Lacticaseibacillus rhamnosus

Lacticaseibacillus rhamnosus (เดิมชื่อ Lactobacillus rhamnosus ) เป็นแบคทีเรียที่แต่เดิมได้รับการระบุว่าเป็นสายพันธุ์ย่อยของ L. casei แต่การวิจัยทางพันธุกรรมพบว่าเป็นสปีชีส์ที่แยกกันในเคลด L. casei (ซึ่งเคลดนี้รวมถึง L. paracasei และ L. zeae ) เป็นแบคทีเรียแกรมบวกมีรูปร่างเป็นแท่งสั้นไม่สร้างสปอร์ เจริญได้ทั้งในสภาวะที่มีหรือไม่มีออกซิเจน กลุ่มโฮโมเฟอร์เมนเททีฟที่มักปรากฏเป็นสายโซ่ แบคทีเรีย L. rhamnosus บางสายพันธุ์ถูกนำมาใช้เป็นโปรไบโอติกส์ และมีประโยชน์อย่างยิ่งในการรักษาโรคติดเชื้อในระบบทางเดินปัสสาวะของผู้หญิง โดยเฉพาะอย่างยิ่งโรคช่องคลอดอักเสบจากเชื้อแบคทีเรีย (หรือ "BV") ในกรณีที่รักษายากมาก สายพันธุ์ Lacticaseibacillus rhamnosus และ Limosilactobacillus reuteri มักพบในระบบทางเดินปัสสาวะและอวัยวะเพศหญิงที่มีสุขภาพดี และมีประโยชน์ในการควบคุมการเสียสมดุลจากการเจริญมากเกินของแบคทีเรียในระหว่างการติดเชื้อ บางครั้งมีการใช้ L. rhamnosus ในผลิตภัณฑ์นม เช่น นมหมัก และใช้เป็นแบคทีเรียที่ไม่ใช่เชื้อตั้งต้นของการผลิตกรดแล็กติก (NSLAB) ในชีสที่บ่มนาน ในขณะที่มักถูกมองว่าเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีประโยชน์ ในสถานการณ์ที่หายาก L. rhamnosus อาจไม่เป็นประโยชน์ต่อประชากรบางส่วน โดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ที่มีระบบภูมิคุ้มกันบกพร่องหรือทารก โดยเชื้ออาจทำให้เกิดเยื่อบุหัวใจอักเสบได้ แม้จะมีการติดเชื้อหายากที่เกิดจาก L. rhamnosus แต่สายพันธุ์นี้ก็รวมอยู่ในรายชื่อแบคทีเรียที่มีสถานะที่ประเมินว่าปลอดภัย (QPS) ของหน่วยงานตรวจสอบความปลอดภัยด้านอาหารแห่งสหภาพยุโรป (European Food Safety Agency)

จีโนม 
Lacticaseibacillus rhamnosus ถือเป็นสิ่งมีชีวิตที่ไม่มีแหล่งที่อยู่แน่นอน โดยแยกสายพันธุ์ย่อยได้จากสภาพแวดล้อมต่าง ๆ มากมาย รวมทั้งช่องคลอดและระบบทางเดินอาหาร สายพันธุ์ย่อยของ L. rhamnosus มีความสามารถในการทำงานของยีนเฉพาะสายพันธุ์ซึ่งจำเป็นต่อการปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย จีโนมที่พบในทุกสายพันธุ์ (core genome) ประกอบด้วยยีน 2,164 ยีน จากทั้งหมด 4,711 ยีน (แพนจีโนม) จีโนมที่พบในบางสายพันธุ์ (accessory genome) ถูกแทรกแซงโดยยีนที่เข้ารหัสการขนส่งคาร์โบไฮเดรตและเมแทบอลิซึม โพลีแซคคาไรด์นอกเซลล์ การสังเคราะห์ทางชีวภาพ การผลิตแบคทีริโอซิน การผลิตพิไล (pili) เทคนิคระบุบริเวณในจีโนมที่ต้องการปรับแต่งยีน (CRISPR-Cas) และองค์ประกอบทางพันธุกรรมของฟังก์ชันการขนส่งและการเคลื่อนที่มากกว่า 100 ฟังก์ชัน  เช่น เฟจ พลาสมิดยีน และทรานสโพซอน

จีโนมเฉพาะของสายพันธุ์ย่อย L. rhamnosus LRB ในกรณีนี้ นำมาจากฟันน้ำนมของมนุษย์ ประกอบด้วยห่วงโซ่โครโมโซม 2,934,954 คู่เบส ที่มีปริมาณเบส GC ร้อยละ 46.78 จีโนมนี้มียีนทั้งหมด 2,749 ยีน โดยมี 2,672 ที่เป็นลำดับการเข้ารหัสโปรตีนทั้งหมด ตัวอย่างนี้ไม่มีพลาสมิดใด ๆ เลย สายพันธุ์ที่มีการศึกษาอย่างกว้างขวางที่สุดคือ L. rhamnosus GG ซึ่งเป็นสายพันธุ์ที่แยกได้จากลำไส้ ประกอบด้วยจีโนม 3,010,111 คู่เบส ดังนั้น จีโนม LRB จึงสั้นกว่าจีโนมของ GG โดย LRB ไม่มีคลัสเตอร์ยีน spaCBA ของ GG และคาดว่าจะไม่สามารถผลิตพิไลที่ทำงานได้ ความแตกต่างนี้อาจช่วยอธิบายได้ว่าทำไมแต่ละสายพันธุ์จึงอาศัยอยู่ในแหล่งที่อยู่อาศัยที่แตกต่างกัน

Lacticaseibacillus rhamnosus GG (ATCC 53103) 
Lacticaseibacillus rhamnosus GG (ATCC 53103) เป็นสายพันธุ์ย่อยของ L. rhamnosus ที่แยกได้จากลำไส้ของมนุษย์ที่มีสุขภาพดีใน ค.ศ. 1983 และได้ยื่นขอสิทธิบัตรเมื่อวันที่ 17 เมษายน ค.ศ. 1985 โดยเชอร์วูด กอร์บาค  (Sherwood Gorbach) และแบร์รี โกลดิน (Barry Goldin) ซึ่ง 'GG' มาจากอักษรตัวแรกของนามสกุลของพวกเขา สิทธิบัตรอ้างถึงสายพันธุ์ของ L. acidophilus GG ที่มีหมายเลขทะเบียน American Type Culture Collection (ATCC) 53103 ภายหลังถูกจัดประเภทใหม่เป็นสายพันธุ์ L. rhamnosus สิทธิบัตรอ้างว่าสายพันธุ์ L. rhamnosus GG (ATCC 53103) มีความคงตัวในกรดและน้ำดี มีความเร็วในการเกิดปฏิกิริยา (avidity) อย่างมากในเซลล์เยื่อบุลำไส้ของมนุษย์ และผลิตกรดแล็กติก นับตั้งแต่มีการค้นพบสายพันธุ์นี้ ก็ได้มีการศึกษาอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับประโยชน์ต่อสุขภาพที่หลากหลาย และปัจจุบันสายพันธุ์ L. rhamnosus GG (ATCC 53103) เป็นแบคทีเรียโปรไบโอติกส์ที่มีการศึกษามากที่สุดในโลก โดยมีงานวิจัยมากกว่า 800 รายการ

ลำดับจีโนมของ Lactobacillus rhamnosus GG (ATCC 53103) ได้รับการถอดรหัสใน ค.ศ. 2009

ประวัติ 
ใน ค.ศ. 1983 L. rhamnosus GG ถูกแยกได้จากลำไส้ของมนุษย์ที่มีสุขภาพดีโดยเชอร์วูด กอร์บาค และแบร์รี โกลดิน

การวิจัยทางการแพทย์และการใช้งาน 
จากที่ L. rhamnosus GG (ATCC 53103) สามารถอยู่รอดได้ในกรดของกระเพาะอาหารและน้ำดีในลำไส้ จึงถูกระบุว่ามีแหล่งอาศัยในระบบทางเดินอาหาร และสร้างสมดุลของจุลินทรีย์ในลำไส้ หลักฐานบ่งชี้ว่า L. rhamnosus เปรียบได้กับจุลินทรีย์โปรไบโอติกส์ในสกุลแลคโตบาซิลลัสเกือบทั้งหมดที่เป็นเพียงผู้อาศัยชั่วคราวและไม่ใช่จุลินทรีย์ท้องถิ่น (autochthonous) Lactobacillus rhamnosus GG จะจับกับเยื่อบุลำไส้ ซึ่งคุณลักษณะนี้ทำให้เป็นสิ่งมีชีวิตที่เอื้ออำนวยต่อการตรวจสอบการเสริมโปรไบโอติกส์เพื่อใช้ในการรักษาโรคต่าง ๆ จนถึงปัจจุบันยังไม่มีการศึกษาที่ระบุถึงอาการป่วยที่ใช้สิ่งมีชีวิตโปรไบโอติกส์เป็นการรักษาทางเลือกแรกหรือทางเลือกที่สองที่เหมาะสม

Lactobacillus rhamnosus GG สามารถกระตุ้นการผลิตไซโตไคน์บางชนิด เช่น:

 TNF-α
 IL-1β
 IL-6
 IL-10
 IL-12
 IFN-γ

อาการท้องร่วง 
Lacticaseibacillus rhamnosus GG มีประโยชน์ในการป้องกันโรคอุจจาระร่วงจากไวรัสโรตาในเด็ก มีการแสดงให้เห็นถึงการป้องกันและรักษาโรคท้องร่วงประเภทต่าง ๆ ทั้งในเด็กและผู้ใหญ่ L. rhamnosus GG สามารถเป็นประโยชน์ในการป้องกันอาการท้องร่วงที่เกี่ยวข้องกับยาปฏิชีวนะและโรคท้องร่วงจากการติดเชื้อในโรงพยาบาล และสิ่งนี้ได้รับการสนับสนุนในข้อแนะนำของยุโรป Lactobacillus rhamnosus GG อาจลดความเสี่ยงของอาการท้องร่วงของนักเดินทาง

กระเพาะและลำไส้อักเสบเฉียบพลัน 
เอกสารวิชาการหลักที่เผยแพร่โดยคณะทำงานด้านโปรไบโอติกส์และพรีไบโอติกส์ของ European Society for Paediatric Gastroenterology Hepatology and Nutrition (ESPGHAN) ซึ่งมีการทบทวนอย่างเป็นระบบและทำการทดลองแบบสุ่มและมีกลุ่มควบคุม (RCTs) (หลักฐานคุณภาพต่ำ, ต้องการคำแนะนำที่ชัดเจน) ระบุว่า L. rhamnosus GG  อาจได้รับการพิจารณาใช้ในการรักษาเด็กที่เป็นโรคกระเพาะและลำไส้อักเสบเฉียบพลัน นอกเหนือจากการบำบัดด้วยการให้สารน้ำ

ผิวหนังอักเสบเหตุภูมิแพ้ 
Lacticaseibacillus rhamnosus GG พบว่าไม่ได้ผลในการรักษาอาการผิวหนังอักเสบเหตุภูมิแพ้ อย่างไรก็ตาม ในการสังเกตทางคลินิกแบบไม่สุ่มหนึ่งครั้ง เกี่ยวกับผื่นภูมิแพ้ผิวหนังในเด็กที่ดื้อยา มีรายงานถึงการปรับปรุงคุณภาพชีวิตอย่างมากในผู้ป่วยเด็กที่ได้รับ L. rhamnosus เสริม

ความเสี่ยง 
การใช้ L. rhamnosus GG สำหรับการบำบัดด้วยโปรไบโอติกนั้นเชื่อมโยงกับกรณีของภาวะพิษเหตุติดเชื้อที่หายากในกลุ่มเสี่ยงบางกลุ่ม โดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ที่มีระบบภูมิคุ้มกันบกพร่องและทารก การรับประทาน L. rhamnosus GG ถือว่ามีความปลอดภัย และข้อมูลแสดงการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในการบริโภคในระดับประชากร ซึ่งไม่ได้นำไปสู่การเพิ่มขึ้นของกรณีผู้ป่วยภาวะเลือดมีแบคทีเรียจากเชื้อแลคโตบาซิลลัส

Lacticaseibacillus rhamnosus GR-1 
Lacticaseibacillus rhamnosus GR-1 เดิมพบในท่อปัสสาวะของสตรีที่มีสุขภาพดี และปัจจุบันเป็นสายพันธุ์ต้นแบบสำหรับโปรไบโอติกในช่องคลอด การเปรียบเทียบจีโนมระหว่าง L. rhamnosus GG และ L. rhamnosus GR-1 แสดงให้เห็นว่า GR-1 ไม่มีพิไล (pili) ที่เข้ารหัสด้วย spaCBA ซึ่งเป็นตัวยึดเกาะ (adhesin) ที่สำคัญในการยึดเกาะของ L. rhamnosus GG กับเซลล์เยื่อบุผิวในลำไส้ ในทางตรงกันข้าม L. rhamnosus GR-1 ใช้โปรตีนที่มีลักษณะคล้ายเลกตินเพื่อยึดติดกับคาร์โบไฮเดรตบนพื้นผิวของเซลล์เป้าหมาย โปรตีนที่คล้ายเลกตินจะชอบจับกับเยื่อบุผิวประเภทสแตรทิฟายด์สความัสนอนคีราตินไนซด์ (nonkeratinized stratified squamous cells) ซึ่งพบในท่อปัสสาวะและช่องคลอด โปรตีนคล้ายเลกตินบริสุทธิ์จาก L. rhamnosus GR-1 พบว่าป้องกันการติดเชื้อ E. coli UTI89 ที่ทำให้เกิดโรคในระบบทางเดินปัสสาวะได้โดยการยับยั้งการยึดเกาะกับเซลล์เยื่อบุผิวและรบกวนการสร้างไบโอฟิล์ม นอกจากนี้ยังสามารถเพิ่มการสร้างไบโอฟิล์มในแบคทีเรียแลคโตบาซิลลัสที่เป็นประโยชน์อื่น ๆ ที่อาศัยอยู่ในช่องคลอด

อ้างอิง

อ่านเพิ่มเติม

แหล่งข้อมูลอื่น 

 
 

ระบบทางเดินอาหาร
โปรไบโอติกส์
Lactobacillaceae
จุลชีววิทยาอาหาร
ผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร