《Journal of Functional Foods》：Postbiotics in functional foods: Emerging bioactive metabolites, mechanisms of action, gut microbiome modulation, and health benefits: A review
摘要：后生元（Postbiotics）是指无生命的微生物和/或其组分制剂，其对宿主产生健康益处，该定义由国际益生菌与益生元科学协会（International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics, ISAPP）提出。后生元已成为功能性食品配料中的一个独特类别，因为它们不要求微生物具有活性，因此可能减少与活益生菌培养物相关的一些技术限制。本叙述性综述综合了与后生元制剂相关的生物活性成分和代谢产物的证据，包括短链脂肪酸（Short-chain fatty acids, SCFAs）、胞外多糖（Exopolysaccharides, EPS）、细菌素（Bacteriocins）、生物活性蛋白和肽、细胞壁片段、有机酸、色氨酸代谢产物、酶和维生素。本综述特别关注涉及肠道屏障强化、免疫调节、抗菌活性、肠道-微生物组相互作用以及肠-脑轴（Gut–brain axis）的机制，同时区分后生元制剂与分离或纯化的代谢产物——根据ISAPP定义，后者本身并非后生元。本综述还考虑了覆盖代谢健康、胃肠道疾病、免疫功能和新出现的心理生物制剂（Psychobiotics）应用的临床和临床前证据，并重点阐述了效应量、研究局限性以及实验证据与人体证据之间的区别。本综述还考察了功能性食品应用、递送技术、安全性考虑、监管挑战以及标准化和临床验证的优先事项。
1. 引言
肠道微生物组现被认为是宿主代谢、免疫和神经功能的核心调节因子，而有意调节其组成和活性的膳食策略——包括益生菌（Probiotics）、益生元（Prebiotics）、合生元（Synbiotics）以及最近的后生元（Postbiotics）——已成为功能性食品研究和产品开发的主要焦点（Liu等，2025；Salminen等，2021）。益生菌活细胞产品面临持久的商业和技术障碍：相当比例的活细胞无法在食品加工、储存和胃肠道转运中存活，并且对于某些脆弱人群（包括新生儿、危重症患者和免疫功能低下者）仍存在安全性担忧（Calvanese等，2025）。这些局限性，加上人们日益认识到许多益生菌的健康效应实际上是由分泌的代谢产物和结构性细胞成分介导的，而非定植本身，促进了后生元概念的出现（Calvanese等，2025；Salminen等，2021）。
2021年，国际益生菌与益生元科学协会（ISAPP）将后生元定义为“无生命微生物和/或其组分的制剂，其对宿主产生健康益处”。该定义指完整的无生命细胞和/或微生物组分或通过有意的活性终止过程产生的残体；它并不将分离或纯化的微生物代谢产物（如丁酸盐）单独归类为后生元（Salminen等，2021；Vinderola等，2024）。因此，本综述使用“后生元制剂”指无生命的微生物材料本身，并在讨论可能存在于、产生于或与该制剂相关的单一化合物（如SCFA、EPS、细菌素或色氨酸代谢产物）时使用相应术语。这一区分也与非活性微生物配料的商业和监管讨论相关（Guglielmetti等，2025）。
自2021年以来，对后生元强化功能性食品的兴趣迅速增长，反映在出版物、专利和商业发布的急剧增加，涵盖乳制品、发酵饮料、婴儿配方奶粉、烘焙产品和膳食补充剂（Calvanese等，2025；Divsalar等，2026）。本综述提供了关于（i）后生元生物活性代谢产物的化学类别，（ii）其主要分子作用机制，（iii）其在肠道微生物组调节中的作用，（iv）相关健康益处的临床和临床前证据，以及（v）将其纳入功能性食品相关的技术、安全和监管考虑的综合、最新综述。
1.1. 范围、综述方法和本综述的贡献
本文为叙述性综述，相关文献通过检索PubMed、Scopus、Web of Science和Google Scholar，使用“postbiotic”“postbiotics”“non-viable microorganisms”“functional foods”“microbial metabolites”“gut microbiome”及相关术语的组合进行识别。优先考虑同行评审的研究和近期系统综述、荟萃分析和临床试验，同时在必要时保留开创性研究以提供机制或概念背景。本综述未进行定量汇总或正式偏倚风险评估。其目的是提供机制上相互关联的综合，同时区分来自人体试验的证据与临床前和体外研究结果。
本综述的贡献在于对后生元制剂在整个功能性食品路径中的综合处理——从术语和组成，到分子和微生物组机制，再到临床证据、食品基质应用、递送技术、安全和监管考虑。特别强调维持ISAPP对后生元制剂和分离微生物代谢产物之间的区分，同时将单个生物活性分子与其可能存在的非活性微生物基质联系起来。这一综合框架旨在补充而非重复那些主要关注定义、特定代谢产物类别、临床结果或纳米技术的综述。
2. 定义、分类和术语
后生元领域历来存在术语不一致的问题，相关术语如parabiotic、tyndallised probiotics、ghost probiotics、cell-free supernatants、metabiotic和psychobiotics在文献和商业标签中使用不一致（Calvanese等，2025；Elzalaky，2025）。ISAPP共识试图将这些术语统一在“postbiotic”这一总括术语下，同时承认随着新的微生物衍生生物活性类别的表征，该领域继续发展（Elzalaky，2025；Salminen等，2021）。三个决定性标准区分真正的后生元制剂：（i）充分表征的祖微生物（尽可能进行全基因组测序），（ii）经过验证且可重复的灭活过程（热、高压、紫外线或γ辐照、超声处理，或非热技术如脉冲电场和冷等离子体），以及（iii）对预期健康益处的已证明安全性和有效性，最好由对照人体试验支持（Salminen等，2021；Thirumdas & Mudgil，2025）。
新兴的非热灭活技术特别受关注，因为它们可以保留热敏性生物活性结构，如表面层蛋白和某些酶，否则这些结构会被常规热灭活变性，从而保留活祖菌株更多的功能特征（Thirumdas & Mudgil，2025）。多组学方法（基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学）日益与机器学习和深度学习流程相结合，用于在分子水平表征后生元制剂，有助于机制理解和监管分类（Behl & Sharma，2026；Divsalar等，2026）。
3. 与后生元制剂相关的生物活性成分和代谢产物
后生元制剂在组成上是异质的，其生物活性可能反映完整无生命细胞、细胞片段和制剂内保留的分子的联合贡献（Bingol等，2024；Calvanese等，2025；Elzalaky，2025）。因此，表1总结了可能存在于或与后生元制剂相关的主要生物活性成分和代谢产物。重要的是，表中列出的化合物本身不一定是后生元；纯化的化合物应通过其特定化学名称来标识。
表1. 主要后生元生物活性代谢产物及其主要生理活性。
后生元成分、示例、主要生物学活性、参考文献
短链脂肪酸（SCFAs）：乙酸、丙酸、丁酸——结肠细胞能量代谢；FFAR2/FFAR3信号传导；HDAC抑制；屏障和免疫调节（Facchin等，2024；Ragavan & Hemalatha，2024）
胞外多糖（EPS）：葡聚糖、β-葡聚糖、杂多糖——免疫调节、抗氧化、抗生物膜和粘附干扰活性（Pandey等，2025；Asefa等，2025）
细菌素：乳链菌肽（Nisin）、植物乳杆菌素（Plantaricin）——抗菌活性；膜破坏或干扰细胞壁合成；食品生物保鲜（Ismael等，2024；Pawar等，2026）
生物活性肽/蛋白质：p40、p75、HM0539——上皮细胞保护、EGFR相关信号传导、抗凋亡和屏障支持效应（Bingol等，2024）
细胞壁片段：肽聚糖、磷壁酸、S层蛋白、脂磷壁酸——模式识别受体信号传导、免疫调节、黏膜防御（Calvanese等，2025；Ding等，2026）
有机酸和色氨酸代谢产物：乳酸、吲哚-3-乳酸、吲哚-3-甲醛——抗微生物pH效应；AhR信号传导；上皮和免疫调节（Zhou等，2025）
酶、维生素和辅因子：过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、B族维生素、维生素K——抗氧化防御、微量营养素供应和代谢支持（Calvanese等，2025；Babysulatha Sasidharan等，2026）
3.1. 短链脂肪酸
SCFAs主要是乙酸、丙酸和丁酸，是可能存在于或由后生元制剂产生的的重要微生物发酵产物，但纯化分子本身根据ISAPP定义不被归类为后生元（Salminen等，2021；Vinderola等，2024）。丁酸是结肠细胞的主要能量底物，并能抑制组蛋白去乙酰化酶，从而影响上皮分化、屏障完整性和免疫调节（Ottria等，2026；Ragavan & Hemalatha，2024）。丙酸参与宿主能量代谢，并可在某些生理条件下促进肝糖异生，而证据通常表明其抑制或调节肝脏脂肪生成而非简单的促脂肪生成效应。丙酸和乙酸也参与受体介导的信号传导和代谢调节（Facchin等，2025；Ragavan & Hemalatha，2024）。
3.2. 胞外多糖和细菌素
微生物胞外多糖（EPSs）是结构多样的胞外聚合物，可能有助于后生元制剂的功能特性。其生物活性与抗氧化、免疫调节、抗生物膜和病原体粘附效应相关，尽管这些特性根据产生微生物和聚合物的结构特征而显著变化（Pandey等，2025）。特别是，单糖组成、分子量、支化度、糖苷键和表面电荷可影响其理化及生物活性。因此，EPS在后生元制剂中的存在和功能相关性应结合其特定结构特征来考虑，而不是作为一类统一的生物活性化合物。
细菌素是由细菌产生的核糖体合成的抗菌肽，包括几种乳酸菌和其他与食品发酵和益生菌应用相关的微生物。代表性化合物包括乳链菌肽（Nisin）和植物乳杆菌素（Plantaricins），它们可以通过膜透化或孔形成、干扰细胞壁生物合成以及破坏其他必需细胞过程等机制抑制敏感微生物（Ismael等，2024；Tian等，2026）。细菌素的抗菌谱在不同分子之间差异很大，从对密切相关细菌物种的活性到对选定革兰氏阳性病原体的更广泛抑制，在某些情况下还包括革兰氏阴性微生物。因此，细菌素活性不能在所有后生元制剂中一概而论，应根据特定细菌素、靶生物、浓度和环境条件进行表征。
从食品应用角度看，细菌素作为天然来源的抗菌剂和传统化学防腐剂的潜在替代或补充特别受关注。将其掺入后生元制剂可能有助于微生物控制和保存，前提是其活性、稳定性、有效浓度和与食品基质的相容性已确定。同样，细菌素对胃肠道微生物调节的潜在贡献需要仔细评估，因为抗菌活性可能取决于靶微生物和暴露条件（Pawar等，2026）。因此，EPS和细菌素代表后生元制剂中不同但可能互补的功能成分：EPS可能主要贡献于物理化学和宿主相互作用效应，而细菌素可能提供靶向抗菌活性。其生物学相关性最终取决于后生元制剂的身份、浓度、结构特征、稳定性和预期应用。
3.3. 生物活性肽和蛋白质
后生元制剂含有几种生物活性蛋白和肽，包括来自益生菌细胞壁的充分表征的p40、p75和HM0539蛋白（Liu等，2023）。这些分子主要通过激活表皮生长因子受体（Epidermal growth factor receptor, EGFR）信号传导来保护肠上皮，该信号促进上皮细胞增殖、迁移和伤口愈合。它们在炎症应激期间抑制肠上皮细胞凋亡，并增强紧密连接蛋白的产生，从而保持屏障完整性并降低肠道通透性。通过这些机制，生物活性蛋白有助于对抗炎症性肠病、病原体诱导的上皮损伤和与慢性炎症相关的黏膜损伤（Bingol等，2024）。
3.4. 细胞壁片段
细胞壁来源的后生元成分包括肽聚糖、磷壁酸、脂磷壁酸和S层蛋白。尽管无活性，这些结构分子仍通过宿主模式识别受体（Pattern-recognition receptors, PRRs）如Toll样受体2（Toll-like receptor 2, TLR2）和NOD2的相互作用保持生物活性（Ding等，2026）。这些受体的激活引发先天免疫反应，增强抗原呈递，刺激保护性细胞因子的产生，同时促进限制过度炎症的调节性免疫通路。细胞壁片段还促进树突状细胞成熟、巨噬细胞活化和分泌型IgA产生，从而加强黏膜免疫。这些免疫调节效应解释了为什么热杀灭益生菌制剂在缺乏活微生物的情况下仍保留大量生物活性（Calvanese等，2025；Elzalaky，2025）。
3.5. 有机酸和色氨酸代谢产物
有机酸，包括乳酸，以及微生物色氨酸代谢产物如吲哚-3-乳酸和吲哚-3-甲醛，均有助于抗菌防御和宿主信号传导（Zhou等，2025）。乳酸可降低肠道pH值，为许多病原菌创造不利环境，同时促进有益共生微生物的生长。色氨酸衍生的吲哚代谢产物激活存在于上皮和免疫细胞上的芳香烃受体（Aryl hydrocarbon receptor, AhR）。AhR信号传导刺激白细胞介素-22的产生，增强上皮再生，强化黏膜屏障功能，并调节免疫耐受（Q. Zhou等，2025）。这些代谢产物也被认为通过调节神经递质合成和神经免疫信号传导参与肠-脑通讯，提示其在心理健康和神经功能中的潜在作用（Elzalaky，2025）。
3.6. 酶、维生素和辅因子
后生元还含有生物活性酶、维生素和代谢辅因子，包括过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、B族维生素和维生素K。抗氧化酶可解毒活性氧，从而减少氧化应激并保护上皮组织免受炎症损伤（Babysulatha Sasidharan等，2026）。微生物合成的B族维生素（包括叶酸、核黄素、吡哆醇和钴胺素）作为细胞代谢、DNA合成和能量产生的必需辅因子，而维生素K有助于血液凝固和骨代谢。总之，这些化合物为宿主和常驻微生物群提供代谢支持，增强营养状况、细胞功能和整体肠道健康。它们的存在进一步拓宽了后生元的功能特性，超越免疫调节和抗菌活性，支持全身代谢稳态（Bingol等，2024；Calvanese等，2025）。
4. 作用机制
4.1. 肠道屏障强化
与后生元制剂相关的SCFAs和其他生物活性代谢产物通过几种趋同机制增强肠道屏障功能，包括上调紧密连接蛋白、通过组蛋白去乙酰化酶介导的表观遗传调控刺激黏蛋白-2（MUC2）转录，以及促进杯状细胞黏液分泌，从而共同减少细胞旁通透性并限制细菌移位和内毒素血症（Ottria等，2026；Ragavan & Hemalatha，2024）。后生元细胞壁成分同样与肠上皮和树突状细胞上的模式识别受体（如Toll样受体2和NOD样受体）相互作用，强化屏障和黏膜免疫稳态（Bingol等，2024；Calvanese等，2025）。
如图1所示，后生元主要通过短链脂肪酸（SCFAs）和其他代谢产物的作用强化肠上皮屏障。这些化合物上调关键紧密连接蛋白（即occludin、claudin和ZO-1）的表达，这些蛋白通过封闭相邻细胞之间的细胞旁空间对维持上皮单层的结构完整性至关重要（Korgiel等，2026）。同时，SCFAs通过HDAC介导的表观遗传调控促进MUC2基因转录，并刺激杯状细胞增强黏液分泌（Asefa等，2025）。
这些效应共同显著降低细胞旁通透性，从而防止细菌穿过肠道内层移位，并降低内毒素血症（一种与全身炎症密切相关的状况）的风险（Guo等，2024）。
4.2. 免疫调节和抗炎信号传导
后生元调节先天性和适应性免疫区室：SCFAs和细胞壁片段已被证明促进调节性T细胞（Treg）分化，并将细胞因子谱转向抗炎表型，部分通过抑制NF-κB信号传导和下调促炎细胞因子产生（Bingol等，2024；Jin等，2025）。来自布拉氏酵母菌（Saccharomyces boulardii）等菌株的后生元已在溃疡性结肠炎实验模型中显示出对炎症反应的显著调节，而SCFAs据报道可增强肠道白细胞介素-10、白细胞介素-18、黏蛋白和抗菌肽的产生，共同支持黏膜免疫稳态（Jin等，2025；Ragavan & Hemalatha，2024）。
如图2所示，后生元通过多种非活性微生物成分（包括SCFAs（乙酸、丙酸和丁酸）、细胞壁片段（肽聚糖和磷壁酸）、有机酸、细菌素和酶）对先天性和适应性免疫系统发挥深远的免疫调节作用。在先天性免疫方面，这些成分通过干扰IKK磷酸化抑制促炎NF-κB信号通路，从而减少下游炎症细胞因子的产生（Lv等，2025；Yu等，2025）。
在适应性免疫方面，它们驱动调节性T细胞（FOXP3+ Tregs）分化并增强抗炎细胞因子IL-10的分泌。总体结果是产生强大的抗炎环境，这对慢性炎症性和自身免疫性疾病的管理特别有益（Asefa等，2025；Yesilyurt等，2021）。
4.3. 肠-脑轴和神经活性信号传导
SCFAs可通过多种途径参与肠-脑通讯，包括肠内分泌信号传导、免疫和代谢途径，以及涉及迷走神经传入的神经通路。FFAR2（GPR43）和FFAR3（GPR41）是SCFA感应G蛋白偶联受体，但它们的配体偏好重叠且依赖于上下文，而非绝对受体特异性。FFAR2特别被乙酸和丙酸激活，也可响应丁酸，而FFAR3在许多实验系统中对丙酸和丁酸表现出更强响应（Mishra等，2020；O'Riordan等，2022）。这一区分很重要，因为单个SCFAs的生物学效应不能仅从受体身份推断。
提出的肠-脑通路在图3中作为概念模型而非已建立的线性机制显示。SCFAs可能作用于肠内分泌细胞和其他感觉通路，影响胰高血糖素样肽-1（Glucagon-like peptide-1, GLP-1）和肽YY（Peptide YY, PYY）等介质的分泌，而证据也支持与迷走神经感觉通路和免疫信号传导的相互作用（O'Riordan等，2022；Wang等，2020）。然而，循环或腔内SCFAs在体内直接激活迷走神经传入的程度，以及神经足细胞介导的信号传导对这些反应的贡献，仍是有待积极研究的领域。因此，图3应对机制上不确定的步骤使用虚线或其他限定箭头。
该图是概念性的；直接的FFAR2/FFAR3介导的迷走神经信号传导和神经足细胞参与应被解释为新兴机制而非已建立的因果通路。这些通路可能有助于食欲、饱腹感、胃肠运动、情绪和应激相关反应，但机制观察转化为临床上有意义的精神神经益处仍不确定，需要进一步受控的人体研究（Lahariya等，2026；Sliwka等，2025）。
4.4. 抗菌和病原体排除机制
后生元通过几种互补机制促进病原体排除：有机酸介导的腔内pH降低、细菌素介导的竞争性病原体膜破坏，以及通过位阻或竞争性干扰病原体在肠上皮上的粘附和生物膜形成（Erdinc & Cufaoglu，2025；Pawar等，2026）。这些特性与人类胃肠道健康和食品安全应用直接相关，后生元制剂日益被探索为天然生物防治剂和生物防腐剂，且与活拮抗培养物相比具有热稳定性和加工稳定性的额外优势（Erdinc & Cufaoglu，2025；Pawar等，2026）。
如图4所述，后生元采用多种直接策略抑制病原菌并防止其在胃肠道内定植。有机酸（如乳酸和乙酸）降低腔内pH值，创造抑制许多酸敏感有害微生物生长的环境，而细菌素如乳链菌肽（Nisin）通过破坏病原体细胞膜发挥直接杀菌作用（Jahedi & Pashangeh，2025；Mafe & Büsselberg，2025）。
除了这些直接抗菌作用外，后生元还干扰病原体对肠上皮的粘附并破坏生物膜形成，这两者都是建立慢性感染的关键步骤（Che等，2024；Mafe & Büsselberg，2025）。通过这些组合且互补的机制，后生元有效地排除病原体并有助于维持更健康的肠道生态系统。
4.5. 肠道微生物组调节和全身相互作用
除了直接的宿主信号传导效应外，后生元制剂及其相关分子可能通过交叉喂养、竞争性排除以及腔内理化条件（如pH和氧化还原电位）的变化影响常驻肠道微生物群（Liu等，2025；Smolinska等，2025）。在一个代表性的SCFA交叉喂养网络中，初级发酵菌产生乳酸和乙酸，随后可被次级丁酸产生菌如普拉梭菌（Faecalibacterium prausnitzii）和罗斯氏菌属（Roseburia species）利用，有助于形成产丁酸环境（Moens等，2017）。重要的是，微生物群效应的幅度和方向取决于制剂的组成和剂量、常驻微生物群以及周围饮食。
如图5所总结的，后生元相关分子可参与微生物生态相互作用，同时支持食品生物保鲜和病原体排除。许多非活性制剂的稳定性可能比活培养物提供加工优势，但稳定性应针对每种产品证明，而非普遍假设（Mafe & Büsselberg，2025；Pawar等，2026）。新兴工作还提示可能的间接全身相互作用，包括对药物代谢途径和药物溶解度的影响，但这些观察仍是初步的，需要临床验证（Babysulatha Sasidharan等，2026）。
总的来说，这些观察表明后生元制剂可在不引入活外源生物的情况下影响肠道微生物生态。这一特性将它们与益生菌区分开来，但并不能确定后生元能统一恢复慢性疾病中的“健康”微生物组。因此，需要比较研究来确定哪些制剂、剂量和饮食背景能产生可重复的微生物组益处（Cardoso等，2025；Liu等，2025）。
对益生元、益生菌、合生元和后生元（统称为“biotics”）的比较综述表明，每一类对微生物组调节和肠道完整性产生互补效应，后生元的区别在于其无需成功定植或引入活外源生物即可影响微生物生态和上皮信号传导的能力，从而降低与某些活培养物干预相关的水平抗菌素耐药基因转移风险（Cardoso等，2025；Liu等，2025）。这一特性与慢性疾病（如炎症性肠病、肠易激综合征、2型糖尿病和肥胖）相关的肠道菌群失调特别相关，恢复产丁酸、屏障保护的微生物生态是核心治疗目标（Liu等，2025；Nikolaidis等，2025）。
新兴证据还指出微生物组来源后生元的间接药代动力学效应，包括调节细胞色素P450酶活性和在降低腔内pH下增强共给药药物的溶解度，据报道在实验模型中增加了奥美拉唑和鲁拉西酮等药物的生物利用度，这一领域需要进一步的临床验证，并说明后生元-微生物组相互作用的潜在全身性影响（Bingol等，2024）。
5. 健康益处：临床和临床前证据
5.1. 肥胖和代谢综合征
临床证据表明，一些后生元制剂可能通过改善葡萄糖稳态、脂质代谢、炎症和身体组成来改善选定的代谢和炎症结果，尽管获益幅度因后生元类型、干预持续时间和研究人群而异。一项随机对照试验的荟萃分析表明，后生元补充剂显著降低了肥胖或代谢障碍成人的血清胰岛素（加权均数差（Weighted mean difference, WMD）：?2.76 μU/mL）、甘油三酯（WMD：?8.46 mg/dL）、腰围（WMD：?1.47 cm）和C反应蛋白（WMD：?0.99 mg/L）（S. Li等，2025）。然而，空腹血糖、HbA1c、HOMA-IR、体重、BMI、血压或其他脂质组分未观察到显著的合并效应，血糖结果的异质性显著。亚组分析提示，细菌来源的后生元、超过八周的干预和年轻参与者的降胰岛素效果更强，强调菌株选择和治疗持续时间的重要性（S. Li等，2025）。
在实验性啮齿动物模型中已有一致发现，后生元给药显著降低了体重、肥胖、LDL-胆固醇、总胆固醇、甘油三酯、空腹血糖、胰岛素和HOMA-IR，同时增加HDL-胆固醇（Nazarinejad等，2025）。这些代谢改善归因于增强的脂肪酸β-氧化、肠道微生物群的有益重塑和全身炎症的减轻，为临床观察提供机制支持。
在与后生元生物学相关的微生物衍生代谢产物中，丁酸引起了特别关注。然而，纯化丁酸盐的试验不应被解释为ISAPP定义下的后生元制剂试验。在一项涉及非酒精性脂肪性肝病和代谢综合征成人的随机、双盲、安慰剂对照试验中，每天补充丁酸钙联合锌和维生素D三个月，显著改善了肝脂肪变性指数、总胆固醇、甘油三酯和γ-谷氨酰转移酶，且无不良事件（Fogacci等，2024）。同样，一项为期12周的安慰剂对照试验在超重或肥胖成人（包括2型糖尿病患者）中口服丁酸钠，与热量限制饮食联合时，报告了对体重和血糖控制的额外益处，支持丁酸在管理代谢功能障碍中的作用。
后生元调节涉及β-氧化（acox-1、cpt-2）、脂肪酸合成（fat-5）、胰岛素信号传导（daf-2、daf-16）和氧化应激反应（skn-1）的基因，同时暴露于121–135 °C温度后仍保持生物活性，表明其可稳定掺入加工功能性食品（Yavorov-Dayliev等，2025）。同样，在饮食诱导的肥胖Wistar大鼠中补充片球菌属（Pediococcus acidilactici pA1c?）改善了血脂异常和炎症状态，通过激活β-氧化途径和调节肠道微生物组成（Yavorov-Dayliev等，2023）。
富含后生元的功能性食品也显示出临床潜力。在一项为期8周的随机、双盲、对照试验中，用灭活的嗜黏蛋白阿克曼氏菌（Akkermansia muciniphila）后生元强化的酸奶显著降低了超重或肥胖成人的腰围、腰高比、体脂百分比和天冬氨酸氨基转移酶浓度，同时改善了食欲评分（Aalipanah等，2025）。这些发现表明，后生元强化的乳制品可同时针对代谢功能障碍和食欲调节，支持开发用于肥胖管理的后生元功能性食品。
总的来说，临床证据表明一些后生元制剂可能影响选定的代谢和炎症结果，但这些效应的幅度和临床相关性仍不确定。在S. Li等（2025）的荟萃分析中，血清胰岛素、甘油三酯、腰围和C反应蛋白观察到显著的合并减少，而空腹血糖、HbA1c、HOMA-IR、体重、BMI、血压和若干脂质结果无显著变化。腰围的适度效应量（WMD ?1.47 cm）和某些结果的显著异质性需要谨慎解释。因此，目前的发现支持继续研究，而非广泛的临床疗效声明。需要更大规模、独立进行的随机试验，使用标准化制剂、明确定义的剂量、足够的随访和具有临床意义的终点。
5.2. 胃肠道疾病
证据表明，后生元，特别是短链脂肪酸（SCFAs）包括乙酸、丙酸和丁酸，在预防和管理胃肠道疾病中发挥重要作用，尤其是炎症性肠病（Inflammatory bowel disease, IBD），并在肠易激综合征和憩室病中有新兴应用（Ottria等，2026；G. Zhou等，2025）。这些代谢产物增强结肠细胞能量代谢、强化肠上皮屏障完整性、促进黏膜防御，并通过抑制NF-κB通路和减少炎症细胞因子产生来抑制促炎信号传导，从而有助于恢复肠道稳态（Facchin等，2025；Ottria等，2026；Tedelind等，2007）。丙酸还通过激活FFAR2和FFAR3受体调节免疫反应、能量代谢和肠-脑通讯，尽管其生物学效应呈剂量依赖性（Facchin等，2025）。
临床证据进一步支持SCFAs在IBD中的治疗相关性。一项2025年系统综述和荟萃分析表明，与健康个体相比，IBD患者粪便中丁酸、乙酸和丙酸浓度显著降低，在活动性疾病中观察到的减少幅度最大，提示SCFA耗竭既是疾病活动的生物标志物，也是潜在治疗靶点（Ragavan & Hemalatha，2024）。同样，一项PRISMA引导的系统综述得出结论，丁酸在调节肠道炎症中发挥核心作用，旨在增加SCFA产生微生物或后生元递送策略可能代表IBD的有效辅助疗法（Ventura等，2024）。尽管机制基础很充分，但临床结果仍存在异质性，当前证据尚未确立跨胃肠道疾病的统一治疗效果。
5.3. 免疫功能
临床和机制证据表明，后生元通过调节宿主免疫信号通路增强先天性和适应性免疫反应。在一项涉及100名健康成人的随机、双盲、安慰剂对照试验中，每天补充热杀灭副干酪乳杆菌（Lacticaseibacillus paracasei MCC1849）四周，显著增加了浆细胞样树突状细胞活化，表现为CD86表达增强，并上调干扰素-α、干扰素-β和干扰素-γ基因表达，且无不良事件（Kato等，2024）。互补的机制研究表明，热杀灭MCC1849易被树突状细胞吞噬，增加活化标志物（CD86和HLA-DR）的表达，而动物研究显示增强白细胞介素-12产生和肠道、肺及全身区室中抗原特异性IgA反应增加（Li等，2024）。与这些发现一致，体外研究表明，热杀灭细菌和酵母后生元组合刺激人单核细胞产生细胞因子，多菌株制剂比单一菌株产生更强的免疫刺激效应。
总之，临床试验表明后生元有利地调节炎症和免疫生物标志物，并可能增强对常见感染的抵抗力。这些免疫调节效应与其激活模式识别受体信号传导和促进调节性免疫反应的能力一致，支持进一步研究后生元制剂作为免疫营养干预，同时认识到安全性和有效性仍是产品和人群特异性的（G. Zhou等，2025）。
5.4. 心理健康和肠-脑轴（心理生物制剂）
新兴临床证据表明，后生元可能通过改善肠道屏障功能、免疫稳态和全身代谢来调节肠-脑轴，从而支持心理健康。在一项双盲临床试验中，热灭活乳酸片球菌（Pediococcus acidilactici pA1c?HI）作为抗精神病治疗的辅助治疗，降低了首发精神病和分裂情感谱系障碍患者抗精神病相关代谢紊乱的风险，提示后生元可能为这一脆弱人群提供安全有效的辅助策略（D.-X. Li等，2025；Noriega等，2025）。同样，一项随机对照试验比较了富含嗜黏蛋白阿克曼氏菌（Akkermansia muciniphila）来源和鼠李糖乳杆菌（Lactobacillus rhamnosus）来源后生元的酸奶，在超重或肥胖成人中显示身体组成、食欲调节、代谢生物标志物和抑郁症状的改善，突显后生元强化功能性食品的双重代谢和心理生物学益处（Aalipanah等，2025；G. Zhou等，2025）。总之，这些发现为后生元调节肠-脑相关结果提供了初步支持，但仍需要更大规模、独立、长期临床试验来确定疗效、临床相关性和机制。
6. 掺入功能性食品的形式和递送技术
后生元日益掺入广泛的食品基质中。除了传统乳制品应用外，它们已被配制成果汁、功能性饮料和冰沙，且不影响口味或质地，并制成谷物和零食棒等干式形式，便于日常摄入（Mafe等，2026）。这种跨越液体和固体基质的灵活性，加上许多非活性制剂的加工韧性，使后生元相对于活益生菌培养物在大规模功能性食品制造中处于有利地位，因为后生元可以承受热处理且不需要冷链物流，从而降低生产和分销成本（Mafe等，2026；Pawar等，2026）。
为了保护不稳定的生物活性成分并在胃肠道内实现控制释放，正在采用一系列封装和纳米递送技术，包括喷雾干燥、微囊化、纳米包埋以及pH、酶和温度响应型聚合物载体（Mafe等，2026；Obayomi等，2025）。基于壳聚糖的食用膜掺入副干酪乳杆菌（Lactobacillus paracasei）无细胞上清液，已被证明可在较长时间内保护奶酪产品免受真菌腐败，说明后生元负载材料在食品保鲜和功能强化中的双重作用（Erdinc & Cufaoglu，2025）。碳酸钙和蛋白质-多糖纳米颗粒载体已显示出对小于子后生元的良好封装效率和生物相容性，尽管关于纳米材料安全性、长期生物分布和食品基质中颗粒稳定性的监管问题仍未解决，且正在积极研究中（Mafe等，2026；Popova等，2025）。
7. 安全和监管考虑
后生元制剂可能比活益生菌培养物提供实际的安全优势，因为它们不含活微生物，因此避免了与活细胞存活、移位和不受控制复制特别相关的风险。然而，“无活性”并不意味着生物学惰性或自动无风险。特别是，来自革兰氏阴性菌的制剂可能保留脂多糖（Lipopolysaccharide, LPS）或其他炎症性细胞包膜成分，因此祖代生物的身份、制剂组成、灭活过程、剂量和预期人群仍是安全性的重要决定因素。因此，安全性评估应包括适当表征残留生物活性和潜在炎症或毒性效应，而非仅依赖无活细胞（Salminen等，2021；Vinderola等，2024）。
本综述讨论的若干人体研究涉及专有或品牌制剂，包括pA1c?和MCC1849。商业产品的存在本身并不确立赞助或偏倚；然而，在解释疗效和安全性发现时，透明报告资助、制造商参与、研究者利益冲突和独立重复非常重要。当个别产品的证据被推广到更广泛的后生元类别时，这些考虑尤为重要。监管框架也仍然异质，表征祖代菌株、灭活过程、组成、剂量、安全性和已证实的健康益处对产品特异性评估至关重要（Guglielmetti等，2025；Tomicic等，2025）。
8. 挑战和未来展望
后生元作为功能性食品配料的发展面临几个关键挑战，应加以解决以促进其更广泛的工业采用和临床可信度。其中最重要的是缺乏标准化，因为该领域目前缺乏普遍接受、经过验证的菌株表征、灭活验证和确保批次间可重复性的方法，这损害了产品一致性和监管信心（Salminen等，2021；Thirumdas & Mudgil，2025）。加剧这一问题的是机制归因的分析复杂性，即在异质后生元制剂中解开单个代谢产物类别（如短链脂肪酸、细胞壁片段和生物活性肽）的精确生物学贡献仍然是一个艰巨的技术障碍（Bingol等，2024；Calvanese等，2025）。此外，现有的临床证据基础虽然前景广阔，但仍处于萌芽阶段；许多健康声明主要得到临床前数据或小规模试点人体试验的支持，强调迫切需要更大规模、更长时间的随机对照试验，特别是在代谢健康和心理生物制剂的新兴应用领域（S. Li等，2025；G. Zhou等，2025）。在递送方面，封装和纳米递送系统的持续创新对于实现生物活性稳定性、控制释放动力学、感官可接受性和关于食品基质中纳米材料使用的监管合规之间的最佳平衡至关重要（Mafe等，2026；Popova等，2025）。展望未来，整合尖端方法——包括合成生物学、多组学驱动的菌株选择和机器学习引导的代谢产物谱分析——为精准后生元的发展提供了相当大的希望，能够为特定健康适应症和个体患者概况设计定制配方（Behl & Sharma，2026；Divsalar等，2026；Tomicic等，2025）。总的来说，这些发展表明后生元正逐渐从科学上有趣的概念演变为日益基于证据和工业上可行的功能成分类别。然而，对机制研究、稳健的临床验证和协调的监管框架的持续投资对于将其治疗潜力充分转化为安全、有效且可商业化的应用仍不可或缺。
9. 结论
后
