综述:益生菌在个体化治疗中的作用:肠道微生物驱动干预的新进展

【字体: 时间:2025年08月09日 来源:The Microbe CS0.7

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  这篇综述系统阐述了益生菌(probiotics)在个体化治疗(personalized therapeutics)中的前沿应用,聚焦肠道微生物组(gut microbiome)通过短链脂肪酸(SCFAs)、免疫调节和代谢通路(如TLRs/NOD信号)干预炎症性肠病(IBD)、代谢综合征及神经退行性疾病的机制。作者提出下一代益生菌(NGPs)和活体生物治疗产品(LBPs)将推动精准医疗(precision medicine)发展,但需克服菌株特异性(strain-specific)、个体差异和监管挑战。

  

益生菌与个体化治疗的融合

从传统发酵食品到现代精准医疗,益生菌已从简单的"有益菌"演变为可编程的活体药物。肠道微生物组作为"第二基因组",通过产生短链脂肪酸(如乙酸C2、丙酸C3、丁酸C4)调节宿主代谢,其丰度变化与IBD、肥胖和阿尔茨海默病显著相关。

作用机制的多维图谱

  • 微生物组重塑:特定菌株(如L. rhamnosus GG)通过竞争性排斥病原体,增加Akkermansia muciniphila等有益菌丰度

  • 肠屏障强化:上调occludin、claudin等紧密连接蛋白表达,降低脂多糖(LPS)渗透

  • 免疫交响曲:调控Treg细胞分化,使促炎因子(TNF-α、IL-6)与抗炎因子(IL-10)达到动态平衡

疾病干预的精准导航

在IBD治疗中,多菌株制剂VSL#3(含8种菌株)展现优于单菌株的疗效;而B. longum 1714则通过脑肠轴改善焦虑患者的睡眠质量。针对代谢疾病,L. reuteri NCIMB 30242通过胆汁酸解偶联使LDL-C降低12.1%,成为首个获批的心血管益生菌(Cardioviva?)。

下一代生物治疗革命

  • NGPs:严格厌氧菌Faecalibacterium prausnitzii可修复肠漏,但其工业化生产仍面临挑战

  • LBPs:FDA批准的Rebyota?(粪便菌群移植衍生品)对C. difficile感染治愈率达70.6%

  • 智能工程菌:合成生物学改造的E. coli Nissle 1917可定向递送抗肿瘤代谢物

临床转化瓶颈与突破

尽管前景广阔,但菌株特异性效应(如L. plantarum P-8仅对亚洲人群显著改善认知)和个体微生物组"指纹"差异,要求发展微生物组测序(16S rRNA/WGS)指导的精准配伍。当前,Morinaga的Bifidus系列和Bio-K+的CL1285菌株组合已实现商业化精准应用。

未来,整合多组学(multi-omics)的动态监测系统与人工智能预测模型,将推动益生菌从"一刀切"补充剂向"量体裁衣"的生物药物进化,最终实现Metchnikoff百年前"以菌治菌"的愿景。

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