧桿菌數量顯著提升。由此可知,這組益生菌配方對於腎病照顧的潛力,很值得期待未來更大型及嚴謹的研究結果。

四、益生菌與腎臟照護的未來性

腎臟病變照護以往僅能透過控制三高及其它併發因子,或是控制蛋白質攝取,來降低尿毒性以維持腎臟機能,屬於較為被動的照護方法。

但隨著腎性益生菌的發現,更能深入了解益生菌與腎臟機能的多重關聯,透過調整腸道菌相健康,進一步降低腎臟傷害,挽回勝(腎)率。另一方面,益生菌補充也有利於降低身體發炎指數、協助血糖管控,並改善慢性腎臟病患者的消化道狀況。

未來相關領域的研究勢必成為主流,讓我們一起期待吧!

參考文獻:

  1. The effect of probiotics on serum levels of cytokine and endotoxin in peritoneal dialysis patients: a randomised, double-blind, placebo-controlled trial. Benef Microbes . 2015;6(4):423-30.
  2. The gut microbiota and  the brain-gut-kidney axis in hypertension and chronic kidney disease. Nat Rev Nephrol. 2018 Jul;14(7):442-456.  doi: 10.1038/s41581-018-0018-2.
  3. Probiotics and chronic kidney disease. Kidney Int. 2015 Nov;88(5):958-66.  doi: 10.1038/ki.2015.255.  Epub 2015 Sep 16.
  4. Effect of a Probiotic Combination in an Experimental Mouse Model and Clinical Patients With Chronic Kidney Disease: A Pilot Study. Front Nutr. 2021; 8: 661794.
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