三组益生菌对头孢曲松诱导腹泻的缓解作用：其对小鼠肠道菌群重建介导的紧密连接蛋白、肠道屏障及炎症调节的影响

《Food Bioscience》：Alleviation of Cefotaxime-Induced Diarrhea Using three groups of Probiotics: Effects on Gut Microbiota Reconstitution-Mediated Regulation of tight junction proteins, intestinal barrier and inflammation in Mice

　　**摘要**抗菌相关腹泻（AAD）是抗生素治疗期间最常见的不良反应之一，肠道菌群失调是其核心发病原因，而益生菌可以恢复肠道微生物平衡。本研究调查了植物乳杆菌GOLDGUT-LP1024（LP1024）和两种多菌株益生菌（WLFX-1、WLFX-2）对缓解AAD小鼠中头孢噻肟诱导腹泻的调节作用。通过小鼠腹泻状态评分（DSSs）评估腹泻严重程度。采用酶联免疫吸附测定法（ELISA）测量血清炎症因子水平。炎症和肠道屏障相关蛋白及基因表达分别通过Western印迹法（WB）和逆转录-定量实时PCR（RT-qPCR）进行检测。粪便中短链脂肪酸（SCFAs）含量和肠道菌群谱通过气相色谱法（GC）和宏基因组测序测定。三个益生菌组均降低了头孢噻肟诱导的DSSs。两种多菌株益生菌恢复了血清白细胞介素-4（IL-4）水平，并增加了结肠*Il10* mRNA表达，同时降低p-p38/p38比值，减少结肠*Il6*和*Il1b* mRNA表达。三个益生菌组修复了肠道屏障，增强了结肠中闭锁蛋白-1（ZO-1）、Occludin和黏蛋白2（MUC2）的表达。WLFX-1恢复了乙酸含量，WLFX-2恢复了乙酸和丙酸水平。三个益生菌组有效改善了受扰乱的肠道菌群。益生菌通过增强肠道黏膜屏障功能、减少炎症和恢复肠道微生物平衡来缓解腹泻。两种多菌株益生菌比LP1024更为有效。这些结果为使用益生菌治疗抗菌相关副作用提供了证据和理论支持。**引言**抗生素是治疗严重急性细菌感染所必需的（Szajewska等，2025），自其首次临床应用以来，抗生素显著提高了人类预期寿命（D'Achille & Morroni，2023），预计未来其使用将继续快速增长（Dethlefsen & Relman，2011）。然而，抗生素的滥用也日益严重，导致肠道菌群失调和屏障受损（Duan等，2022；Patangia等，2022）。口服林可霉素和氨苄西林导致小鼠肠道紧密连接蛋白下调（Liu等，2024）。使用阿莫西林三天后，人体肠道优势菌群发生显著变化，菌群仅恢复至原始组成的约87%（De La Cochetière等，2005）。菌群和肠道屏障功能障碍为病原体和新发病原菌的定植创造了有利条件，导致频繁腹泻等症状（Abreu等，2025），即所谓的抗菌相关腹泻（AAD）。该病的特征是每天出现三次或以上松散或水样粪便，水分含量超过200毫升，在抗生素使用情况下出现且无其他可识别原因（Bartlett，2002）。可导致AAD的抗生素包括氨基青霉素类、头孢菌素类和克林霉素等（Ramirez等，2020）。头孢噻肟是一种广谱头孢菌素，常用于治疗呼吸道、皮肤和腹腔内感染，是临床上最常用的抗生素之一（Jain，2023）。此前研究表明，头孢菌素类药物治疗导致小鼠肠道菌群失调和肠道屏障受损（Wang等，2022），引起体重下降和腹泻（Yang等，2023）。另一项研究报告称，头孢菌素类药物使小鼠血清促炎因子浓度显著升高，特别是白细胞介素-1β（IL-1β）、白细胞介素-12和白细胞介素-17（Gao等，2024）。一项临床研究报告称，14.4%的患者在使用头孢菌素后出现AAD（Tan?r Basarano?lu等，2023）。传统上，预防AAD依赖于抗生素的合理使用或尽量减少广谱抗生素和止泻剂的使用（McFarland等，2016；Szajewska等，2025）。洛哌丁胺是一种非处方阿片类药物，广泛用于治疗腹泻（Wu & Juurlink，2017）。然而，长期使用洛哌丁胺可能导致便秘并引起肝脏代谢紊乱（Fan等，2022；Lei等，2022）。恢复受损的肠道菌群可以从根本上预防或治疗AAD（Surawicz，2003）。益生菌可以将肠道菌群恢复至宿主的正常组成和功能（Derrien & van Hylckama Vlieg，2015），从而在AAD的预防和治疗中发挥积极作用（Ma等，2020）。益生菌是在充足剂量下对宿主健康有益的活微生物（Ragan等，2022）。大量研究表明，益生菌可以通过恢复抗生素诱导的肠道菌群失调来缓解AAD。植物乳杆菌2-33通过增加抗炎因子白细胞介素-4（IL-4）和白细胞介素-10（IL-10），减少促炎因子肿瘤坏死因子-α和干扰素-γ，从而减轻AAD小鼠的肠道炎症（Bao等，2022）。据报道，双歧杆菌上调闭锁蛋白-1（ZO-1）、Occludin和黏蛋白2（MUC2）的表达，从而增强AAD小鼠的肠道屏障功能（Li等，2023）。食用乳杆菌混合物促进AAD小鼠肠道菌群失调的恢复（Shi等，2018）。在DSS诱导的结肠炎大鼠中，益生菌混合物和鼠李糖乳杆菌GG均缓解了肠道炎症，但混合物的效果更为显著（Shibolet等，2002），这表明多菌株益生菌在保护肠道和调节免疫系统方面可能优于单菌株，之前的报告也支持了这一观点（Chapman等，2011）。然而，大多数比较单菌株与多菌株益生菌预防AAD效果的研究主要关注整体疗效，很大程度上忽视了多菌株制剂的治疗效果是否与菌株组成有关。因此，多菌株益生菌的疗效是否取决于菌株组成仍不清楚。因此，本研究建立了头孢噻肟诱导的AAD模型，以研究单菌株益生菌（植物乳杆菌GOLDGUT-LP1024）与多菌株益生菌（WLFX-1和WLFX-2）在缓解抗生素诱导副作用方面的特异性和差异。通过小鼠腹泻状态评分（DSSs）评估腹泻严重程度。采用酶联免疫吸附测定法（ELISA）测量血清炎症因子水平。炎症和肠道屏障相关蛋白及基因表达分别通过Western印迹法（WB）和逆转录-定量实时PCR（RT-qPCR）进行检测。通过免疫荧光可视化ZO-1和MUC2，通过苏木精-伊红（H&E）染色评估结肠形态。通过气相色谱法（GC）测定粪便中短链脂肪酸（SCFAs）含量。使用宏基因组测序分析小鼠肠道菌群多样性和丰度。本研究旨在为益生菌干预AAD小鼠肠道菌群失调的疗效提供新的见解。**部分片段****菌株来源**LP1024组：植物乳杆菌GOLDGUT-LP1024。WLFX-1组由15株菌株组成：长双歧杆菌长双歧亚种BORI、动物双歧杆菌Bl-04、植物乳杆菌Lp116、两歧双歧杆菌Bb-06、长双歧杆菌婴儿亚种Bi-26、嗜酸乳杆菌AD031、两歧双歧杆菌BGN4、嗜酸乳杆菌NCFM、动物双歧杆菌乳亚种AD011、长双歧杆菌婴儿亚种IBS007、植物乳杆菌GOLDGUT-LP1024、副干酪乳杆菌GOLDGUT-LC12345、柠檬乳杆菌等。**益生菌对小鼠腹泻和结肠形态的影响**头孢噻肟干预3天后，小鼠出现不同程度的腹泻，并伴有精神萎靡、饮水增加和排便频率增加等症状，随时间延长而加重，同时伴有肛门红肿和粪便沾染（图1B）。第7天，小鼠出现严重腹泻，表现为粪便松散软便，DSSs较高。第13天，与模型组相比，DSSs在使用……治疗后显著（*p* < 0.05）降低。**讨论**本研究采用头孢噻肟诱导的AAD模型评估益生菌的缓解效果。粪便稠度评分是腹泻严重程度的常用指标，已被用于评估嗜热链球菌DMST-H2对腹泻症状的缓解效果，表现为粪便稠度评分降低（Hu等，2020）。模型组在第7天使用头孢噻肟时粪便稠度评分显著升高，而所有三个益生菌组的腹泻评分……**结论**首次比较了单菌株（植物乳杆菌GOLDGUT-LP1024）和两个多菌株益生菌组（WLFX-1和WLFX-2）对头孢噻肟诱导的AAD小鼠的影响。结果表明，使用头孢噻肟触发肠道炎症，损害肠道屏障，并扰乱AAD小鼠肠道菌群的结构和组成。所有三种治疗均降低了腹泻评分，并改善了头孢噻肟诱导的肠道菌群失调。两种……**CRediT作者贡献声明****Severino Matias de Alencar：** 调查研究、形式分析。**Mohamed A. Farag：** 方法学、写作–审阅与编辑。**Zhang Jiachao：** 监督、形式分析、概念化。**Fang Yajing：** 写作–审阅与编辑、监督、项目管理、方法学、概念化。**Yang Xiaojun：** 写作–原稿撰写、方法学、调查研究、形式分析。**Zhang Zhizhu：** 形式分析、数据整理、写作–审阅与编辑。**Song Hainan：** 可视化、调查研究。**伦理批准与同意参与**本研究已获得中国海南大学实验动物管理与伦理委员会的批准（批准号：HNUAUCC-2023-00179）。**数据可用性**本研究中生成的数据集可在NCBI存储库中获取。**利益冲突声明**Zhang Zhizhu、Zhou Xiaoli、Zhong Shuying和Zhang Silu就职于深圳宝健生物工程股份有限公司WonderLab微生态与营养研究院。他们参与了调查研究、可视化、形式分析、数据整理和验证，但未影响研究设计和样本采集。Zhang Zhizhu、Zhou Xiaoli、Zhong Shuying和Zhang Silu声明他们没有竞争性经济利益。其他作者声明他们没有竞争性经济……**利益冲突声明**? 作者声明他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本文所报告的工作。**致谢**本研究由海南省重点研发项目（ZDYF2026XDNY118）和深圳宝健生物工程股份有限公司（功能性益生菌筛选与开发BSJ-YF-FW-20241015019）提供资金支持。Yang Xiaojun|Zhang Zhizhu|Song Hainan|Zhou Xiaoli|Zhong Shuying|Zhang Silu|Aline Silva Mello Cesar|Severino Matias de Alencar|Mohamed A. Farag|Zhang Jiachao|Fang Yajing海南大学食品科学与工程学院，海南省食品营养与功能食品重点实验室，海口570228，中国