单宁酸整合藻酸盐微球增强益生菌对抗生素杀伤的防护机制研究

针对口服抗生素破坏肠道菌群平衡、降低益生菌存活率的难题，研究人员开发了负载单宁酸(TA)的藻酸盐(Alg)微球E@AlgTA，通过TA与抗生素分子络合形成纳米沉淀，显著提升大肠杆菌Nissle 1917(EcN)在庆大霉素(Gen)环境下的存活率。该pH响应性微球同步实现胃肠液防护与抗生素中和，为抗生素相关胃肠紊乱治疗提供新策略。

　　

抗生素被誉为对抗细菌感染的"黄金标准"，但口服给药后残留的抗生素会无差别攻击肠道微生物，引发抗生素相关腹泻(AAD)等并发症。据统计，5-30%的抗生素使用者会出现AAD。虽然补充益生菌是恢复菌群平衡的常规手段，但抗生素的持续存在不仅降低益生菌存活率，更阻碍其定植。更棘手的是，益生菌还需经受胃酸和消化酶的考验。现有藻酸盐(Ca²⁺-Alg)微球虽能阻挡大分子消化酶，却难以拦截小分子抗生素的渗透。

来自海南大学的研究团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表创新成果，发现植物多酚单宁酸(TA)无需铁离子(Fe³⁺)辅助即可与抗生素形成不可逆纳米沉淀。他们将TA与益生菌EcN共包裹于藻酸盐微球，开发出E@AlgTA系统。分子动力学(MD)模拟揭示TA通过静电作用、氢键和范德华力多模式结合庆大霉素(Gen)。在pH 7.4、[TA]/[Gen]=1/32-4时，该系统能使Gen最低杀菌浓度(MBC)提升8倍，EcN存活率提高1000倍。

关键技术包括：1)微流控制备TA-EcN共载藻酸盐微球；2)分子动力学模拟TA-Gen相互作用；3)模拟胃肠液(SGF/SIF)稳定性测试；4)菌落计数法评估抗生素防护效果。

【TA protected EcN from antibiotic treatment】
研究发现TA在pH>7时与Gen形成400-600 nm沉淀，通过等温滴定量热法(ITC)测得结合常数达10⁵ M^-1。相较于未封装EcN，E@AlgTA在100 μg/mL Gen中存活率提升3个数量级，且对乳酸杆菌(LR)、枯草芽孢杆菌(BS)同样有效。

【Conclusion and perspectives】
藻酸盐网络提供胃肠液保护，TA则通过化学络合中和抗生素，双重机制使益生菌存活率显著提升。该策略无需基因改造，TA作为茶饮常见成分更具安全性，为开发抗抗生素型益生菌制剂开辟新途径。

这项研究突破性地将物理屏障与化学中和相结合，首次实现益生菌对抗生素-胃肠环境的双重防护。TA的广谱抗生素结合特性使其可适配多种临床常用药物，而微球制备工艺与现有食品工业兼容，具备快速转化潜力。对于需要长期使用抗生素的炎症性肠病(IBD)患者，该技术有望打破"杀菌-补菌"的恶性循环，重塑肠道微生态平衡。