簡介
發現及定義
1900年，法國巴斯德研究所的Tissier從母乳喂養的嬰兒糞便中首次分離到了雙歧杆菌，并且他認為從成年人糞便中得到的分離物是不同于來自哺乳期嬰兒的菌株，該觀點也一度被廣泛接受。但是，後來研究者們從嬰幼兒、成年人及動物糞便中分離到了相同的二裂細菌，所以逐漸推翻了Tissier的錯誤見解。雙歧杆菌自發現以來，曾先後歸屬于奴卡氏菌屬、棒杆菌屬、乳杆菌屬和放線菌屬，在1984年出版的第八版《伯傑細菌鑒定手冊》中首次作為獨立的屬（雙歧杆菌屬）進行描述。因此，從細菌分類學的角度講，雙歧杆菌屬于細菌界、放線菌門、放線菌綱、雙歧杆菌目、雙歧杆菌科、雙歧杆菌屬。雙歧杆菌是一類革蘭氏陽性、不抗酸、不形成孢子、不運動的專性厭氧細菌，因末端常常分叉，故名雙歧杆菌。
形态描述
雙岐杆菌是無運動性不産芽孢的杆菌，在不同條件下呈現不同的形态。初分離菌株的形态有分叉狀如Y形和V形，也有不分叉狀如匙形或球棒形，但在繼代培養後，菌株的分叉狀通常都呈折斷的杆狀或彎曲狀。在不适培養基中雙岐杆菌可生成各種不規則形态。引起雙岐杆菌變形的原因可以是多方面的，Glick先生證明，兩歧雙岐杆菌賓夕法尼亞變種在缺乏N--乙酰氨基糖時菌體會長成奇怪的形态，在培養基中控制其濃度從痕迹量到充足量，菌株形态則從鱗莖狀、樹節狀、直至不分叉的杆狀。Trial用标記過的N-乙酰氨基糖進行實驗，證明它被用于構成細胞壁的重要組分：糖肽。但大多數雙岐杆菌的分叉和多變的現象不能由添加N-乙酰氨基糖而阻止，這說明還有其它因素影響雙岐杆菌的形态。Husain先生觀察到兩歧雙岐杆菌在貧乏的培養基中大量地産生分叉，如果培養基中加入一定的氨基酸（丙氨酸、門冬氨酸、谷氨酸、絲氨酸），分叉的菌體又會回複到杆狀。而Kojima先生則認為鈣離子在防止細胞形态多變及調節細胞分裂中起着主導作用。目前尚無進一步的研究來闡明雙岐杆菌分叉的機理。
雙岐杆菌的菌落形态、外觀、大小都随菌株特性和營養狀況而變。其形态可呈突起的透鏡狀，顔色從晦澀到有光澤、從乳白到瓷白都有，表面為波浪狀、平滑狀或軟粘狀。雙岐杆菌為革蘭氏陽性，但經常會出現染色變異；有時菌體内會出現一些染色粒，能被亞甲基藍染色，而菌體其它部分不被染色。
生理特征
雙岐杆菌是嚴格厭氧的，但在有二氧化碳存在時也能耐受氧氣。不同菌株對氧的敏感性有很大的差别。雙岐杆菌厭氧需求的差異，對應着不同的生物化學基礎。某些對氧不太敏感的菌株具有較弱的觸酶活性，能夠除去生成的痕量過氧化氫，對不生成過氧化氫的菌株則可能具有NADH氧化酶活性，這些菌株隻能在一定的氧化-還原電位下生存。某些對氧較敏感的菌株，其厭氧的主要原因是：過氧化氫的積累會使果糖-6-磷酸-磷酸酮醇酶失活，而該酶是雙岐杆菌代謝途徑的一個關鍵酶。一些對氧非常敏感的菌株的生長和發酵顯然需要一個很低的氧化-還原電位，氧氣的存會導緻太高的氧化-還原電位，從而影響了菌體的生長。大部分人類種群的雙岐杆菌生長的最适溫度在36～38℃，而動物菌群的最适溫度較高，有些能在46.5℃下生長。幾乎所有菌株的生長在低于20℃時都會終止。雙岐杆菌對營養素的要求相當不均，有些菌株以铵鹽為氮源，有些則需有機氮。含多種維生素、核苷酸、乳糖、三種氨基酸和多種鹽類的半合成培養基能夠滿足雙岐杆菌生長需要，許多菌株可以生長在含铵鹽、生物素、泛酸鹽、糖類和礦物質的簡單培養基上。
種類及分布
100多年以來，随着分子生物技術的不斷發展以及人們對雙歧杆菌研究的不斷深入，發現的雙歧杆菌的種類也在逐漸增多。在最新的（2004年）伯傑細菌鑒定手冊中，将基于16SrDNA測序技術得到的雙歧杆菌共分成了34個不同的種，包括青春雙歧杆菌、角雙歧杆菌、動物雙歧杆菌、星狀雙歧杆菌、兩歧雙歧杆菌、牛雙歧杆菌、短雙歧杆菌、齒雙歧杆菌、嬰兒雙歧杆菌（即長雙歧杆菌嬰兒亞種）、乳雙歧杆菌（即動物雙歧乳脂亞種）、長雙歧杆菌、假小鍊雙歧杆菌以及嗜熱雙歧杆菌和嗜酸熱雙歧杆菌，等等。雙歧杆菌廣泛存在于人和其他溫血動物的腸道以及反刍動物的瘤胃中，此外在人的陰道、口腔以及母乳中也存在少量的雙歧杆菌。母乳喂養的嬰兒腸道中雙歧杆菌含量最豐富，其最初來源于母體，能夠占到嬰兒總腸道細菌的60%。随着年齡的增長，人體腸道中雙歧杆菌的種類和數量都會發生改變，一般60歲以上老人腸道中雙歧杆菌的數量隻占腸道細菌總量的8%左右。
生理功能
科學研究表明，雙歧杆菌具有多種益生功能，如：改善免疫系統紊亂導緻的腸道疾病，比如炎症性腸病、潰瘍性結腸炎、克羅恩病、結腸袋炎等；粘附在腸道上皮細胞并分泌抗菌肽，同時增加粘液層厚度，抑制病原菌侵入腸道；清除自由基、提高宿主抗氧化酶活性、減少血清和肝髒丙二醛的含量，從而緩解機體的氧化損傷，延緩衰老；改善因腸道菌群失調引起的疾病，如便秘、腹瀉等；分泌β-半乳糖苷酶，緩解乳糖不耐；抑制腐敗菌生長和分解緻癌物質達到抗癌（如結腸癌）的目的；降低血清膽固醇，防止動脈粥樣硬化；減輕因腫瘤壞死因子TNF-α和脂多糖引起的炎症反應；還可以提高2型糖尿病患者血清鈣離子濃度并降低谷丙轉氨酶的水平，等等。
生物活性作用
雙歧杆菌屬在體内的分布及數量，其主要分布在人體的胃腸道，胃中稀少，空腸中0～103個/g，回腸中103～107個/g，結腸中108～1012個/g。在胃腸道中不同年齡階段的分布也不同，母乳營養嬰兒1011～1012個/g，剛斷奶小兒1010個/g，成年人109～1010個/g，老年人107～109個/g，老年人雙歧杆菌屬數量的減少，也許是引起人體衰老的主要原因之一。雙歧杆菌屬對人體功能具有調節作用，其生物學活性包括兩個方面，一方面是保健作用;另一方面是藥用治療作用。
生物屏障與生物拮抗作用
雙歧杆菌屬的細胞壁與腸黏膜上皮細胞相互作用密切結合，與其他厭氧菌一起共同占據腸黏膜表面，形成一道具有保護作用的生物屏障，并通過自身及産生的代謝産物排斥緻病菌，在腸道中保持菌種優勢，并與其他菌群相互作用，調整菌群間的關系，以保證腸道菌群最佳組合，并維持腸道功能的平衡。其抗菌機制主要有:(1)産生有機酸，能明顯降低環境中的pH值，使不耐酸的腐敗菌和緻病菌的生長繁殖受到抑制。(2)産生類似細菌素的蛋白質，有一定的殺菌作用。(3)産生，從而激活機體産生過氧化氫酶，抑制和殺滅革蘭陰性菌，如志賀菌屬和沙門菌屬，此外，雙歧杆菌屬能分沁胞外糖苷酶，可降解腸黏膜上皮細胞的複雜多糖，以減少緻病菌代謝的能源。
營養作用
雙歧杆菌屬能合成多種維生素，如B1、B2、B6、葉酸、泛酸和B12等，當腸道菌群失調時，明顯表現為維生素缺乏，從而證實了腸道菌群特别是占優勢的雙歧杆菌屬為機體提供各種維生素的重要意義。雙歧杆菌屬還可以改善蛋白質的代謝，如産生的磷蛋白磷酸酶可将乳汁中α-酪蛋白降解，有益于乳蛋白的吸收，在人體腸道内可産生β-半乳糖苷酶，促進機體對乳糖的消化吸收。此外，還可促進某些營養物質的吸收，這是因為雙歧杆菌屬與其他厭氧菌産生的酸，乙酸和乳酸，使環境pH下降，有利二價鐵、維生素D及鈣的吸收。
免疫作用
正常人服用雙歧杆菌屬制劑後，紅細胞免疫黏附功能增強，可能與C36受體數量增多及免疫黏附調節因子增強有關。它能激活機體吞噬活性，提高抗感染能力。
降血脂作用
雙歧杆菌屬的結合膽汁酸水解酶能将各種結合膽汁酸水解為遊離膽汁酸，而遊離膽汁酸與膽固醇在腸道共沉澱并從大便排出，使血清膽固醇降低。
抗放射線作用
雙歧杆菌屬能夠提高宿主對放射線的耐受性，有實驗研究表明，用射線照射無菌小鼠後兩周，惟有與雙歧杆菌屬單聯的小鼠存活時間比未聯菌的小鼠長。
抗衰老作用
雙歧杆菌屬菌體成分或代謝産物具有抗膽固醇功能，能明顯減少腸管對膽固醇的吸收，同時促進膽固醇轉變為膽酸鹽，從而加快其排出體外，對延緩機體衰老有積極作用。用其活菌液喂養老齡大鼠，結果表明，雙歧杆菌屬能使大鼠的某些具有抗衰老作用的酶SOD、GSH-PX活性升高，而使大鼠衰老的物質LPO濃度降低，可見，其具有一定的延緩動物衰老的作用。
食品中的應用
雙歧杆菌等益生菌以食品基質作為載體被人體攝入，是非常常見的做法。雙歧杆菌作為益生菌被添加到乳制品中已有長達20多年的曆史，同時發酵乳也是雙歧杆菌應用最廣泛、最成熟的産品。美國加州大學戴維斯分校的Lee等發現，通過奶制品攜帶幹酪乳杆菌BL23能夠顯著降低小鼠腸炎相關的細胞因子的數量，從而減輕腸炎小鼠的症狀，并且基本不會影響小鼠腸道菌群的結構和比例。說明了奶制品攜帶益生菌這種微生物與環境的相互作用使得其相對于其他攝入方式可能更加有利于微生物的存活或者代謝從而提高益生菌的功效。目前國内市面上出售的含有雙歧杆菌的發酵乳（酸奶），所用到的雙歧杆菌主要是乳雙歧杆菌和長雙歧杆菌。然而，通常情況下雙歧杆菌單獨發酵牛乳的性質不夠好，因此一般是與保加利亞乳杆菌和嗜熱鍊球菌等乳酸菌複配使用。普通酸奶裡一般含有109~1010cfu/100g的活性乳酸菌，為了保證乳酸菌的活力不讓酸奶過度發酵同時避免雜菌污染，一般需要低溫（0~10℃）冷藏。
研究
日本京都府立大學教授牛田一成率領的研究小組2月8日宣布，他們從生活在非洲中部加蓬的野生大猩猩的糞便中，發現了新種的雙歧杆菌。
雙歧杆菌生活在動物腸道内，是一種厭氧的革蘭氏陽性杆菌，末端常常分叉，由此得名。它擁有強大的殺菌能力，還能遏制有害細菌的增殖，調整腸内環境，保護腸黏膜。與其他動物相比，人類腸内雙歧杆菌的種類和數目都更多。
研究小組從生活在加蓬國立公園中的約30頭西部低地大猩猩的糞便中，采集了大量雙歧杆菌。通過調查其基因排列等，發現這些雙歧杆菌屬于新品種，且比起生活在人類腸内的雙歧杆菌，起源可能更古老。
由于這種雙歧杆菌來自與人類擁有共同祖先的大猩猩，研究小組認為這一發現将有助于弄清雙歧杆菌是如何适應人類腸内環境，以及類人猿與腸内細菌是如何一起進化等問題。
牛田一成指出：“今後準備繼續詳細調查這種細菌，以弄清人類進化時食物環境的變化。”
馬裡蘭大學醫學院的研究人員在mBio雜志上刊登了最新研究成果，發現LGG可以扮演一種推進者的角色，來修飾其它腸道細菌的活性：研究對12名受試者進行了測試，參與者連續28天每天攝入兩次LGG，分别分析療程前和療程後的腸道菌群，結果發現，攝入LGG可以增加許多基因的表達，進而促進其它腸道菌群的生長，包括拟杆菌屬、雙歧杆菌屬等菌群，這些菌群都被認為對人類有益處，包括可以促進免疫系統的健康發育等。
雙歧杆菌的生物學功效及其保健作用
雙歧杆菌是定居在腸道中的有益細菌，歸屬于放線菌科雙歧杆菌屬，專性厭氧，呈杆狀，不形成芽孢，不運動。因為它能發酵糖類，産生大量乳酸，又稱為乳酸菌。雙歧杆菌能維持腸道微生菌群平衡，是存在于自然界的有益微生物。它能夠維持微生态平衡，改善肝功能，抑制腐敗細菌生長，預防和抑制腫瘤，增強機體的免疫功能，改善肝功能，降低血清膽固醇，合成多種葉酸等為機體提供營養等多種生物學功能。為了減少對抗生素的依賴，細緻地探索生物治療疾病有很大的意義。許多研究證明，雙歧杆菌已成功用于治療:與抗生素相關的腹瀉、急性嬰兒腹瀉、治療複發性難辨梭狀芽胞杆菌疾病等，并且很少有不良反應的報道。但許多研究隻試驗了少數病人或志願者。Lee等将100名6-60月的急性腹瀉兒童分為2組，實驗組口服雙歧杆菌和乳酸杆菌的複合制劑。
