《Advanced Science》：Microalgae Hybrid Biosystem for Enhanced Oral Delivery of Rifaximin in Hepatic Encephalopathy Treatment
编辑推荐：
肝性脑病（HE）是急性或慢性肝功能衰竭严重神经精神并发症，约40%急性肝衰竭及30%–45%慢性肝衰竭或失代偿期肝硬化患者受累。高氨血症是其核心致病因素。利福昔明（RIF）作为非吸收性口服抗生素，通过调节肠道菌群减少氨产生用于HE管理，但因水溶性差、分散性有限
肝性脑病（HE）是急性或慢性肝功能衰竭严重神经精神并发症，约40%急性肝衰竭及30%–45%慢性肝衰竭或失代偿期肝硬化患者受累。高氨血症是其核心致病因素。利福昔明（RIF）作为非吸收性口服抗生素，通过调节肠道菌群减少氨产生用于HE管理，但因水溶性差、分散性有限及胃肠道滞留不足致临床疗效欠佳，重症者因口服剂量受限、依从性差致复发，并伴耐药与感染风险。研究人员提出微藻-纳米颗粒杂化系统（SP@RIF），将RIF封装纳米颗粒（RIFnano）静电负载于钝顶螺旋藻（Spirulina platensis，SP）表面，以提升口服递送与治疗效率。RIFnano抗菌活性显著优于游离RIF；SP@RIF延长胃肠滞留并实现缓释。在HE小鼠模型中，口服SP@RIF显著降低全身氨水平并改善行为学；其增强肠屏障功能，减轻全身与神经炎症，改善认知障碍，调节肠道菌群，且未见明显毒性，提示SP@RIF可作为HE潜在治疗策略。
肝性脑病（HE）是急慢性肝功能衰竭常见神经精神并发症，高氨血症为核心病理机制，肠道源氨经体循环入脑引发星形胶质细胞谷氨酰胺蓄积、渗透失衡与脑能量代谢障碍。临床常用乳果糖与利福昔明（RIF）降氨，RIF虽可抑制产氨菌且全身生物利用度低，但其疏水性致水溶性与分散性差，且依赖胆汁酸增溶方在小肠生效，肝硬化患者胆汁酸减少进一步削弱疗效，结肠段作用甚微。为解决RIF口服递送瓶颈，研究人员构建微藻-纳米颗粒杂化系统SP@RIF：以聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）包载RIF得RIF@PLGA，外层包被季铵化壳聚糖（CS）得带正电RIFnano（约2000 nm，zeta电位+40.43 mV），再通过静电作用吸附于表面负电的钝顶螺旋藻（SP，Spirulina platensis）形成SP@RIF，最佳包封率61.45%（RIF:PLGA=1:10），载药量15.98%（RIFnano:SP=1:6）。该研究发表于《Advanced Science》。
关键技术方法方面，研究人员采用层层自组装纳米封装与静电负载构建SP@RIF；以大肠杆菌（Escherichia coli）为产氨模型菌行体外抗菌与吲酚蓝比色测氨；以雄性C57BL/6小鼠为对象，建立硫代乙酰胺（TAA）诱导急性肝衰HE模型与胆总管结扎（BDL）慢性淤胆HE模型，设盐水、RIF、SP、SP@RIF口服干预组；借小动物活体荧光成像、模拟胃肠液释放曲线与SEM观察体内分布与释药；通过ELISA测血/脑氨、细胞因子，组织学（H&E、尼氏、天狼星红）与免疫荧光（GFAP、Iba-1、Claudin-1、ZO-1）评估肝脑肠损伤；16S rRNA测序分析BDL小鼠粪便菌群；CCK-8与活死染色行IEC-6、正常人星形胶质细胞（NHA）、HepG2安全性评价。
研究结果如下。2.1 SP@RIF制备与表征：RIFnano呈球形带正电，负载SP后体系zeta电位由?30.07 mV转为+21 mV，SEM证实颗粒黏附，UV显示RIF特征峰，确定最优质量比。2.2 体外抗菌与降氨：RIFnano对E. coli抑菌较游离RIF强约三个数量级，Calcein-AM/PI染色示细菌几乎全死；SP本身可吸收NH4+，SP@RIF联合组发酵液氨浓度最低，呈协同降氨。2.3 体内分布与释放：单剂灌胃FITC标记示SP@RIF在胃肠荧光滞留达8 h（游离FITC 2 h），结肠切片见原位信号；模拟胃液1 h释放<10%，模拟肠液10 h累计约80%，肠段SEM见沿轴颗粒递减。2.4 TAA模型神经保护：SP@RIF使血氨与脑氨显著回降，海马CA1与齿状回（DG）尼氏染色神经元密度恢复，GFAP+星形胶质细胞面积减少，脑IL-6、TNF-α降低，旷场实验（OFT）总路程与中心距离增加。2.5 肠-肝轴保护（TAA）：回肠隐窝高度接近正常，Claudin-1与ZO-1表达回升，血清IL-6、TNF-α、IFN-γ、CXCL1下降，ALT、AST显著低于其余组。2.6 BDL模型神经保护：SP@RIF降血/脑氨，DG颗粒层增厚，脑MDA降低、SOD与GSH升高，电镜线粒体嵴异常改善，GFAP分支Sholl分析复杂度提升，Iba-1+细胞减少，OFT活动度部分恢复。2.7 BDL肠保护：BDL组28天死亡率70%，SP@RIF降至20%；回肠绒毛萎缩减轻，隐窝数/高恢复，全身IL-6、TNF-α最低，但ALT/AST/TB/DB等肝功指标未恢复正常，肝组织学无显著逆转。2.8 菌群调控：16S测序示BDL组α多样性偏高（缺胆酸抑菌），RIF组Escherichia与Alloprevotella富集；SP@RIF组Lawsonibacter、Acetatifactor、Parabacteroides、Ruminococcus、Muribaculum等产短链脂肪酸（SCFAs）菌丰度上升，PCoA与LEfSe显示群落功能显著偏离BDL。2.9 长期安全性：连续30天给药小鼠心肝脾肺肾无病理异常，IEC-6、NHA、HepG2中RIFnano 2.5–50 μg/mL细胞活力不受抑。2.10 研究局限：SP载体自身脑保护成分与菌群变化至屏障/全身获益的精确通路未阐明。
讨论与结论部分指出，SP@RIF通过PLGA/CS纳米化提升RIF分散与缓释，借SP螺旋结构延长胃肠滞留并直接吸附氨，协同抑菌-降氨-护屏障-调菌群，在TAA与BDL双模型上实现血脑氨双降、海马神经元保存、神经炎症抑制及肠屏障修复，经肠-肝-脑轴减轻全身炎症与肝损伤（TAA模型尤著）。菌群向SCFAs产生菌偏移构成微生态基础。结论原文译述：综上，SP@RIF较游离RIF具更优体外抗菌性；SP作为功能载体兼具吸氨与肠屏障保护；该系统在肠道缓释延滞、降血脑氨、缓解海马神经元损伤与神经炎症方面优于单药RIF，并通过维护绒毛/隐窝形态与紧密连接限制氨移位，进而减肝损；菌群分析揭示有益菌丰度上调，印证肠环境调制；虽BDL模型行为学改善有限，其对肠-肝-脑轴综合保护彰显SP@RIF作为HE治疗策略之潜力，后续需深入机制解析。
