口服双层微胶囊整合的 TNF-α调节益生菌有效治疗炎症性肠病

近期，武汉大学研究团队在《Chemical Engineering Journal》发表题为“Oral administration of TNF-α-modulating probiotics integrated by dual-layered microcapsule for effective treatment of inflammatory bowel disease”的研究论文。该研究创新性地将适配体修饰、纳米酶保护与微胶囊递送相结合，构建了一种多功能口服益生菌系统，显著提升了益生菌在炎症肠道中的存活率与治疗效果，为IBD的精准治疗提供了新思路。

【研究背景】：IBD治疗现状与工程益生菌的潜力

炎症性肠病（IBD）包括克罗恩病和溃疡性结肠炎，是一种慢性、复发性的肠道炎症性疾病，目前临床治疗主要依赖氨基水杨酸类、糖皮质激素、免疫抑制剂及生物制剂等，但长期使用常伴随感染、恶性肿瘤等风险，且难以根治肠道菌群失衡与黏膜屏障损伤等根本问题。

口服益生菌疗法因其非侵入性、可调节肠道菌群和免疫反应而备受关注。大肠杆菌Nissle 1917（EcN）作为一种常用益生菌，具有良好的定植能力和抗炎特性。然而，其在复杂胃肠道环境中存活率低、定植能力有限，且天然益生菌治疗效果单一，限制了其临床应用。因此，开发既能提升益生菌递送效率又兼具多重治疗功能的工程化系统，成为当前研究热点。

 【研究成果】：EcN-Ap@A/H-Ce系统的构建与疗效验证

1. 系统构建与表征

研究团队通过酰胺缩合将TNF-α适配体修饰于EcN表面，形成EcN-Ap；进而利用微流控技术将其封装于海藻酸钠微球中，再通过界面自组装包覆透明质酸与二氧化铈纳米酶，形成双层微胶囊EcN-Ap@A/H-Ce。该系统粒径均匀（约22.1 μm），在模拟胃酸、肠液中均能显著保护益生菌活力。

2. 体外功能验证

TNF-α中和能力：EcN-Ap能有效结合并中和TNF-α，抑制NF-κB信号通路，提升紧密连接蛋白表达。

ROS清除能力：CeO₂纳米酶具有类SOD/CAT活性，能有效清除过氧化氢，保护益生菌免受氧化损伤。

炎症响应释放：在模拟结肠炎环境中，适配体释放率达85%以上，实现炎症部位靶向释药。

3. 动物模型疗效

在DSS诱导的小鼠结肠炎模型中，口服EcN-Ap@A/H-Ce显著：改善体重下降与疾病活动指数；恢复结肠长度，减轻脾脏肿大；降低IL-1β、TNF-α、IL-6等促炎因子水平，提升IL-10；增强肠道屏障蛋白（ZO-1、Occludin）表达；调节肠道菌群，增加阿克曼菌科、毛螺菌科等有益菌丰度。

4. 与临床药物对比

EcN-Ap@A/H-Ce疗效优于口服美沙拉嗪，与静脉注射英夫利昔单抗相当，且避免注射相关副作用，患者依从性更高。

 【总结与展望】

该研究成功构建了一种口服高效、结肠靶向、多重治疗的工程益生菌微胶囊系统，为IBD的非侵入性治疗提供了新策略。未来可进一步拓展适配体种类、优化微胶囊材料，推动其向临床转化，也可应用于其他炎症性或菌群相关性疾病的治疗。

【参考文献】：Shan W, Liang Y, Liu J, et al. Oral administration of TNF-α-modulating probiotics integrated by dual-layered microcapsule for effective treatment of inflammatory bowel disease[J]. Chemical Engineering Journal, 2025, 521: 166413.