含益生菌海藻酸盐微球的皮肤微生物组友好型外用制剂：体外研究揭示其调节微生物平衡与促进皮肤再生的潜力

为解决皮肤菌群失调引发的多种皮肤问题，研究人员开发了含有封装Lactobacillus casei ATCC 393的海藻酸盐-木薯淀粉微球的外用制剂。该制剂能选择性抑制金黄色葡萄球菌(S. aureus)等病原体（24小时降低0.99 log），同时促进共生菌生长，并证明在体外具有低细胞毒性、促再生（划痕实验显示15小时伤口接近完全闭合）和抗炎潜力，为皮肤微生物组调节提供了新策略。

　　

皮肤作为人体最大的器官，其表面栖息着复杂的微生物群落，这些微生物在维持皮肤健康、抵御病原体和调节局部免疫反应中发挥着关键作用。然而，当皮肤微生物组的平衡被打破，即出现菌群失调时，可能与多种皮肤问题相关，如痤疮、特应性皮炎、牛皮癣、伤口感染甚至皮肤老化。近年来，尤其是在新冠疫情期间，频繁的手部清洗和消毒在去除病原体的同时，也无差别地清除了皮肤上有益的微生物，这使得通过局部应用益生菌来维护和恢复皮肤微生物平衡的需求日益凸显。

为了应对这一挑战，研究人员将目光投向了益生菌。益生菌是活的微生物，当以足够的量施用时，能给宿主带来健康益处。其中，乳酸杆菌属（Lactobacillus）的细菌是研究最为广泛的益生菌之一。本研究选用的菌株是Lactobacillus casei ATCC 393，旨在探索其作为皮肤外用制剂活性成分的潜力。

研究人员开展此项研究的主要目的是：测试L. casei ATCC 393对皮肤常见共生菌（如Staphylococcus epidermidis）和病原菌（如Staphylococcus aureus）的抗菌活性；将益生菌封装于海藻酸盐-益生元（木薯淀粉）微球中，并将其作为活性成分加入一种外用乳剂；在体外评估该制剂的安全性（细胞毒性）和有效性（对细胞增殖、炎症因子释放及伤口愈合的影响）；并最终探究该制剂对皮肤微生物组中多种微生物的调节作用。

本研究的关键技术方法包括：利用时间杀灭试验和琼脂扩散法评估益生菌代谢物的抗菌活性；采用离子凝胶化法制备海藻酸盐-木薯淀粉益生菌微球并进行透明质酸涂层；通过离心和热稳定性测试、pH值、液滴大小和流变学分析评估乳剂的理化性质；使用人类角质形成细胞（HaCaT）和成纤维细胞（HSF）模型进行细胞毒性（MTT法）、增殖、细胞因子（IL-6, IL-8, ELISA法）释放和划痕愈合实验的体外生物安全性及功效评价；并通过在制剂中接种多种参考菌株（包括共生菌和病原菌）来评估其对皮肤微生物组的影响。

效果研究结果

L. casei对S. aureus和S. epidermidis的作用

时间杀灭试验表明，与L. casei共培养5小时和24小时后，病原菌S. aureus的存活数分别减少了0.81 log和0.99 log。相反，共生菌S. epidermidis的数量在同一时期分别增加了0.13 log和0.59 log。L. casei的生长未受两种葡萄球菌的影响。琼脂扩散法进一步证实，L. casei的代谢物能产生超过5 mm的抑制圈抑制S. aureus的生长，但对S. epidermidis的生长则无抑制作用。

外用制剂的理化特性及益生菌存活率

成功制备了水包油（O/W）型乳剂，其pH值为5.8，与皮肤生理pH值相近。含有益生菌微球（E2）的制剂与基础制剂（E1）均表现出良好的稳定性。微球的加入使平均液滴尺寸减小了10%，并略微降低了粘度。封装在微球中的L. casei在加入制剂后的存活率为7.80 log CFU/g。

体外研究

细胞毒性试验显示，两种制剂在浓度高达2.5%时对HaCaT和HSF细胞均无毒性作用，半抑制浓度（IC₅₀）约为10%。在较低浓度（HaCaT: 0.04%; HSF: 0.16%）下，甚至观察到轻微的促增殖效应。然而，更高浓度会抑制细胞增殖。

细胞因子释放试验表明，0.5%的制剂处理能刺激HaCaT细胞释放IL-6和IL-8（约增加50%），在HSF细胞中诱导的炎症因子释放水平较低（低于40%）。值得注意的是，含有益生菌微球的制剂（E2）对HSF细胞IL-8的诱导作用弱于基础制剂（E1），提示L. casei可能具有抗炎潜力。

划痕实验表明，0.5%的E2制剂处理15小时后，几乎能完全闭合伤口，效果优于基础制剂（E1）和对照组，显示了其显著的促再生潜力。

含L. casei的外用制剂对皮肤微生物组的影响

与不含益生菌的基础制剂（E1）相比，含有益生菌微球的制剂（E2）对皮肤共生菌（如S. epidermidis, Micrococcus luteus, Staphylococcus hominis, Staphylococcus capitis subsp. urealyticus）的生长仅有轻微促进或无明显影响。然而，E2制剂能显著抑制多种病原菌的生长，其中对Cryptococcus neoformans（24小时减少2.82 log）和S. aureus（24小时减少1.60 log）的抑制效果最为显著，对Escherichia coli和Candida albicans也有不同程度的抑制。

结论与讨论

本研究成功开发并评估了一种含有封装L. casei ATCC 393的海藻酸盐-益生元微球的新型外用制剂。该制剂具有良好的理化稳定性和安全性，其pH值适合皮肤应用。核心发现在于L. casei及其代谢物能选择性抑制皮肤病原菌（如S. aureus）的生长，同时不影响甚至促进共生菌（如S. epidermidis）的繁殖，这种选择性调控对于恢复和维持皮肤微生物组的健康平衡至关重要。

此外，该制剂在体外表现出促进角质形成细胞迁移和伤口愈合的能力，并显示出一定的免疫调节潜力（可能减轻过度炎症反应）。这些特性使其不仅适用于日常皮肤微生物组的维护，尤其在频繁消毒导致菌群失衡后，更在理论上为辅助治疗与菌群失调相关的炎症性皮肤疾病（如特应性皮炎）和促进伤口修复提供了新的思路。

本研究的主要优势在于采用了微封装技术，有效保护了益生菌的活力，并将其成功整合到稳定的外用剂型中。然而，研究也存在一些局限性，例如所有的实验均在体外完成，人体皮肤的复杂三维结构和体内免疫环境可能产生不同的结果。此外，划痕实验模型相对简单，未能完全模拟体内伤口愈合涉及的多种细胞和因子间的复杂相互作用。

综上所述，这项发表在《Scientific Reports》上的研究为开发基于益生菌的皮肤微生物组调节疗法提供了有希望的初步证据和扎实的技术基础。未来研究需要进一步通过更复杂的体外模型和体内实验来验证其有效性和安全性，并探索其在不同皮肤状况下的应用潜力。