这张示意图显示了益生菌(蓝绿色)在通过人体肠道时被一层生物材料包裹。附着在细菌上的是活性氧纳米清除剂。图片来源:胡全音
益生菌就像进入荒野与不受控制的大火作斗争的精英消防员一样，当它们配备了最好的装备时，它们在抑制肠道炎症方面做得更好。
威斯康辛大学麦迪逊分校的研究人员在一项新研究中证实，一些装备精良的肠道友好型细菌在改善炎症性肠病(IBD)(包括克罗恩病和溃疡性结肠炎)治疗方面有多大的前途。
这项研究建立在UW-Madison药学院教授、生物医学工程师胡全音(Quanyin Hu)领导的团队之前设计的技术上。之前的技术通过将有益细菌包裹在一层非常薄的保护壳内，帮助它们在胃酸和竞争微生物的冲击下存活足够长的时间，在老鼠的肠道中建立和繁殖。
Quinyan Hu在他的实验室里。图片来源:Sally Griffith-Oh
尽管这项技术使口服益生菌更有效，但肠性疾病是一种复杂的疾病，通常涉及的不仅仅是肠道微生物群落的紊乱。
“IBD是一种复杂的疾病，你需要从不同的角度来治疗它，”Hu说。
因此，胡和他的同事设计了专门的纳米颗粒来中和IBD中涉及的分子。他们还想出了一种方法，在将这些纳米颗粒“背包”包裹在保护涂层中之后，将它们附着在有益的细菌上。
结合益生菌本身，这些纳米颗粒背包可以显著改善和简化IBD治疗。
虽然IBD的根本原因很复杂，仍在研究中，但其中一个罪魁祸首与活性氧分子的过量生产有关。尽管这些分子对某些人体功能至关重要，但在肠道中过多的这些分子会加剧肠道内壁的破坏性炎症。
纳米颗粒背包登场了。这些微粒部分是硫化物，部分是透明质酸。这种酸有很强的抗炎作用，硫化物直接针对活性氧。
胡的最新研究表明，在小鼠身上进行的保护外壳和配备纳米颗粒背包的益生菌大肠埃希氏杆菌在缓解IBD症状方面明显优于没有额外装备的益生菌。研究结果发表在11月11日的《科学进展》杂志上。
研究人员通过两种方法估计了治疗的效果:通过测量患有IBD的老鼠的体重变化和结肠长度的变化，这些老鼠分别接受了和没有接受治疗。
和人类一样，患有炎症性肠病的小鼠随着疾病的发展通常会出现体重减轻和结肠缩短的情况。胡和他的同事发现，与接受部分治疗或不接受治疗的小鼠相比，接受完全治疗的小鼠体重减轻的程度最小，结肠缩短的程度也小得多。
目前的治疗方案取决于疾病的阶段和严重程度，而胡和他的同事说，他们已经寻求了一种更全面的治疗方法，可以在任何阶段都有效。
“对我来说，这是这项研究中最令人兴奋的部分，”胡说。“我们不想针对特定的IBD阶段。我们想要选择最重要的因素，有助于在任何阶段治愈或治疗疾病。”
此外，这种治疗是口服的，这可能使它成为其他更有侵入性的IBD治疗形式(如部分或完全切除结肠)的一种令人满意的替代方案。
尽管结果很有希望，但要在人体上进行试验还需要一段时间。
胡的下一步目标是测试纳米颗粒背包是否能与其他益生菌有效结合，并记录治疗是否有任何不受欢迎的副作用。简化制造和附着纳米背包的过程对于使治疗在临床上可行也至关重要。
参考文献:“带有ROS纳米催化剂的黏胶益生菌背包增强炎症性肠病的细菌治疗”，作者:Liu Jun, Wang Yixin, William John Heelan，陈宇，李兆廷和胡全银，2022年11月11日，科学进展。DOI: 10.1126 / sciadv.abp8798
