文献解读 | 口服益生菌如何精准提升功效？

　　“我国益生菌的基础研发和产业化已经进入快速发展阶段，成为食品、医药等领域产品升级的重要推动力之一。”

       
　　中国海洋大学张兰威教授的功能性乳品与益生菌团队在国际顶级期刊 Journal of Controlled Release 发表了综述性文章：Precise oral delivery systems for probiotics: A review（益生菌口服精准递送系统的综述），讨论了目前益生菌的先进封装技术和实际应用情况。

　　益生菌的核心特征是活菌状态、足够数量和有益的健康功能，106-109CFU被认为是保证益生菌发挥健康效用的活性数量范围。但益生菌在人体消化过程中会受到胃中低pH值、肠中消化酶和胆汁盐等的恶劣的环境影响，从而威胁其生存能力和功能。

　　文献摘要（截自文献）

　　了解解决口服益生菌吸收利用障碍的最新研究趋势对产品的研发和创新非常重要。本文将分享张兰威教授研究团队的最新综述内容，旨在为益生菌产品的研发、筛选和应用提供支持。

　　基于5种不同作用机制，有效提升益生菌吸收利用

　　益生菌发挥健康效用的必要条件之一是达到活性数量，但益生菌在防治胃肠道疾病的实际应用中，很大程度上会受到胃肠道环境恶劣的限制，导致益生菌失活或活力降低。

　　目前保护益生菌的常见方法为封装技术，即益生菌被嵌入保护性基质中，多糖和蛋白质是常见的基质材料。文献中总结了基于5种作用机制的益生菌封装设计。

　　益生菌封装技术作用机制概括

　　胃肠道环境与作用机制示意图（截自文献）

　　非靶向和靶向递送益生菌的应用情况

　　在现有解决益生菌失活和功能受损的局限性的方案中，大多都是非靶向治疗应用，即提高益生菌在非针对性的情况下产生功效。
　　在非靶向治疗策略中，基于pH敏感性机制的益生菌封装是目前最为广泛应用的策略。比如Luo等人使用LbL组件的方式将大肠杆菌菌株Nissle 1917包封在壳聚糖和藻酸盐中，提高了益生菌的胃肠耐受性和生物利用度，为肠易激综合征（IBD）提供了有效治疗方法。

　　值得注意的是，非靶向的益生菌递送系统可能会导致疾病发生部位的益生菌数量不足，或因为疾病发生部位的环境发生了变化，从而导致益生菌在疾病部位无法充分发挥治疗作用。

　　比如结肠的pH值可能因疾病从pH7左右变成pH2-3，这就对非靶向递送方式的有效性就产生了非常大的影响。因此，设计精准的靶向递送系统是益生菌精准治疗应用的必然趋势。

　　靶向治疗递送的设计策略有基于氧化还原反应触发机制、基于疾病部位微生物组成的2种方式：
　　基于氧化还原机制的设计中，有研究报道用具有活性氧（ROS）相应特性的硫基化透明质酸作为载体，将鼠李糖乳杆菌送到发炎部位。
　　基于疾病部位微生物组成的设计中，用益生元包衣的丁酸梭菌被报道应用于结肠肿瘤的靶向治疗中，益生元可促进肠道粘附性，也能刺激丁酸梭菌发酵产生抗肿瘤短链脂肪酸。

　　此外，益生菌递送系统还可通过肠-肝轴或肠-脑轴调节其他器官的功能。据报道，益生菌可产生细菌素、短链脂肪酸和代谢酶等生物活性化合物，可缓解肝病、牙周炎等相关疾病。

　　研究结论

　　1. 口服益生菌会在人体消化过程中经历许多不利环境的影响，导致无法在肠道中保留有效的数量和活性，最终限制益生菌的功效，所以未来的研究和应用都应该重视益生菌的保护和有效递送方面。

　　2. 封装技术是能够改善益生菌在胃肠的不利环境中耐受性的有效方式，非靶向递送技术应用较多，靶向递送则可以通过利用疾病部位和正常部位之间的差异发挥出益生菌的精准治疗效果，近期也有研究开始关注双靶向递送方式。

　　3. 目前实际应用封装技术的益生菌种类较为局限、封装技术的方法也需要进一步关于阻隔氧气渗透的方法，因此未来期待看到更多益生菌和类似活性生物产品的实践应用与反馈，以及更多递送系统技术的优化和创新。

　　参考文献：
　　Luo Y, De Souza C, Ramachandran M, et al. Precise oral delivery systems for probiotics: A review [published online ahead of print, 2022 Oct 29]. J Control Release. 2022;352:371-384. doi:10.1016/j.jconrel.2022.10.030

       CTI华测检测益生菌检测与认证服务

　　一一一主菌精准基因检测
　　一一一益生菌分级认证
　　一一一益生菌安全性评价
　　一一一益生菌功能评价

　　上海华测艾研医学检验所华测艾研致力于实现益生菌产品生产过程一致性控制、提升行业监管和商业保护、促进益生菌跨行业科学应用与发展创新，并提供强有力的支持。

　　来源【华测多组学科研服务】订阅号
　　内容整理 | 陈颖慧璇
　　文案编排 | 张惠洋