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这篇综述聚焦凝结海因德里希氏菌（H.coagulans）益生菌。它兼具多种优势，能产生如乳酸、短链脂肪酸（SCFAs）等生物活性化合物，调节肠道菌群、维护肠道屏障。在胃肠道疾病、肥胖、糖尿病等多种疾病防治上效果显著，极具研究与应用价值。
1. 引言
人体肠道微生物群由超 100 万亿复杂微生物构成，对免疫调节、代谢等至关重要。但抗生素滥用改变了其组成，引发菌群失调（dysbiosis），导致多种疾病。益生菌可调节肠道菌群，改善健康。非芽孢形成益生菌在恶劣环境下存活率低，芽孢形成益生菌虽能解决这一问题，但存在安全风险。
凝结海因德里希氏菌（H.coagulans）曾用名包括乳酸芽孢杆菌（Lactobacillussporogenes）等，它结合了非芽孢和芽孢形成益生菌的优点，能在消化道高效定植，产生乳酸并形成抗逆性强的芽孢。美国食品药品监督管理局认为其通常安全，多个菌株已商业化应用于健康食品。不过，目前对其在人体肠道微生物群和健康方面的研究较少，且多基于动物模型，存在局限性。本文旨在总结现有研究，聚焦其生物活性化合物、对人体胃肠道（GI）的影响及健康意义。
2. H.coagulans产生的生物活性化合物
H.coagulans产生多种生物活性化合物，包括乳酸、短链脂肪酸（SCFAs）、酶和次级代谢产物。
2.1 乳酸产生
乳酸在能量代谢、细胞信号传导和葡萄糖生成中起关键作用，分为 L - 乳酸和 D - 乳酸。H.coagulans分解糖类产生 L - 乳酸，具有益生元、抗菌和免疫调节作用。它能降低肠道 pH，抑制有害菌生长，增强肠道屏障功能，调节免疫反应，减轻炎症。
2.2 短链脂肪酸（SCFAs）
SCFAs 是益生菌发酵膳食纤维产生的 2 - 6 碳脂肪酸，在结肠为上皮细胞供能，参与抗炎和代谢过程。在酒精性肝病小鼠模型中，补充H.coagulans可提高 SCFAs 浓度，增加有益菌数量，改善肠道菌群多样性。SCFAs 还能促进肠脑相互作用和内环境稳定，缓解肠易激综合征（IBS）、炎症性肠病（IBD）症状，预防多种疾病。
2.3 酶
H.coagulans产生多种酶，在肠道发挥作用，促进消化、调节代谢、预防疾病。如α - 半乳糖苷酶可分解半乳寡糖，减轻胀气、促进消化；乳糖酶能帮助消化乳糖，减少乳糖不耐受症状；碱性蛋白酶可分解蛋白质，减轻肠道炎症；淀粉酶分解淀粉，促进营养吸收；脂肪酶分解脂肪，促进维生素吸收；果胶酶分解果胶，调节血糖和胆固醇水平。
2.4 次级代谢产物
H.coagulans产生的次级代谢产物具有抗菌、抗真菌、抗癌等多种活性。
2.4.1 细菌素
细菌素是具有抗菌特性的次级代谢产物，H.coagulans产生的细菌素主要包括一类羊毛硫抗生素，如环杆菌素（amylocyclicin）、环杆菌素 A（circularin A）和特殊细菌素凝固素（coagulin）。它们通过破坏细胞膜、影响蛋白质合成和基因表达抑制微生物生长。组合使用环杆菌素和环杆菌素 A 对革兰氏阳性菌有强大抗菌活性，凝固素对多种革兰氏阳性和阴性菌有抗菌作用，且 MIC 较低，毒性风险小。
2.4.2 丰原素
丰原素（fengycin）是具有抗菌活性的生物表面活性剂，存在于H.coagulans多个菌株中。它通过破坏细胞膜完整性抑制病原体生长，还能干扰金黄色葡萄球菌的群体感应，影响其定植、毒力和生物膜形成。但不同菌株的丰原素生物活性可能存在差异，需进一步研究。
2.4.3 乳孢菌素
乳孢菌素（lactosporin）由H.coagulans部分菌株产生，能破坏细菌细胞质膜，诱导形成瞬时孔，导致离子泄漏和质子动力势消散，从而抑制病原体生长。它还具有抗老化特性，在阴道使用安全，可用于个人护理产品防治阴道感染，有望成为替代抗生素的选择。
3. H.coagulans对人体胃肠道（GI）的影响
GI 是消化、吸收和代谢的重要器官系统。H.coagulans在 GI 内经历复杂发育过程，能感知群体感应信号，进行芽孢形成、萌发和繁殖。其芽孢形成过程包括多个阶段，最终形成的芽孢抗逆性强，有助于在恶劣环境下生存。在十二指肠，芽孢萌发为营养细胞，产生有益的生物活性化合物。
3.1 肠道病原体排除
抗生素使用会扰乱肠道菌群，导致病原体增殖。H.coagulans产生的抗菌化合物可破坏细菌细胞壁通透性和群体感应活动，抑制肠道病原体生长。在体内实验中，H.coagulans处理后人体粪便样本中部分病原体减少，但不同菌株对不同病原体的抗菌能力存在差异，需进一步研究以制定个性化益生菌疗法。
3.2 调节菌群失调和促进益生菌生存
益生菌在菌群失调时对肠道微生物群组成有调节作用。补充H.coagulans MTCC 5856 的成年人，肠道菌群中拟杆菌门、厚壁菌门、变形菌门和放线菌门占主导，处理后变形菌门减少，放线菌门增加，表明其对菌群失调有预防和治疗潜力。同时，H.coagulans能促进其他有益菌如部分乳酸杆菌属的增殖，与其他产乳酸细菌协同作用，为它们创造适宜生长环境。
3.3 改善肠道屏障和免疫调节活性
肠道屏障由机械、免疫和生物屏障组成。H.coagulans可形成生物屏障，保护肠道，增强黏膜免疫反应和肠道免疫力。它产生的生物活性化合物能下调细胞因子表达，减少炎症反应，防止病原体生长。例如，H.coagulans TL3 可减轻脂多糖（LPS）诱导的炎症，缓解环磷酰胺引起的肠道毒性，增强免疫功能；含H.coagulans的益生菌混合物可抑制葡聚糖硫酸钠诱导的结肠炎，调节免疫细胞功能，影响细胞因子表达，维持肠道免疫稳态。
4. H.coagulans对人类健康的影响
H.coagulans用于细菌疗法备受关注，因其生物活性多样且无抗生素耐药风险，已被添加到多种商业产品中，长期摄入无明显不良反应。
4.1 缓解胃肠道疾病
胃肠道疾病发病率和死亡率高，H.coagulans可缓解多种胃肠道疾病。在 IBD 患者中，补充H.coagulans Unique IS - 2 可促进有益菌增殖，调节免疫反应，减轻症状；H.coagulans LBSC 能改善药物性便秘和其他胃肠道症状，调节肠道菌群；多种菌株治疗 IBS 可减轻腹胀、腹泻和腹痛等症状，且安全性良好；补充H.coagulans SNZ1969 可改善功能性便秘患者的结肠运动；Colinox?（含H.coagulans和西甲硅油）可缓解 IBS 患者的腹部不适。
4.2 降低肥胖和 II 型糖尿病风险
肥胖是全球性健康问题，与 II 型糖尿病密切相关。H.coagulans AB001 按剂量持续服用可减轻体重，降低空腹血糖；其衍生的后生元可改善肥胖相关的菌群失调，增强胰岛素敏感性，降低血清胰岛素水平，预防肥胖相关的 II 型糖尿病；食用含H.coagulans的合生元面包可降低糖尿病患者的血清胰岛素水平和胰岛素抵抗指数，调节炎症标记物和肠道菌群，改善葡萄糖代谢。
4.3 治疗酒精性脂肪肝病
酒精摄入易引发酒精性脂肪肝病，H.coagulans TCI711 可表达相关酶，降低呼吸酒精水平，减少炎症因子，维护肠道屏障完整性，改善肝脏组织学，减轻疾病严重程度。
4.4 预防阴道感染
细菌性阴道炎和阴道念珠菌感染常见且治疗困难。H.coagulans联合抗生素治疗细菌性阴道炎可减轻症状，降低复发率；H.coagulans LMG S - 24828 对阴道念珠菌感染有抑制作用，可调节阴道环境，限制真菌生长，保护上皮细胞，刺激抗菌肽合成，有望成为替代疗法。
4.5 类风湿关节炎的辅助治疗
类风湿关节炎是自身免疫性疾病，H.coagulans具有抗炎作用，补充H.coagulans GBI - 30 6086 可改善类风湿关节炎患者的疼痛、残疾和炎症指标，作为辅助治疗有一定潜力。
4.6 增强对呼吸道感染的免疫反应
呼吸道病毒感染引发炎症，H.coagulans可增强免疫调节，提高促炎细胞因子产生。研究表明，H.coagulans GBI - 30 6086 可增加感染后 TNF - α的产生，刺激免疫球蛋白 A 分泌细胞增多，增强呼吸道黏膜免疫，预防和治疗呼吸道病毒感染。
5. 结论和未来展望
H.coagulans结合了传统益生菌的优点，其产生的生物活性化合物可调节肠道菌群、维护肠道屏障、发挥抗菌作用，芽孢特性使其能在胃酸环境生存，对宿主健康有益。然而，目前对其菌株特异性差异、体内精确机制和长期健康影响了解不足。
未来研究应聚焦其在 GI 内的萌发、生物活性化合物产生和再芽孢形成过程，利用分子生物学技术研究菌株特异性差异，挖掘治疗潜力。同时，现有的动物模型存在局限性，胃肠道类器官芯片模型有望克服这些问题，模拟人体肠道环境，研究H.coagulans与肠道微生物群、上皮屏障和免疫系统的相互作用，甚至构建肠脑轴模型。此外，扩大临床试验和个性化医疗方法对验证其疗效至关重要，通过基因测序和代谢组学分析，可确定适合补充H.coagulans的人群，制定个性化饮食治疗方案，增强疾病管理效果。
