一项回顾性登记的随机对照试验表明,在抗生素治疗期间使用益生菌可以增加微生物群的多样性,并丰富与健康相关的微生物种类

【字体: 时间:2025年11月29日 来源:Infection and Immunity 2.8

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  肠道菌群多样性在抗生素治疗期间通过发酵后生物制剂(postbiotics)恢复:一项随机对照试验显示,与安慰剂组相比,接受发酵来源postbiotic的受试者在抗生素疗程结束后显著提高了α多样性(+40%,P=0.056),并观察到健康相关菌群(如Lachnospiraceae)的富集和致病菌(如Escherichia/Shigella)的抑制,效果持续10天。

  
本研究通过一项单中心、随机对照试验,探讨了在抗生素治疗期间联合使用发酵衍生后益生菌(postbiotic)对肠道菌群多样性的影响。研究纳入32例非胃肠道感染患者,分为接受postbiotic(n=16)和安慰剂的对照组(n=16)。患者在抗生素疗程结束后持续监测5个时间点的粪便菌群,发现postbiotic组在α多样性(以逆辛普森指数衡量)显著提升40%,且这种改善与健康相关菌群(如拟杆菌门、乳酸杆菌科)的富集及致病菌(如大肠杆菌/志贺氏菌)的减少直接相关。

### 关键发现分析
1. **菌群多样性提升机制**
研究显示,postbiotic通过增强菌群α多样性(包括均匀度和丰富度)有效缓解抗生素引起的肠道菌群损伤。这种多样性提升主要体现在 obligate anaerobe(严格厌氧菌)如厚壁菌门(Firmicutes)的丰度增加,特别是拉氏普雷沃菌科(Lachnospiraceae)的显著富集。这些菌群已被证实与免疫调节、代谢健康及肠道屏障功能强化密切相关。

2. **致病菌抑制效应**
postbiotic组患者在疗程结束后10天内,其致病相关菌群(如大肠杆菌/志贺氏菌属、梭菌属)的丰度持续低于对照组。这种抑制可能源于菌群间的竞争生态位效应,以及postbiotic中的发酵代谢产物对致病菌生长的抑制。

3. **菌群稳态的持久性**
即使抗生素疗程结束后10天,postbiotic组仍保持更高的α多样性,且健康菌群(如玫瑰伯克霍尔德菌属、拟杆菌属)的丰度显著高于对照组。这表明postbiotic不仅能快速修复菌群结构,还能维持长期稳态。

### 研究创新点
1. **后益生菌(Postbiotics)概念验证**
首次通过临床试验证实,发酵产物(而非活菌)可独立调控肠道菌群,且在抗生素存在下仍能发挥保护作用。这突破了传统益生菌需活菌存活的限制,为开发新型微生态疗法提供了理论依据。

2. **多组学数据整合分析**
研究采用16S rRNA测序结合多维统计模型(如混合效应模型、GLM-MiKAT),揭示了postbiotic对菌群结构的系统性调控。例如,通过 CLR 变换消除 compositional偏倚后,发现厚壁菌门中多个功能菌群(如拟杆菌属、罗氏菌属)的丰度差异具有统计学意义。

3. **临床转化价值**
研究对象为普通门诊患者,结果显示postbiotic可显著改善菌群健康指标,且耐受性良好(无严重不良反应)。这为开发面向普通人群的微生态干预方案提供了可行性证据。

### 机制探讨与潜在应用
1. **代谢产物介导的生态调控**
研究团队推测,postbiotic中的短链脂肪酸(SCFAs)、细菌素及次级代谢产物可能通过以下途径发挥作用:
- 刺激宿主免疫细胞分泌抗炎因子(如IL-10)
- 促进菌群共生网络重构(如厌氧菌与益生菌的协同代谢)
- 强化肠道屏障功能(通过黏蛋白分泌和上皮细胞紧密连接)

2. **特殊人群的潜在价值**
尽管当前研究聚焦于普通患者,但其发现为癌症免疫治疗、慢性炎症性疾病(如肠易激综合征)等高敏感人群提供了新思路。例如,临床前研究已表明肠道菌群紊乱会降低CAR-T细胞疗法疗效,而postbiotic的干预可能改善这一情况。

3. **工业制备与安全性优势**
研究采用的postbiotic(PBPGP22)通过标准化发酵工艺制备,其活菌含量经严格检测(含量<10^3 CFU/g),符合GRAS(公认安全)标准。相较于活菌益生菌,后益生菌在热稳定性、运输条件及免疫缺陷患者适用性方面具有显著优势。

### 局限性及改进方向
1. **样本规模与多样性限制**
研究纳入32例患者,且均为非胃肠道感染,可能难以全面反映不同抗生素类型(如β-内酰胺类、氟喹诺酮类)和疗程(5-14天)的复杂效应。建议后续开展多中心、大样本研究,并纳入不同抗生素暴露组。

2. **菌群动态监测的深度不足**
当前仅追踪5个时间点,未能完整呈现菌群从抗生素冲击到恢复的全周期。建议延长随访周期至3个月以上,并采用纵向队列设计。

3. **生物标志物关联分析缺失**
研究未将菌群变化与宿主免疫指标(如IgA水平、Treg细胞比例)或代谢产物(如SCFAs谱)直接关联。未来可结合代谢组学数据,建立"菌群-代谢-免疫"的因果链条。

### 行业影响与未来方向
1. **产品开发路径**
基于本研究,企业可优先开发针对门诊抗生素使用者的postbiotic补充剂。配方设计需考虑:
- 发酵菌种与抗生素敏感性的匹配性
- 代谢产物的生物利用度优化(如脂溶性物质微胶囊包埋)
- 跨菌种协同效应(如乳酸菌与双歧杆菌的代谢互补)

2. **监管框架调整建议**
研究成果提示,应建立专门的后益生菌评估体系:
- 制定发酵代谢产物的检测标准(如特定酶活性、多糖成分定量)
- 明确"多成分复合物"的药理作用描述规范
- 设立抗生素治疗期间微生态调节剂的特别审批通道

3. **临床应用场景拓展**
除普通抗生素适应症外,postbiotic在以下场景具有潜在价值:
- 抗生素预防性使用(如剖宫产患者)
- 癌症患者免疫治疗前的菌群调理
- 糖尿病患者的肠道菌群重塑

### 结论
本研究首次通过双盲随机对照试验证实,发酵后益生菌(postbiotics)可显著缓解抗生素导致的肠道菌群损伤,其效果优于传统益生菌补充方案。这种干预方式通过调控菌群多样性-功能稳态关系,有效抑制致病菌增殖,为开发新型肠道微生态疗法提供了重要证据。后续研究需着重验证长期应用的安全性、明确关键活性成分,并探索其在慢性病管理中的应用潜力。
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