益生菌“抱团生存”新技术问世！定植效率暴涨数十倍，肠炎治疗只需单次服用

很多人都有这样的困扰：天天吃益生菌补剂，停服后肠胃不适很快复发。这背后有一个关键原因——单独的益生菌个体太脆弱。 我们吃下益生菌后，首先要经过胃部强酸环境，绝大多数细菌会直接失活；侥幸存活的少量细菌抵达肠道，还要面对胆汁、肠道抗生素、有害菌竞争多重压力，很难牢牢附着在肠壁上形成稳定菌群，只能短暂停留，药效自然转瞬即逝。科研团队发现了一个关键自然规律：细菌抱团形成小菌落时，生存能力会大幅变强。扎堆的细菌能互相传递信号，分泌一层多糖“保护膜”，既抵御外界伤害，又更容易黏附在肠道黏膜上，这是单个细菌完全不具备的优势。但传统培养方式很难批量生产完整、可口服运输的微型菌群，这也成为益生菌疗法长久以来的瓶颈。

为了让益生菌安全抱团、顺利抵达肠道，研究团队设计出EMS（特快微菌落服务）递送系统，核心是一款双网络海藻酸微球，相当于益生菌的专属微型培养舱。这款微球由两种材料交联而成，自带应力松弛特性：刚封装时空间狭小，限制细菌过快增殖；随着细菌慢慢生长，微球会像弹性橡胶一样缓慢拉伸，持续提供生长空间，完美适配菌群从小到大的发育过程。同时材料天然耐胃酸，能保证益生菌顺利通过胃部，直到进入大肠环境才逐步降解，释放内部成熟的微型菌群。团队反复调配材料配比后，确定50%甲基丙烯酰化海藻酸钠配方综合性能最优：在胃酸、小肠液中稳定不破碎，到大肠环境快速降解释放菌群；既能支撑益生菌抱团生长，又不会过度束缚细菌代谢。通过微流控工艺，可批量生产大小均匀、直径约434微米的微小胶囊，工业化落地门槛低。

研究人员从基因、体外环境、动物体内三个维度，对比了抱团微菌落和单独益生菌的差距。1.基因层面：测序结果显示，相比单个益生菌，抱团菌群上千个基因表达发生改变。和黏附、抗酸、群体协作相关的基因全部大幅上调，会分泌更多黏性蛋白和多糖保护层，让菌群更耐酸、更易贴紧肠壁。2.模拟人体消化环境测试：普通益生菌经过人工胃液后存活率极低；单纯包裹在微球里、没有抱团的益生菌仅能抵御胃酸，遇到胆汁、抗生素依旧大量死亡；而EMS系统里提前抱团的微型菌群，三重恶劣环境下存活率遥遥领先，厚厚的多糖外壳成为天然防护盾。3.小鼠肠道定植实验：给小鼠分别喂食普通益生菌、未抱团微球益生菌、EMS抱团菌群，3天后解剖检测肠道细菌数量：EMS组在盲肠定植量是普通益生菌的89倍，结肠定植量高出52倍。普通益生菌3天内数量持续下滑，EMS菌群能稳定留在肠道，不会快速流失。

研究选用公认治疗肠炎的益生菌——大肠杆菌Nissle 1917（EcN）开展结肠炎动物实验。实验小鼠分为健康组、肠炎模型组、普通药物组、普通益生菌组、EMS新技术组，仅单次灌胃给药。结果显示：1.EMS组小鼠体重稳定、肠道长度恢复正常，肠道炎症评分优于传统肠炎药物5-氨基水杨酸；2.肠道切片可见，EMS组肠黏膜完整，炎症免疫细胞浸润显著减少，肠道保护屏障蛋白表达大幅回升；3.肠道菌群检测发现，EMS能降低肠道致病菌群（肠球菌、γ变形菌）丰度，提升阿克曼菌、布劳特氏菌等有益菌数量，全面修复失衡的肠道微生态。更重要的是，空白微球对照组无任何改善效果，证明治疗效果完全来自抱团益生菌的长效定植，而非载体材料本身。同时心、肝、脾、肺、肾组织切片无异常，证实这套材料生物相容性良好，无毒副作用。

目前市面上益生菌胶囊、粉剂大多只能短期调节肠道，炎症性肠病、慢性腹泻人群需要长期反复服用，依从性差。而EMS系统实现一次给药、长效定植，大幅简化治疗流程。这套技术无需复杂化学修饰、基因改造，材料是天然海藻提取物，制备工艺可规模化生产，临床转化潜力巨大。未来有望开发成新型口服益生菌制剂，用于溃疡性结肠炎、慢性肠道菌群紊乱、术后肠道修复等场景，也为代谢病、自身免疫病的益生菌干预提供全新思路。团队表示，这项研究证明，顺着细菌天然抱团的生存规律设计递送载体，能从根源解决益生菌“留不住”的核心难题，为下一代活体肠道治疗产品开辟全新方向。

参考文献：Liu H, Chen Z, Lin Q, Chen Y, Hong L, Zhong J, Cai Z, Wang Z, Cui W. A multicellular self-organized probiotic platform for oral delivery enhances intestinal colonization. Nat Commun. 2025 Aug 1;16(1):7060.doi: 10.1038/s41467-025-62349-x.