综述:药学生物学相关益生菌在药理学中的最新研究进展:疾病的预防与管理

【字体: 时间:2025年06月24日 来源:Probiotics and Antimicrobial Proteins 4.4

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  这篇综述系统阐述了益生菌(probiotics)、益生元(prebiotics)、合生元(synbiotics)、后生元(postbiotics)、副益生菌(paraprobiotics)、代谢益生菌(metabiotics)、下一代益生菌(NGPs)及粪菌移植(FMT)的药学生物学(pharmabiotics)潜力,重点探讨其通过调节肠道菌群(microbiota)平衡(biosis)治疗胃肠疾病、代谢综合征、神经退行性疾病等的药理机制,为开发新型微生物靶向疗法提供理论依据。

  

药学生物学:从肠道菌群到疾病治疗的新范式

近年来,传统药物治疗的局限性促使科学界将目光转向微生物组。药学生物学(pharmabiotics)——包括益生菌及其衍生物——通过调节宿主-微生物互作,展现出从胃肠疾病到神经退行性疾病的广泛治疗潜力。

益生菌:活菌的医疗革命

作为药学生物学的核心,益生菌(如LactobacillusBifidobacterium)通过竞争性抑制病原体、增强肠屏障(如上调ZO-1、occludin蛋白)、调节AMPK/HMGCR/FXR通路改善脂代谢紊乱。临床研究显示,Lactobacillus casei能通过激活TRAIL凋亡通路抑制结肠癌细胞增殖,而Bifidobacterium longum 536可降低溃疡性结肠炎患者的Rachmilewitz内镜评分。

益生元与合生元:菌群的"营养策略"

益生元(如低聚果糖FOS)选择性促进有益菌增殖,其与益生菌联用形成合生元(synbiotics)可产生协同效应。燕麦基合生元通过增加Lachnoclostridium丰度,提升短链脂肪酸(SCFAs)产量,显著改善克罗恩病模型小鼠的肠炎症状。

后生元与副益生菌:超越活菌的疗法

热灭活Lactobacillus casei DKGF7通过降低皮质酮水平和增加紧密连接蛋白表达,缓解肠易激综合征(IBS)。副益生菌(如Lactobacillus细胞壁肽聚糖)则通过TLR2/4信号通路发挥免疫调节作用,在早产儿喂养中显示出安全性优势。

下一代益生菌:基因工程的精准医疗

基因改造的Lactococcus lactis表达LZ8蛋白,通过抑制NF-κB通路改善非酒精性脂肪肝炎症。而Akkermansia muciniphila作为新兴NGP,其灭活形式仍能通过调节Th1/Th2平衡缓解食物过敏。

粪菌移植:微生物组的"器官移植"

在复发性Clostridioides difficile感染中,FMT治愈率达90%。其通过重塑Faecalibacterium prausnitzii/Ruminococcus gnavus比例,恢复胆汁酸代谢,对溃疡性结肠炎患者产生持续缓解效果。

神经退行性疾病的菌群调控

帕金森病患者肠道中Prevotellaceae减少与α-突触核蛋白(α-synuclein)聚集相关。多菌株益生菌组合通过AKT/GSK-3β通路减少SAMP8小鼠的Aβ斑块沉积,提示微生物-肠-脑轴(MGB axis)在阿尔茨海默病中的调控价值。

工业化挑战与未来方向

尽管微胶囊化技术(如喷雾干燥)提高了益生菌胃酸耐受性,但NGPs的基因稳定性、FMT的长期安全性仍需更多临床验证。开发针对特定疾病(如T2DM)的个性化菌群配方,将成为药学生物学转化的关键突破口。

从肠道到大脑,药学生物学正在改写疾病治疗规则。随着合成生物学与微生物组学的深度融合,这些"活体药物"有望突破传统疗法的边界,开创精准医学的新纪元。

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