生物界面矿化制备超高抗性肠道微生物用于口服生物治疗
文献基本信息
- 标题：Biointerface mineralization generates ultraresistant gut microbes as oral biotherapeutics
- 中文标题：生物界面矿化制备超高抗性肠道微生物用于口服生物治疗
- 期刊：Science Advances（Science 子刊）
- 发表时间：2023 年
- DOI：10.1126/sciadv.adf6105
- 团队：上海交通大学医学院 刘尽尧 教授团队
- 核心菌株：脆弱拟杆菌 BF839（专性厌氧益生菌）
研究背景
口服益生菌在生产、储存、胃酸、胆汁等环节极易失活，专性厌氧菌（如 BF839）尤为脆弱。本研究受自然界生物矿化保护机制启发，通过生物界面矿化在细菌表面构建一层 “智能矿物外壳”，解决益生菌口服递送的核心难题。
技术原理
采用细胞友好型生物界面矿化，在菌体表面原位形成一层超薄、可自移除的碳酸钙（CaCO₃）矿物涂层。
- 制备温和、快速，不影响细菌活性
- 适用于多种肠道菌（厌氧菌 / 兼性厌氧菌）
- 涂层可在胃内自动中和胃酸并快速分解，定向释放活菌至肠道
关键性能
- 超强环境抗性
- 抵抗氧气、紫外线、75% 乙醇、生产加工胁迫
- 显著提升专性厌氧菌（BF839）的存活率与稳定性
- 胃肠道双重保护
- 中和胃酸，避免强酸杀伤
- 释放钙离子促进胆汁酸胶束聚集，抵御胆汁破坏
- 实现高活菌率抵达肠道并定植
- 治疗效果提升以结肠炎小鼠模型验证：
- 矿化包裹的 BF839 更有效缓解肠道炎症
- 改善肠道长度与组织病理损伤
- 肠道定植与生物利用度显著提高
机制总结
矿物涂层 → 抵抗生产 / 储存损伤 → 口服后中和胃酸、抵御胆汁 → 高效定植肠道 → 增强益生菌抗炎与调节菌群效果
研究意义
- 首创通用型细菌矿化包裹平台，突破口服益生菌 “存活率低” 的行业瓶颈
- 为脆弱拟杆菌 BF839等专性厌氧菌提供工业化、口服化的关键技术
- 为下一代活体生物药（living biotherapeutics）开发提供全新策略
