集宠学苑 | 国际益生菌与益生元科学协会:(ISAPP)关于“合生元”定义与范围的共识声明

University of Illinois Urbana-Champaign

伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校

Director, Division of Nutritional Science in ACES

农业食品和环境科学学院 (ACES)

营养科学研究院 (DNS) 院长

Professor, Department of Animal Sciences and Division of Nutritional Sciences

杰出教授，动物科学系和营养科学部 (DNS)

International Expert on Nutrigenomics

国际基因营养学专家

American Society of Animal Science Corbin Companion Animal Biology Award

美国动物科学学会Corbin伴侣动物生物学成就奖

2024年9月2日，Dr. Swanson受邀参加第四十九届世界小动物兽医师大会（WSAVA）,并于会前会上开展了两场精彩讲座《营养基因组学-营养学的新探索》和《慢性肾病-专业综述》。

《The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on the definition and scope of synbiotics》是一篇对“合生元”定义和范围的共识性声明。全文共分6个部分：

1. 国际益生菌与益生元科学协会（ISAPP）共识声明

2. “合生元”作用效果的现有证据

3. “合生元”产品的必要证据

4. “合生元”研究的指导性原则

5. “合生元”实验设计

6. 该共识的影响

本文节选自第1部分——国际益生菌与益生元科学协会（ISAPP）共识声明。全文其他部分内容后续将持续连载刊登，以确保读者能够全面了解“合生元”定义和范围等相关内容。

感谢您对本文的关注和支持。

·2020年发表于《Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology》

·文献整理翻译：北京集宠国际贸易有限公司-技术部

国际益生菌与益生元科学协会 (ISAPP)

关于“合生元”定义与范围的共识声明

The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on the definition and scope of synbiotics

* 2019年5月，国际益生菌和益生元科学协会（ISAPP）已更新“合生元”的科学共识定义：由活的微生物和可被宿主微生物选择性利用的底物组成，且对宿主健康有益的混合物。本文就具体内容详细进行阐述。

[摘要]

2019年5月，国际益生菌和益生元科学协会（ISAPP）召集了由营养学家、生理学家和微生物学家组成的专家组，审定了“合生元”的定义和范围。专家组将“合生元”的定义更新为“由活的微生物和可被宿主微生物选择性利用的底物组成，且对宿主健康有益的混合物”。专家组认为，如果将“合生元”简单定义为“由益生菌和益生元组成的混合物”，可能会抑制协同性“合生元”的研发创新工作。如果要求“合生元”中的每个成分必须满足益生菌和益生元单独应用所需要的剂量和证据，可能会阻碍协同性“合生元”的研发。因此，专家组一致认为，互补性“合生元”由益生菌和益生元组成，其组分之间可以不具备协同功能，但必须符合单独益生菌和益生元的定义和要求；而协同性“合生元”由微生物和底物组成，底物必须可被同时添加的微生物选择性利用，两者必须具备协同功能。本文是专家组经过广泛讨论后形成的共识，进一步探讨了“合生元”现有依据和必需具备的证据、“合生元”的安全性、“合生元”定义的应用和对目标宿主的影响。

肠道微生物群对人类和动物的健康至关重要。稳定的肠道微生物群可以保护宿主免受病原微生物的入侵，有助于维持体内平衡，包括免疫调节。然而，饮食变化、抗生素使用、年龄或感染等均会影响肠道微生物群的稳定，从而引发一系列炎症性、病理性和代谢性疾病，如炎性肠病、结直肠癌、代谢综合症和过敏等。通过粪菌移植、使用益生菌和其他活的微生物、以及使用非消化性饮食底物（如益生元），可以调节肠道微生物的组成和功能，缓解上述肠道疾病。

25年前首次提出了“合生元”的概念，最初的设想是将益生元和益生菌联合应用。因此，“合生元”被简单定义为：由益生菌和益生元组成的、对宿主健康有益的混合物。这个简单定义无法让使用者明确“合生元”究竟由什么构成。原始定义的解释为“由益生菌和益生元组成的混合物，可通过提高有益外源菌在肠道中的定植和存活，通过选择性刺激一种或少数几种有益菌的生长和代谢，从而改善宿主的健康和福利”，这种定义太冗长且缺乏精确性，容易产生误解。另外随着后生元（postbiotic）和药用生物元（pharmabiotic）等术语的出现，更加剧了“合生元”概念的混乱。为了提供关于“合生元”一词适当使用的明确指导，国际益生菌与益生元科学协会（ISAPP）于2019年5月召集了一组学术科学专家，讨论合生元的当前状态，包括其定义。此次会议的结果和随后的讨论构成了本共识声明。

国际益生菌和益生元学会（The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics），简称ISAPP，是一个由益生菌和益生元相关领域科学家组成的非营利性合作组织，致力于推进该领域的科学研究，提供有关益生菌和益生元客观、科学的信息。该组织的具体活动由一个国际性的、完全志愿的、独立运作的学术委员会指导。为了能够恰当使用“合生元”一词，2019年5月，ISAPP召集多位微生物学、营养学和胃肠道生理学等领域的11位知名科学家，组成专家小组，由Dr. Kelly Swanson 教授领导，其中包括多位参与重新定义益生菌和益生元的科学家。专家组的主要任务是，明确“合生元”的概念，提出“合生元”清晰、简洁和可测试的定义；提出形成“合生效果”所需的适当实验条件；提出证明“合生元”益生有效性和安全性所需的证据；为研究人员、生产商、公共健康专家和监管部门等相关人员提供指导规范。经过专家组的广泛讨论，最终形成了有关“合生元”的共识。

• “合生元”的定义更新为“由活的微生物和可被宿主微生物选择性利用的底物组成，对宿主健康有益的混合物”。

• 定义中“宿主微生物”包括固有微生物（常驻或定植于宿主肠道内的微生物）和外来微生物（外源添加的，如益生菌），其中任何一种都可以利用“合生元”中的底物。

• 定义了“合生元”的两个亚群：互补性合生元和协同性合生元。协同性“合生元”是由微生物和底物组成，其中底物可被添加的微生物选择性利用，两者具有协同功能。互补性“合生元”是由益生菌和益生元组成，其中的益生菌和益生元必须满足现有益生菌和益生元的最低标准，其作用目标均为宿主的固有微生物。

• 必须确认“合生元”对目标宿主具有健康益处，目标宿主可以是人类、伴侣动物或经济动物，或其中的亚群（例如不同的年龄或发育阶段、健康状况、性别或居住情况）。

• 协同性“合生元”在证明其健康益处的同时，必须证明其中的底物可被添加的微生物选择性的利用。必须证明其中的底物和微生物联合应用的效果优于单独使用的效果。对于互补“合生元”不需要此步骤，因为其中益生元的选择性利用已得到证明。

• “合生元”可作用于肠道或肠道外的微生物生态系统，可以添加于一系列符合监管类别的商品中（例如食品、饲料、药物或营养补充剂）。

• 定义中虽未指出，但必须确定“合生元”在应用时的安全性。

• “共生symbiotic”不是“合生synbiotic”的同义词，本文中“合生元”不是共生的意思。

  
  

专家小组将“合生元”的定义更新为“由活的微生物和可被宿主微生物选择性利用的底物组成，对宿主健康有益的混合物”。其中“宿主微生物”包括固有微生物（常驻或定植于宿主肠道内的微生物）和外来微生物（外源添加的，如益生菌），外来微生物即使只在宿主肠道内短暂存在，但确实也构成了宿主微生物的一个组成部分。

专家组曾考虑过将“合生元”定义为“益生菌和益生元的混合物”。但是相关定义要求，益生菌或益生元应独立发挥健康益处，并且满足独立发挥健康益处所需的剂量。专家组认为，功能性“合生元”中使用的益生菌或益生元剂量可能低于单独使用所需的剂量，或者某种特定微生物可能由于竞争性或其他生态影响，在高剂量下缺乏益生功能，但是当存在某种合适的底物时，高剂量也可以提供健康益处。同样，一种新型底物，可能即使在高剂量下本身也不会发挥健康益处，但当与特定的活微生物混合使用时可能会发挥益生效果。这种“合生元”由相互协同作用的微生物和底物组成，其中的微生物单独使用，并不一定是益生菌，其中的底物单独使用也不一定是益生元。但是，混合在一起就是具有健康益处的“合生元”。如果将“合生元”简单定义为“益生菌和益生元的混合物”，那么只能使用符合定义要求的益生菌和益生元，而“合生元”的新定义鼓励使用不符合益生菌或益生元严格定义的成分，开发出具有创新性协同作用的“合生元”产品。

专家组也认识到，目前的“合生元”产品通常是由益生菌和益生元组成的，产品中的益生菌和益生元之间可能没有相互依赖、协同作用的功能，但是每个成分可独立发挥有益作用。专家组同意将这种组合视为“合生元”，前提是每个成分必须符合相应的益生菌和益生元定义（图 1）。这类产品可以根据对宿主的益生作用选择益生菌菌株，可以根据对宿主固有的有益菌的促进作用选择益生元。这类由益生菌和益生元复合而成的“合生元”，必须与安慰剂进行比较，以证明其对宿主具有益生作用。否则，该商品不应标示为“合生元”。基于这些限定，专家组同意将益生菌和益生元的复合产品标示为互补性“合生元”（稍后讨论）。

最初设想的另一种“合生元”为协同性合生元，其中的底物可特异性的被同时添加的微生物所利用。协同性“合生元”根据对宿主的益生作用选择活的微生物，根据对这种微生物的促进效果选择底物。虽然底物也可以促进肠道固有的有益菌的生长，但主要目标是促进添加的外源有益菌的生长。

图1. “合生元”的分类

图1：“合生元”可以分为两类。互补性“合生元”由益生菌和益生元共同组成（每种可使用一个以上的产品），每种独立使用时均具有一项或多项健康益处。互补性“合生元”中的益生菌和益生元必须满足定义的最低标准，如前所述12,13。协同性“合生元”由活微生物和可被选择性利用的底物组成，两者都不需要满足益生菌和益生元定义的最低标准。但是底物必须可以被同时添加的微生物选择性的利用，从而发挥协同益生作用。专家组最初考虑只将协同性“合生元”认定为“合生元”，但是目前这类“合生元”很少，说明很难获得所需的证据。专家组认为定义的实用性比假设更重要。

协同性“合生元”的设计以及通过试验进行效果验证非常困难。目前几乎所有临床试验测试的或市售的产品，无论如何命名，实质上均为互补性“合生元”。设计互补性“合生元”和协同性“合生元”的方法如图 2 所示。

需要澄清的是，尽管“合生元”可以发挥协同作用，但是单词“synbiotic”的前缀“syn”并不表示“协同”的意思，而是“共同”的意思。另外需要注意的是，经常有人将合生元（synbiotics）误写为“共生”（symbiotic）。在生物学中“共生”是指一种生态关系，指的是一种生物体（共生体）与另一个生物体（宿主）长期生活在一起。

图2.互补性和协同性“合生元”的设计和作用机制

图2：“合生元”有两种设计方法。互补性“合生元”的设计方法是将可独立发挥益生作用的益生元和益生菌复合在一起，以获得一项或多项健康益处。其中的益生元和益生菌必须符合应用标准，益生元通过调节宿主固有微生物来发挥益生作用。协同性“合生元”的设计方法是选择可被同时添加的微生物选择性利用的底物，增强微生物的益生功能。协同性“合生元”是通过活的微生物和底物协同发挥益生作用，而不能独立发挥益生作用。

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