益生元的概念最早由英國(guó)的 Gibson 和 Roberfroid 于 1995 年提出，他們把可以促進(jìn)腸道雙歧桿菌等有益菌增殖的物質(zhì)定義為益生元，這一定義于 2010 年得到國(guó)際益生菌與益生元科學(xué)協(xié)會(huì)的認(rèn)可并被公布[1]。

母乳低聚糖是一種重要的益生元，它是母乳中僅次于乳糖和脂肪的第三大固態(tài)物質(zhì)，在母乳中濃度為 5-12g/L，初乳中高達(dá) 20 g/L[1]母乳低聚糖參與嬰兒胃腸道菌群環(huán)境的形成，不僅促進(jìn)腸道有益菌群如雙歧桿菌的生長(zhǎng)繁殖，還促進(jìn)腸道蠕動(dòng)和排便，通過(guò)阻止病原微生物對(duì)腸黏膜的黏附，抑制有害菌的定植和入侵，具有抗感染作用[2]。

2001 年，世界糧農(nóng)組織（FAO）和世界衛(wèi)生組織（WHO）定義：益生菌是通過(guò)攝取適當(dāng)量、對(duì)食用者的身體健康能發(fā)揮有效作用的活菌[1]。

目前常見(jiàn)益生菌有雙歧桿菌、乳桿菌、芽孢桿菌等。其中，雙歧桿菌在嬰兒腸道菌群中占主導(dǎo)地位，發(fā)揮著許多益生作用，如抑制病原菌的生長(zhǎng)、強(qiáng)化腸道屏障、抑制腫瘤壞死因子分泌等。[3]

共生元是益生菌和益生元的混合制劑，共生元中添加的益生元必須既能促進(jìn)制劑中益生菌的增殖，又具有促進(jìn)宿主腸道中的生理性細(xì)菌（如雙歧桿菌等）定植和增殖作用[1]。

益生元的生理功能是通過(guò)促進(jìn)腸內(nèi)有益菌繁殖，優(yōu)化菌群平衡來(lái)實(shí)現(xiàn)的[1]。母乳低聚糖是母乳中的第三大固體組分，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具有益生元的作用。研究發(fā)現(xiàn)模擬母乳低聚糖短長(zhǎng)鏈成分比例為 9:1 的短鏈低聚半乳糖（short-chain galacto-oligosaccharides，scGOS）和長(zhǎng)鏈多聚果糖（long-chain fructo-oligosaccharides，lcFOS）組合可促進(jìn)雙歧桿菌在嬰兒腸道內(nèi)的增殖和定植[4-5]。

益生菌通過(guò)調(diào)節(jié)腸道免疫反應(yīng)、增加上皮屏障功能和抑制病原菌的生長(zhǎng)來(lái)協(xié)助維持腸道的免疫平衡[1] 。雙歧桿菌和致病菌競(jìng)爭(zhēng)性與腸道黏膜樹(shù)突狀細(xì)胞（DC）接觸定植，雙歧桿菌的分子表位（屬于微生物相關(guān)分子模式，MAMPS）與 DC 的 Toll 樣受體 2（TLR2）、TLR9 和 CD103⁺分子結(jié)合，釋放抗炎因子（IL-10,TGFβ），誘導(dǎo)初始 Th 細(xì)胞向 Th1 和 Treg 細(xì)胞極化，促進(jìn)抗感染、抗炎癥和免疫耐受。

與之相反，致病菌的分子表位（致病體相關(guān)分子模式，PAMPS）與 DC 的 TLR4 結(jié)合，誘導(dǎo)初始 Th 細(xì)胞向 Th2 和 Th17 細(xì)胞極化，產(chǎn)生前炎癥因子（TNFα、IL-1β、IL-6、IL-8、IL-15），促進(jìn)過(guò)敏性和炎癥性疾病[6,7]。研究發(fā)現(xiàn)，短雙歧桿菌 M-16V 具有保護(hù)嬰兒免于發(fā)生壞死性小腸結(jié)腸炎和過(guò)敏性疾病的潛力，能夠降低嬰兒特應(yīng)性皮炎和哮喘發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)[8]。

共生元可以同時(shí)發(fā)揮益生菌和益生元的作用，且并非益生菌和益生元兩者作用的簡(jiǎn)單相加，其發(fā)揮的功效遠(yuǎn)大于益生菌和益生元各自作用的總和。[1]

2016 年世界變態(tài)反應(yīng)組織對(duì)益生元及益生菌預(yù)防嬰兒過(guò)敏性疾病進(jìn)行循證研究，制定臨床指南。該指南推薦：益生元用于配方奶和混合喂養(yǎng)的嬰兒；母乳喂養(yǎng)的嬰兒和哺乳期婦女無(wú)需補(bǔ)充益生元；生產(chǎn)過(guò)過(guò)敏嬰兒的妊娠期孕婦、哺乳過(guò)敏高危嬰兒的哺乳期婦女和過(guò)敏高危嬰兒應(yīng)使用益生菌[9,10]。

此外，2019 中國(guó)兒童過(guò)敏性疾病診斷及治療專(zhuān)家共識(shí)指出：添加益生菌可用于預(yù)防濕疹；不能母乳喂養(yǎng)者建議添加含有益生元的配方粉 。[11]