期刊資訊:《Nutrients》2021, Vol. 13, Issue. 11, 3731
研究團隊: Chen HM, Kuo PH, Hsu CY, Chiu YH, Liu YW, Lu ML, Chen CH.
論文題目:Psychophysiological Effects of Lactobacillus plantarum PS128 in Patients with Major Depressive Disorder: A Preliminary 8-Week Open Trial
本研究探討了益生菌植物乳桿菌 PS128 對於重度憂鬱症(Major Depressive Disorder, MDD)患者在心理與生理層面的影響。研究人員針對11位患者進行為期八週的開放性試驗,觀察其憂鬱症狀、發炎指標、腸道通透性以及腸道菌群的變化。結果顯示,受試者的憂鬱評分顯著降低,代表心理狀態有所改善,但在血清發炎標記與整體菌相多樣性上並未出現顯著改變。儘管如此,研究仍發現某些特定腸道菌屬的消長與臨床症狀及生物標記存在相關性。本研究為腸腦軸線在精神疾病治療中的角色提供了初步的臨床數據。
腸道通透性(腸漏)與憂鬱症之間有什麼樣的關聯性?
腸道通透性(俗稱「腸漏」)與重度憂鬱症之間存在著重要的病理關聯,主要透過腸腦軸(gut–brain axis)機制產生影響。以下是根據來源整理的關鍵關聯性:
- 細菌易位與全身性發炎:憂鬱症患者體內常伴隨全身性發炎,發炎指標(如 IL-6、TNF-α 和 CRP)通常顯著高於健康對照組。來源指出,這種發炎反應可能源於「腸漏」引起的細菌易位(bacterial translocation),即腸道細菌或其成分跨越受損的腸道屏障進入循環系統。
- 革蘭氏陰性菌的影響:研究發現,重度憂鬱症患者體內針對革蘭氏陰性微生物的IgM和IgA抗體水平較高,這進一步證實了腸道通透性增加會導致這些細菌易位,進而觸發免疫反應。
- 腸道通透性指標的表現:
- 連蛋白(Zonulin)與腸型脂肪酸結合蛋白(I-FABP)是評估腸道屏障受損的關鍵生物標記。
- 憂鬱症患者與健康人群在這些標記的表現上存在顯著差異。
- 一項研究特別提到,近期曾企圖自殺的患者,其血清 I-FABP 水平顯著高於未企圖自殺者和健康對照組,而連蛋白水平則相對較低。
- 腸道菌群的角色:腸道微生物群負責調節腸道上皮細胞,並與宿主的免疫系統密切相關。特定的益生菌(如比菲德氏菌)能透過多種方式增強上皮細胞的屏障功能,有助於維持體內的平衡。
PS128 如何影響憂鬱症患者的症狀與生理指標?
PS128 對重度憂鬱症患者的影響主要體現在心理症狀的改善,但在生理指標和整體菌群結構上的變化較不明顯:
1. 心理症狀的顯著改善
在為期 8 週的 PS128 干預(每日兩顆膠囊,共計 CFU)後,患者的憂鬱與身體症狀有顯著進步:
- 憂鬱量表得分下降:患者在漢氏憂鬱量表 (HAMD-17) 的得分顯著降低。
- 憂鬱與身體症狀量表(DSSS)進步:DSSS 總分以及其下的憂鬱子量表、身體症狀子量表和疼痛子量表均顯示出統計上的顯著改善。
2. 生理指標(發炎與腸道通透性)的變化
儘管症狀有所改善,但在這項小規模試驗中,患者血清中的平均生理指標並未出現顯著的統計變化:
- 發炎指標:血清中的高敏感度 C 反應蛋白 (hs-CRP)、白介素-6 (IL-6) 和腫瘤壞死因子- (TNF-) 的水平在 8 週後沒有顯著改變。
- 腸道通透性指標:反映「腸漏」狀況的連蛋白 (Zonulin) 和腸型脂肪酸結合蛋白 (I-FABP) 指標也未觀察到顯著的平均值變動。
3. 腸道微生物群的影響
- 整體多樣性穩定:腸道菌群的 Alpha 多樣性(如豐富度)和 Beta 多樣性(群落結構)在干預前後並無顯著差異。
- 特定菌屬的變動:雖然整體結構穩定,但研究發現艾克曼氏菌屬 (Akkermansia) 在攝取益生菌後顯著增加。此外,比菲德氏菌 (Bifidobacterium) 等六個菌屬在相對豐度的排名上出現了顯著變化。
4. 症狀、指標與菌群的關聯性
研究進一步分析發現,特定菌屬的豐度變化與症狀、生理指標之間存在相關性:
- 疼痛與生理指標:DSSS 中的疼痛子量表得分變化與所有五種生理指標(發炎與腸道通透性指標)呈正相關。
- 特定菌屬的關鍵角色:糞球菌屬 (Coprococcus) 和 乳酸桿菌屬 (Lactobacillus) 是唯二與生理指標及憂鬱症狀同時具有顯著相關性的菌屬。
- 疼痛與 Slackia 菌:疼痛子量表的得分變化與 Slackia 菌屬 的豐度變化呈現極高度的正相關。
研究中發現哪些特定腸道菌屬與發炎標記物顯著相關?
研究人員分析了 50 種腸道菌屬與發炎標記物(如 IL-6 和 TNF-α)之間的關聯性。以下是發現與特定發炎標記物有顯著相關的菌屬:
1. 與白介素-6 (IL-6) 顯著相關的菌屬
研究發現以下菌屬的豐度變化與 IL-6 水平的變化存在顯著相關性:
- 艾克曼氏菌屬 (Akkermansia)
- 糞球菌屬 (Coprococcus)
- 副普雷沃氏菌屬 (Paraprevotella)
- 考拉桿菌屬 (Phascolarctobacterium)
- 普雷沃氏菌屬 (Prevotella)
- 顫螺菌屬 (Oscillospira)
- 杜利氏桿菌屬 (Turicibacter)
其中,研究特別指出 艾克曼氏菌屬 (Akkermansia) 與 IL-6 水平之間有強烈相關性。此外,在攝取 PS128 益生菌後,患者體內 Akkermansia 的平均相對豐度顯著增加。
2. 與腫瘤壞死因子 (TNF-α) 顯著相關的菌屬
- 厭氧棒狀菌屬 (Anaerostipes)
- 腸球菌屬 (Enterococcus)
- 乳酸桿菌屬 (Lactobacillus)
- 吉姆氏菌屬 (Gemmiger)
- 顫螺菌屬 (Oscillospira)
3. 關鍵菌屬的發現
在所有受試的菌屬中,只有糞球菌屬 (Coprococcus) 和乳酸桿菌屬 (Lactobacillus) 這兩個菌屬同時與「生理指標(包含發炎與腸道通透性標記物)」以及「憂鬱症狀」具有顯著的相關性。
這項發現顯示,雖然益生菌干預在 8 週內未導致發炎指標平均值的顯著改變,但特定腸道菌群的組成變動與宿主的生理發炎狀態及心理症狀改善之間,確實存在著細微且具統計意義的聯繫。
臨床數據綜覽
1. 臨床有效性評估:作為輔助治療(Adjuvant Treatment)
- 試驗設計:本研究採開放標籤設計(Open-label trial),探討 PS128 益生菌作為抗憂鬱藥物輔助療法的成效。
- 心理評量顯著改善:
- 漢密爾頓憂鬱量表 (HAMD-17):平均得分自基線(Baseline)的 20.1 顯著下降至 12.0。
- 憂鬱及軀體症狀量表 (DSSS):總分自 31.0 降至 18.4,其中憂鬱、軀體化及疼痛子量表均呈統計學顯著下降。
- 臨床意義:結果初步證實 PS128 對藥物反應不完全之患者具有增效作用,能緩解殘餘憂鬱及軀體化症狀。
2. 生理指標與腸道屏障分析(Biomarkers & Gut Barrier)
- 生物標記物檢測:研究追蹤促發炎細胞因子(hs-CRP、IL-6、TNF-α)及腸道通透性指標(Zonulin、I-FABP)。
- 生化指標之非顯著性變化:介入8週後,血液生化指標未呈現顯著波動。
- 推論:此現象暗示臨床情緒改善可能先於全身性炎症指標或腸道物理屏障之生化改變;或介入時間長度尚不足以在血液生物標記物上產生顯著偏移。
3. 軀體疼痛與腸道通透性之關聯研究
- 相關性分析:研究發現軀體疼痛分數(DSSS-PS)與所有五種觀測之生物標記物(包含炎症與通透性指標)呈正相關。
- 生理病理觀點:此發現支持「腸道屏障受損(Intestinal Permeability)」與 MDD 軀體化疼痛症狀之間存在病理關聯,身體疼痛感可視為腸腦軸功能障礙的潛在生理反饋指標。
4. 腸道微生物相組成之轉變
- 特定菌屬富集:干預後觀察到嗜黏蛋白阿克曼氏菌(Akkermansia)的相對豐度顯著增加。
- 生理機制:Akkermansia 具有促進黏蛋白降解與刺激腸道黏膜更新之功能,與維持腸道屏障完整性及調節焦慮/憂鬱行為具高度相關性。
- 共發生網絡重組(Co-occurrence Network Reorganization):
- PS128 介入後,微生物群落間的互動模式發生質變(如 Roseburia, Anaerostipes, Veillonella 等菌屬間的相關性翻轉)。
- 這顯示 PS128 的作用不限於單一菌屬的增減,而是透過調整微生物網絡結構來優化腸道生態系統。
科學意義與未來展望
本項研究初步證實了植物乳桿菌 PS128 作為精神益生菌在重度憂鬱症(MDD)臨床治療中的輔助價值。其科學意義在於觀察到臨床心理症狀的改善與腸道微生態重塑之間的關聯性,特別是顯著提升了具備腸道屏障保護功能的嗜黏蛋白阿克曼氏菌(Akkermansia)之豐度。研究進一步揭示了 MDD 患者的「軀體疼痛」與「腸道通透性」指標之間存在統計學上的正相關,這為憂鬱症的軀體化症狀提供了生理病理學解釋,顯示腸道屏障功能障礙可能是導致系統性炎症與疼痛感增強的關鍵因素之一。
然而,生物標記物(如 hs-CRP, Zonulin)在 8 週介入期內未見顯著波動,暗示心理行為表型(Phenotype)的轉變可能領先於全身性生化指標的改變。這顯示微生態干預對宿主生理狀態的修復可能存在滯後效應,或需要更長期的介入以觀察其穩態轉換。此外,研究發現微生物網絡的共發生模式(Co-occurrence patterns)發生重組,而非單純的菌群數量增減,這挑戰了傳統對益生菌作用機制的理解,將視角從單一菌種轉向整體的生態網絡。
本試驗受限於較小的樣本量(n=11)與缺乏對照組,但其研究路徑為後續的大規模隨機雙盲對照試驗奠定了理論基礎。