把“益生菌分泌物”装进水凝胶，既能杀菌又能促进伤口愈合

慢性创面、术后感染、植入物感染和烧伤感染等细菌感染问题，往往不是由单一病原体引起的，而是多种病原菌共同参与形成的混合感染状态。并且随着全球抗生素耐药性的加剧，传统抗生素治疗效果有限。更重要的是，感染伤口不只是“有细菌”这么简单，感染引起的微环境失衡、局部炎症过强和组织受损都会会造成伤口久久难以愈合。因此，想要有效控制感染，不仅需要控制病原微生物，还需要干预生态位微环境和促进组织修复。值得关注的是，益生菌分泌的天然活性化合物如有机酸和抗菌肽等对多种病原微生物都有抑制作用，它们因破坏细胞膜、干预生物膜的形成、扰动细胞代谢通路和调节宿主免疫等多靶点的抗菌机制而不易产生耐药性。然而，这些活性化合物在实际应用中仍存在稳定性差和局部保留不足等问题。水凝胶递送系统因良好的生物相容性和稳定的多孔三维结构，而用于治疗药物的释放。但目前大多仅将其作为活性药物的物理载体，不能实现病原体消除和组织修复之间的平衡。因此，开发一种既能保护抗菌活性成分，又能实现控释抗菌，还能改善组织再生微环境的治疗策略非常重要。

近期在国际顶刊《Materials Horizons》发表了一篇很有启发性文章。该研究不直接将活益生菌应用于感染部位，而是利用阿拉伯糖诱导后的益生菌分泌产物与胶原-透明质酸水凝胶相结合，来实现活性成分在感染部位的缓慢释放和长效抑菌，再利用胶原基质促进内皮细胞和成纤维细胞增殖迁移，最终实现感染控制与创面组织修复的双重目标。以下是对该研究的深度解度。

一、系统构建：从代谢调控到功能水凝胶的创新设计

在这项研究中，研究人员利用阿拉伯糖诱导来重编程益生菌的分泌谱（增加功能性分子的分泌）。经组学分析发现，糖诱导后细菌碳固定途径、氧化磷酸化及丙酸代谢等相关基因的表达显著上调，含硫化合物、芳香族代谢物及有机酸等分泌代谢物协同改变。值得关注的是，阿拉伯糖诱导的益生菌分泌产物对多种致病细菌均表现出明显的抑制作用，表明由代谢重编程驱动的细胞外泌产物可能成为其抗菌活性的重要基础。

研究证实，经光交联制得的HAMA/BS@Col水凝胶具有良好的形状适应性、基质界面附着性、均匀多孔的三维网络结构、以及适宜的平衡溶胀比和可控的降解特性。此外，负载于水凝胶内的BS活性成分随时间的延长而持续释放。更重要的是，基质内的胶原蛋白可长时间保留，为后续内皮细胞和成纤维细胞的增殖和迁移奠定了生物基础。

二、核心功能与机制：多靶点抗菌与基质促修复的协同效应

糖诱导产生的BS表现出广谱抗菌活性，可显著抑制耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌和肠炎沙门氏菌等致病菌的生长。这些受试菌表面形态异常、膜完整性受损以及细胞内结构紊乱，与能量转换、膜脂质稳态和应激适应相关的代谢通路受到影响。这意味着BS的抗菌效应不是通过针对某一特定靶点，而是通过协调干扰多种重要细菌过程所实现，包括膜的稳定性、离子稳态、养分利用和代谢适应。

利用人脐静脉内皮细胞（HUVEC）和小鼠成纤维细胞（L929）与水凝胶共孵育建立了体外共培养系统，评估了HAMA/BS@Col水凝胶对组织修复相关细胞行为的影响。这两种细胞类型在水凝胶表面表现出良好的扩散行为，无明显的细胞萎缩或形态异常现象。通过CCK-8增殖实验和划痕实验发现含胶原的水凝胶显著增强了组织修复相关细胞的增殖和迁移能力，并且BS的加入对细胞的增殖无不良影响。

三、动物伤口感染模型疗效验证

为评估HAMA/BS@Col水凝胶的体内抗感染性能，建立了耐甲氧西林金黄色葡萄球菌与铜绿假单胞菌混合感染的大鼠全层皮肤缺损模型。在早期愈合期（前4天），HAMA/BS@Col治疗组的伤口收缩速率最快，细菌负荷显著降低，炎症相关组织损伤减少。这表明HAMA/BS@Col水凝胶能有效抑制早期感染，并创造有利于伤口修复的微环境。

在第10天时，HAMA/BS@Col治疗组残留的伤口面积最小，伤口边缘距离明显缩短，炎症反应也最轻。其CD31信号强度在第4天时显著高于对照组，这表明HAMA/BS@Col加速了新生血管的形成。这些发现表明负载糖诱导的BS水凝胶不仅在早期抗感染阶段发挥作用，还能在后期持续改善伤口微环境，支持高质量的组织再生。

四、总结与展望

这项研究构建了一种整合“代谢编程”与“水凝胶递送”策略的感染治疗体系，为如何开发既能控制感染又能促进组织再生的非抗生素疗法提供了全新的视角。利用阿拉伯糖诱导益生菌产生的分泌产物与胶原基质水凝胶结合，可实现活性成分在感染伤口部位的持续释放，并降低细菌负荷。更重要的是，胶原基质可提高组织修复相关细胞的增殖和迁移能力，促进感染微环境的组织再生，最终实现了感染控制与创面组织修复的高效协同。然而，这一治疗策略想要真正应用于临床应用仍有一定距离，需开展多种动物模型和临床实验以进一步证明安全性和有效性。

参考文献：Yang, M., Zhou, C., Li, J., et al. Delivery of a functional sugar-induced probiotic secretome against polymicrobial bacterial infection[J]. Materials Horizons, 2026, 13(16): 7966–7980. DOI: https://doi.org/10.1039/d6mh00824k