使用PMAxx-qPCR和扩增子测序方法,对健康成人中长双歧杆菌(Bifidobacterium longum subsp. longum ZS-8)的存活情况与安全性进行了评估

《Microbiology Spectrum》:Survival and safety evaluation of Bifidobacterium longum subsp. longum ZS-8 in healthy adults, determined using PMAxx-qPCR and amplicon sequencing

【字体: 时间:2025年09月23日 来源:Microbiology Spectrum 3.8

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  本研究开发了一种结合Bifidobacterium longum ZS-8特异性基因标记和 propidium monoazide(PMAxx)-qPCR的新方法,用于准确区分外源益生菌与肠道原住民并定量活菌。通过体外模拟胃肠消化实验发现,MLSC(多层无缝胶囊)可将ZS-8存活率提升5-7倍。在健康受试者14天干预试验中,MLSC组活菌检出率(6.90%)显著高于游离粉末组(1.53%),且未引起肠道菌群多样性变化,但特定有益菌(如Bifidobacterium pseudocatenulatum)丰度增加。研究证实MLSC技术能有效保护活菌通过胃肠道,并验证了PMAxx-qPCR在益生菌评估中的可靠性。

  本研究探讨了益生菌ZS-8在人体肠道中的存活情况及其对肠道菌群的影响。ZS-8是从健康婴儿粪便中分离出的一种双歧杆菌,具有独特的性质,已被广泛应用于健康干预研究中。然而,传统的定量PCR技术(qPCR)在区分外源性菌株与宿主原生菌群以及活菌与死菌方面存在局限。为此,研究团队采用了改进的碘化丙啶(PMAxx)-qPCR技术,以实现对ZS-8菌株在肠道中存活情况的精准评估。

在实验设计中,研究人员首先通过比较基因组学分析,识别出ZS-8的特异性基因标记,并据此设计了特异性qPCR引物。随后,通过在人类粪便样本中加入活菌和死菌,验证了PMAxx-qPCR技术能够准确区分两者,确保仅检测到活菌数量。此外,还采用了多层无缝胶囊(MLSC)技术对ZS-8进行封装,以提高其在胃肠道中的耐受性和存活率。通过体外和体内实验,研究人员发现MLSC显著增强了ZS-8的存活能力,使其在胃酸和肠道液中保持更高的活性。

实验结果显示,ZS-8在健康个体中能够短暂存活,且在14天的干预期间,MLSC组的存活率(6.90%)明显高于粉末组(1.53%)。然而,1周后,ZS-8在粪便中已无法被检测到,表明其在健康肠道中未能实现长期定植。尽管如此,ZS-8的摄入仍能促进某些原生益生菌的增殖,如双歧杆菌和乳酸杆菌的特定菌株,从而对肠道菌群产生积极影响。

在对肠道菌群的多样性分析中,研究人员发现ZS-8的摄入并未显著改变双歧杆菌和乳酸杆菌的总活菌数和多样性,但某些原生菌群的丰度有所增加。这一结果表明,ZS-8虽然未能在肠道中长期定植,但其代谢产物如乳酸和乙酸可能通过促进原生益生菌的生长,间接改善肠道微生态。此外,研究还评估了ZS-8对健康个体的排便频率、粪便一致性及BMI等生理指标的影响,结果显示这些指标在ZS-8干预后保持稳定,进一步验证了其安全性。

研究团队还探讨了不同剂量和配方对ZS-8存活率的影响。结果表明,尽管添加了低聚果糖(FOS)有助于肠道健康,但其对ZS-8的存活率提升作用并不显著。相比之下,MLSC的封装技术在提高存活率方面表现出更大的优势。这一发现为益生菌的高效递送提供了新的思路,也为个性化益生菌开发和临床转化奠定了科学基础。

综上所述,本研究通过结合特异性基因组学与PMAxx-qPCR技术,成功实现了对ZS-8在肠道中存活和定植的精准评估,同时揭示了其对健康个体肠道菌群的潜在影响。研究结果不仅证明了ZS-8的安全性,还为优化益生菌配方、提升其在人体肠道中的有效性提供了重要参考。未来的研究可以进一步探索ZS-8的代谢产物及其与原生菌群的相互作用机制,以更全面地理解其在肠道健康中的作用。
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