靶向递送ROS响应性膜包裹乳酸乳球菌治疗艰难梭菌感染的机制与疗效研究

针对艰难梭菌感染（CDI）现有疗法复发率高、靶向性不足的问题，研究人员通过工程化改造高产nisin的乳酸乳球菌（L. lactis），表面表达黏附蛋白Cwp8并包裹ROS响应性脂质膜（LCL），实现肠道炎症部位精准释放。实验显示LCL使艰难梭菌存活率降低60%，毒素TcdA/TcdB水平下降57.1%/65%，疗效优于一线药物非达霉素，为CDI治疗提供新型益生菌递送平台。

　　

艰难梭菌（Clostridioides difficile）感染（CDI）是全球范围内抗生素相关性腹泻的主要病因，其产生的毒素TcdA和TcdB可引发从轻度腹泻到致命性伪膜性结肠炎的系列疾病。尽管万古霉素和非达霉素（fidaxomicin）是临床一线用药，约25%患者会出现复发性CDI（rCDI），而粪菌移植（FMT）存在安全性和可及性限制。乳酸乳球菌（L. lactis）作为GRAS认证益生菌，其分泌的抗菌肽nisin能抑制艰难梭菌，但天然菌株存在nisin产量低、肠道定植能力弱和缺乏靶向释放等问题。

为解决这一难题，河北医科大学等机构的研究人员创新性地将高产nisin（4019-4028 IU/ml）的L. lactis工程化改造，使其表面表达艰难梭菌黏附蛋白Cwp8（增强1.3倍黏附力），并进一步包裹活性氧（ROS）响应性脂质膜形成LCL递送系统。研究发现LCL能响应H₂
O₂
、脂多糖和艰难梭菌刺激实现靶向释放，在多种肠道炎症模型中精准定位病变区域。动物实验证实LCL单药治疗使艰难梭菌存活率降低60%，联合非达霉素治疗rCDI时疗效显著优于单用抗生素（病原菌减少48%，毒素水平降幅达57.1%-65%）。该成果发表于《Microbiological Research》，为益生菌靶向治疗提供了可推广的技术范式。

关键技术包括：1）基因工程构建表达Cwp8的高黏附Lla+菌株；2）ROS响应性脂质膜封装技术；3）HT-29细胞模型和多种小鼠肠道炎症模型的药效评价；4）毒素TcdA/TcdB水平检测。

【材料与菌株】
采用艰难梭菌630标准菌株和高产nisin的L. lactis 4019菌株，通过基因工程手段将Cwp8基因整合至L. lactis表面表达系统。

【Cwp8蛋白增强黏附能力】
黏附实验显示，改造后的Lla+在猪胃黏蛋白（PGM）包被板和HT-29细胞中的黏附率较野生型提升1.3倍，共聚焦显微镜观察到其与肠黏膜的紧密结合（图S1-S2）。

【ROS响应性靶向释放】
体外实验证实LCL能特异性响应H₂
O₂
（100 μM）、脂多糖（1 μg/ml）和艰难梭菌代谢产物触发nisin释放，在DSS诱导结肠炎小鼠模型中实现炎症部位富集。

【CDI治疗效能】
在艰难梭菌感染小鼠模型中，LCL治疗组结肠组织病理评分较对照组降低67%，菌落计数减少60%。机制研究表明其通过破坏病原菌细胞壁完整性（图5c）和持续释放nisin发挥协同作用。

【rCDI联合治疗优势】
LCL联合非达霉素组较单药组毒素TcdB中和效率提高65%，且显著改善结肠上皮屏障功能，其疗效超越IDSA推荐的一线方案。

该研究通过"黏附增强-环境响应-精准释放"三重机制创新，突破了益生菌疗法的递送瓶颈。LCL平台技术可扩展应用于其他肠道病原体治疗，其ROS响应特性为炎症性疾病靶向给药提供了新思路。研究不仅证实工程化益生菌替代抗生素的可行性，更为微生物疗法标准化生产奠定了技术基础。