为了避免人体受到细菌或病毒的感染，或是癌细胞的侵蚀，人体的免疫力是不可或缺的一环。免疫力降低时，就容易受到感染或患上癌症。为了维持身体的健康，必须经常提高免疫力，对此，双歧杆菌也能扮演重要的角色，
把羊的红血球注入老鼠的肚子中，淋巴球受到刺激，就会制造出抗体，称之为第一次免疫反应。如果将一种属于双歧杆菌的INFANTISS菌注入老鼠的静脉中，产生抗体的细胞数，比没有注射的老鼠要增加2～3倍。
负责免疫的细胞是淋巴球，分为来自胸腺的细胞(T细胞)和来自骨髓的细胞(B细胞)二种，都是受到来自细胞外的刺激而进行分裂、繁殖。淋巴球繁殖越多，免疫力就越高。
有人曾针对双歧杆菌是否有促进淋巴球分裂繁殖的作用，进行过调查研究。结果发现INFANTISS菌的死菌，具有促进淋巴球分裂繁殖作用。
作为与免疫有关的细胞来讲，不仅是淋巴球，巨噬细胞也扮演着重要角色。抗原进入体内，道德会被巨噬细胞吞噬，处理成适合产生抗体的样式。而此抗原的讯息，则传至T细胞和B细胞。巨噬细胞也具有防止癌细胞繁殖的作用。因此，使巨噬细胞产生活力，是非常重要的。
经实验证明，双歧杆菌具有促进巨噬细胞产生活力的作用。
但是，上述这些全都是从外部将双歧杆菌注射至老鼠体内的实验结果。如果长期居住肠内的双歧杆菌不具有相同的作用，就没有提高免疫的结果。
对于这点，也曾做过彻底的实验，将某种双歧杆菌与溶菌酶、蛋白酶，制成可溶性双歧杆菌细菌壁，连续喂食土拨鼠五天后，从土拨鼠对B型肝炎滤过性病毒表面抗原的反应，调查免疫力状况。结果，发现这些土拨鼠的免疫力，比没有喂食过双歧杆菌细菌壁的土拨鼠增强2倍。很多单位也曾进行类似的研究。全都证明肠内的双歧杆菌，具有提高免疫力的作用。
如果双歧杆菌在肠内占优势，其中一部分成为死菌被吸收，刺激免疫能力的可能性性非常高。
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