《Pharmaceuticals》：Effect of Probiotics on Stress Scores, Cortisol Levels, and Immune Functions in Moderately Stressed Adolescents and Young Adults: Results of a Feasibility Clinical Study
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背景：压力可通过调节细胞因子（cytokine）产生而对免疫系统功能产生负面影响。本可行性研究旨在探讨益生菌补充剂对中度压力青少年及年轻成人的压力、皮质醇（cortisol）水平及免疫功能的影响。方法：在犹他州小学儿童医院开展了一项随机、单盲临床试验。八十七名
背景：压力可通过调节细胞因子（cytokine）产生而对免疫系统功能产生负面影响。本可行性研究旨在探讨益生菌补充剂对中度压力青少年及年轻成人的压力、皮质醇（cortisol）水平及免疫功能的影响。方法：在犹他州小学儿童医院开展了一项随机、单盲临床试验。八十七名中度压力（感知压力评分，PSS，14–26）志愿者（12–20岁）完成了研究。受试者服用含有三种乳杆菌科（Lactobacillaceae）菌株的益生菌混合物或安慰剂胶囊，持续12周。研究人员在基线及补充8周和12周后的门诊访视中评估受试者的PSS。研究人员对受试者收集的唾液样本进行了皮质醇、分泌型免疫球蛋白A（secretory IgA）及一组细胞因子（IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α和IL-10）的分析。结果：两组队列的PSS均有所下降，早晨唾液皮质醇水平均有所升高；队列间差异无统计学显著性。益生菌减缓了皮质醇水平的升高，并对细胞因子产生具有有益影响，与安慰剂相比，IL-1β水平出现统计学显著性降低（p = 0.03–0.004）。研究人员观察到皮质醇水平与IL-1β之间存在统计学显著的弱正相关性（r = 0.16，p = 0.015）。结论：本研究结果提示，益生菌补充可能影响中度压力青少年及年轻成人的皮质醇动态变化和细胞因子反应，其中IL-1β表现出最一致的队列间差异。这些发现支持在更严格设计的试验中进一步研究益生菌补充，并需考虑受试者在生命早期及研究期间所经历的压力类型。
一、研究背景与问题
压力是机体对挑战性或感知威胁情境产生的生理和情绪反应。青少年和年轻成人每天面临多种压力源，如繁重的学业负担、作业截止期限、欺凌以及人际关系问题。超过30%的儿童和青少年可能经历与压力相关的健康问题，表现为腹痛、胸痛、头痛等症状。皮质醇（cortisol）是人体压力反应的主要调节因子之一，其分泌通过下丘脑–垂体–肾上腺（HPA）轴这一主要内分泌压力反应系统启动。心理压力也可能影响免疫功能，既往研究显示急性和慢性压力对免疫细胞功能具有不同影响。多项研究报告了急性心理压力下成人血浆细胞因子（如IL-6、IL-1β、TNF-α和IL-10）升高；学业考试可显著上调医学生TNF-α、IL-6、IFN-γ和IL-10的产生。益生菌是能对微生物组、多个器官和系统功能及整体健康产生积极影响的活微生物，具有对促炎和抗炎细胞因子的免疫调节作用，并可能通过肠–脑轴信号调节压力水平。然而，针对青少年和年轻成人这一特定人群的益生菌干预研究仍然有限，且该人群对压力源和益生菌的反应可能因早期生活逆境经历而不同。因此，研究人员开展了这项随机、单盲可行性临床研究，以探讨含两种植物乳植杆菌（Lactiplantibacillus plantarum）菌株和短乳杆菌（Levilactobacillus brevis）的益生菌混合物对中度压力青少年和年轻成人的感知压力评分（PSS）、早晨唾液皮质醇、分泌型免疫球蛋白A（sIgA）及细胞因子水平的影响。
二、研究设计与方法
该研究为随机、单盲（受试者盲）可行性临床试验，由犹他大学儿科系在小学儿童医院于2022–2024年开展，伦理批准来自犹他大学机构审查委员会（IRB，No. 00149912），并在clinicaltrials.gov注册（注册号NCT 07565883）。研究通过盐湖城和乔丹学区高中进行招募。共筛选223名潜在受试者，约51%不符合资格，104名受试者被随机分配至安慰剂组（n = 52）和益生菌组（n = 52），最终87名（88%）完成研究。受试者为12–20岁、PSS-10评分14–26的中度压力青少年和年轻成人。研究产品为含植物乳植杆菌CECT7481、短乳杆菌CECT7480和植物乳植杆菌CECT7485的益生菌混合物，每粒胶囊含20亿CFU，比例为2:1:1，由Kaneka North America LLC提供。受试者在基线（访视1）、8周（访视2）和12周（访视3）接受三次门诊访视评估压力水平，使用NIH Toolbox感知压力固定式量表（Perceived Stress FF v2.0）计算经年龄和性别校正的T分数。唾液样本由受试者在家中早晨8:00前使用Salimetrics采集套件收集，样本在?80 °C冷冻保存后送至Salimetrics分析皮质醇、细胞因子（IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α、IFN-γ和IL-10）及sIgA。统计分析采用Wilcoxon秩和检验、卡方检验或Fisher精确检验进行配对比较，使用Pearson相关系数评估双变量相关性，所有p值经Holm方法进行多重检验校正。数据经对数转换并按个体归一化为相对于基线的百分比，使用R 4.5.1中的lme4包拟合线性混合效应模型，并通过emmeans包进行事后配对比较。
三、研究结果
2.1 受试者人口学特征
研究于2022–2023和2023–2024学年在小学儿童医院、犹他州城市学区和社交媒体上发布广告。在223名潜在受试者中，约51%不符合资格，原因包括平均PSS低于14或高于26，以及正在接受选择性5-羟色胺再摄取抑制剂（SSRIs）治疗。104名受试者被随机分配至安慰剂组（n = 52）和益生菌组（n = 52）。在参加访视1（基线评估）的99名受试者中，87名（88%）完成了研究。退出原因主要为家长报告受试者未服用益生菌胶囊而退出，以及受试者日程繁忙无法参加现场访视。研究未报告严重不良事件。大多数入组受试者为非西班牙裔白人，约半数受试者为女性，安慰剂组和益生菌组的平均年龄分别为14.7岁和15.2岁，两组的平均压力评分相当。
2.2 压力评分与皮质醇水平
研究人员使用NIH Toolbox感知压力FF量表在访视1、2和3评估合格受试者的压力评分，使用经年龄和性别校正的T分数。由于受试者间T分数变异较大，中位T分数（以下称PSS）被归一化至基线（访视1，100%）。两组的归一化中位PSS在研究期间均下降，组内相对基线的差异具有统计学显著性：益生菌组基线与访视3之间的p值为0.0006；安慰剂组基线与访视2之间的p值为0.001，基线与访视3之间的p值为0.0001。然而，益生菌组与安慰剂组之间的差异不显著。研究发现年龄与PSS之间存在显著正相关（r = 0.23，p < 0.001），但未观察到性别特异性差异。唾液样本由受试者在早晨（8:00前）收集。益生菌组访视2样本中归一化中位早晨皮质醇水平较基线升高20%，随后下降并仅超过基线3%，访视2和访视3与基线的差异无统计学显著性（访视2：p = 0.055；访视3：p = 0.071）。安慰剂组中位皮质醇水平也升高，访视2样本较基线升高56%，访视3升高7%，组内差异具有统计学显著性（访视2：p = 0.02；访视3：p = 0.003）。两组之间在任何时间点的差异均无统计学显著性。归一化中位皮质醇水平与PSS之间在益生菌组（r = 0.03，p = 0.745）和安慰剂组（r = ?0.17，p = 0.066）均未观察到相关性。
2.3 免疫生物标志物
唾液样本分析显示受试者样本中分析物水平存在显著变异。益生菌组和安慰剂组之间基线中位IL-6和IL-8水平存在统计学差异（IL-6：p = 0.04；IL-8：p = 0.04）。由于sIgA和细胞因子水平变异显著，中位水平被归一化至基线的100%。
2.3.1 分泌型免疫球蛋白A（sIgA）
两组唾液sIgA水平在研究期间均未发生显著变化。两组受试者访视2样本中sIgA归一化中位水平均略微下降（?1%）。益生菌组访视3样本中sIgA水平保持不变，而安慰剂组样本中sIgA水平较基线略有升高。组内和组间差异均无统计学显著性。
2.3.2 唾液细胞因子水平
益生菌组归一化中位IL-1β水平较基线在访视2样本中下降2%，在访视3样本中下降5.5%，组内差异无统计学显著性。安慰剂组归一化中位IL-1β水平在研究期间较基线升高6–7%，组内差异具有统计学显著性，访视2样本p值为0.03，访视3样本p值为0.001。两组归一化IL-1β水平在访视2（p = 0.03）和访视3（p = 0.004）的差异具有统计学显著性。PSS与归一化中位IL-1β水平之间在安慰剂组显示统计学显著的负相关关系（r = ?0.25，p = 0.005），但在益生菌组不显著（r = 0.11，p = 0.242）。此外，皮质醇水平与IL-1β之间存在统计学显著的弱正相关性（r = 0.16，p = 0.015）。益生菌组归一化中位IL-6水平较基线在访视2下降53%，访视3下降27.3%；安慰剂组访视2样本较基线下降10.7%，随后升高15.2%。由于两组IL-6水平变异显著，组间差异无统计学显著性。益生菌组IL-8归一化中位水平较基线在访视2和访视3均下降约3%，安慰剂组较基线升高2.5%，组内和组间变化均无统计学显著性。两组IFN-γ归一化中位水平均下降42.7%至67.2%，组内和组间差异均无统计学显著性。TNF-α归一化中位水平在安慰剂组下降15–48%，在益生菌组下降19–24%，所有组内和组间差异均无统计学显著性。益生菌组IL-10归一化中位水平较基线在访视2下降68%，访视3下降49.5%；安慰剂组较基线在访视2下降45%，访视3下降30%，组内和组间差异均无统计学显著性。
四、讨论与结论
讨论部分指出，本可行性研究的主要结局之一是评估益生菌对中度压力青少年和年轻成人PSS水平的影响。研究期间受试者暴露于多种新压力源（如新同学、新老师、作业和考试截止期限），两组PSS水平均出现统计学显著下降，可能归因于部分受试者对学校年度压力情境的适应性改善。虽然两组早晨皮质醇水平无统计学显著差异，但益生菌使用减缓了皮质醇水平的上升（访视2样本较基线升高20%），而安慰剂组升高56%，提示益生菌混合物可能对HPA轴压力反应调节具有有益作用。PSS与皮质醇水平之间无统计学显著相关性，这与既往研究一致。益生菌主要影响唾液IL-1β水平，益生菌组IL-1β水平下降而安慰剂组上升，且两组差异具有统计学显著性。益生菌使用似乎打破了安慰剂组中PSS与IL-1β之间的负相关关系。皮质醇水平与IL-1β之间存在统计学显著的弱正相关性。口服益生菌未影响sIgA产生，这与系统综述的发现一致。
研究结论为：本可行性研究结果显示，中度压力青少年和年轻成人的安慰剂组和益生菌组之间PSS无统计学显著差异，可能归因于受试者内高变异性。两组8周（访视2）样本中唾液皮质醇水平较基线均升高，两组皮质醇水平无显著差异，但益生菌使用减缓了唾液皮质醇水平的上升，这是可行性研究中需要在未来试验中解决的重要发现。益生菌调节了包括IL-6、IL-8、TNF-α、IFN-γ和IL-10在内的促炎和抗炎细胞因子的产生，并显著降低了IL-1β产生——这是压力个体免疫功能障碍的关键生物标志物。研究结果不能推广至更广泛人群，因为大多数受试者为非西班牙裔白人，未来试验需在多个州开展以代表美国人群。研究未考虑受试者过去及研究期间经历的压力源，未来研究应考虑收集早期生活不良事件和近期压力源的额外信息。研究分析物水平存在显著变异，尤其是IL-6和IL-8，若开展主要试验，需增加受试者数量以确认观察到的效应并可能达到统计学显著性。本可行性研究结果支持在更严格设计的试验中进一步研究益生菌补充，并需考虑受试者在生命早期和研究期间经历的压力类型，纳入更多样化的种族群体。
