喷雾干燥的植物乳杆菌CIDCA 83114对小鼠贾第虫病模型的影响:肠道屏障保护、免疫调节与菌群稳态

《Revista Argentina de Microbiología》:Impact of spray-dried Lactiplantibacillus plantarum CIDCA 83114 on a murine model of giardiasis

【字体: 时间:2026年04月28日 来源:Revista Argentina de Microbiología 1.8

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  为解决贾第虫病(giardiasis)传统抗生素疗法存在的临床耐药性、副作用等问题,研究人员以喷雾干燥的植物乳杆菌CIDCA 83114为对象,在小鼠模型中评估其防治贾第虫感染的潜力。结果显示,该益生菌可降低小肠滋养体数量、提高绒毛/隐窝比、上调抗炎因子IL-10并减轻炎症性菌群失调。研究表明,喷雾干燥工艺制备的益生菌制剂在干预肠道原虫感染中具有应用前景。

  
在寄生虫感染领域,贾第虫病(giardiasis)是由贾第虫(Giardia intestinalis)引起的一种全球性肠道疾病,尤其对婴幼儿的健康构成威胁。传统治疗依赖抗生素,但耐药菌株的出现、药物副作用以及临床治疗失败案例的增多,促使科学家寻找替代策略。与此同时,益生菌(probiotics)作为调节肠道微生态、增强宿主免疫的潜在工具,其抗寄生虫作用逐渐受到关注。然而,大多数益生菌研究使用新鲜或冷冻的菌悬液,这与实际食品工业中需长期保存的益生菌产品存在差距。如何在保持菌株活性和功能的前提下,通过喷雾干燥(spray-drying)等技术实现益生菌的稳定制备,并验证其在感染模型中的效果,成为一项关键挑战。
这项研究正是为了应对上述问题而展开。研究团队以喷雾干燥工艺处理的植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)CIDCA 83114为对象,通过小鼠模型系统评估其对贾第虫感染的干预作用。该菌株分离自开菲尔(kefir),先前已显示出抗肠道病原体的潜力,并能耐受喷雾干燥过程。论文发表在《Revista Argentina de Microbiología》上,为益生菌在贾第虫病防治中的应用提供了新的实验依据。
为开展研究,作者采用了几个关键技术方法:首先,利用喷雾干燥工艺(入口温度135°C,出口温度67°C)以GOS-麦芽糊精为保护剂制备益生菌粉末;其次,建立C57BL/6小鼠贾第虫感染模型,设置对照组、单纯感染组、单纯益生菌组及益生菌+感染联合组,通过灌胃给予益生菌(1×108CFU/天)和贾第虫滋养体(1×107);接着,在感染后第3天和第7天采集小肠样本,进行滋养体计数、肠道组织学(苏木精-伊红染色)分析、派伊尔结(Peyer's patches)细胞因子(IL-10、IL-12、TNF-α、IFN-γ)qPCR检测以及粪便菌群16S rRNA测序。
研究结果
喷雾干燥菌株CIDCA 83114的施用降低了小肠滋养体数量并保护黏膜完整性
通过直接计数发现,感染后第3天和第7天,益生菌预处理的小鼠(PG组)小肠内贾第虫滋养体数量显著低于单纯感染组(G组),效应量(Cohen's d)分别为0.75和0.51,表明益生菌干预可持久减轻寄生虫负荷。组织学分析进一步显示,感染贾第虫会导致小肠绒毛缩短、隐窝增生,绒毛/隐窝比降至2.1±1.0;而益生菌预处理组(PG组)的绒毛/隐窝比提高至3.0±1.0,说明益生菌能缓解感染引起的肠道黏膜结构损伤。
喷雾干燥菌株CIDCA 83114改变了感染动物的免疫应答
细胞因子表达分析揭示,益生菌预处理并感染的小鼠(PG组)抗炎因子IL-10表达显著上调,而促炎因子IL-12在益生菌处理组(无论是否感染)均下调。值得注意的是,贾第虫感染本身会降低IFN-γ表达,益生菌未能逆转此效应。另一方面,贾第虫感染和单纯益生菌摄入均能诱导促炎因子TNF-α表达升高,但在益生菌预处理并感染的PG组中,TNF-α表达恢复到与未感染对照组相当的水平。这表明益生菌可能通过提升IL-10、抑制TNF-α,帮助调控感染过程中的炎症反应。
喷雾干燥乳杆菌改变了肠道菌群平衡
菌群测序结果表明,贾第虫感染会引起菌群失调(dysbiosis),表现为厚壁菌门(Firmicutes)中梭菌纲(Clostridia)和ε-变形菌纲(Epsilonproteobacteria)比例升高。而在益生菌预处理并感染的PG组中,这些变化得到缓解:梭菌和ε-变形菌比例回落,乳酸菌科(Lactobacillaceae)比例相应增加。有趣的是,单纯益生菌组(P组)中阿克曼菌(Akkermansia)比例升高,而该菌在感染组(G组)中也有所上升,但在PG组中恢复至对照水平。这说明益生菌干预能部分纠正贾第虫感染导致的菌群紊乱,促进有益菌的增殖。
研究结论与意义
本研究系统证明,喷雾干燥工艺制备的植物乳杆菌CIDCA 83114能在小鼠贾第虫病模型中发挥多方面的保护作用:降低寄生虫负荷、维护肠道黏膜结构、调节免疫应答向抗炎方向偏移(提升IL-10、抑制TNF-α),并纠正感染相关的菌群失调。尤其值得注意的是,喷雾干燥后的菌株仍保持生物活性,这为开发长保质期、便于分发的益生菌制剂提供了工艺可行性依据。从机制角度看,益生菌可能通过Toll样受体(TLR)信号通路(如TLR2/TLR4)与贾第虫竞争性调节宿主免疫,进而影响感染进程。此外,益生菌对肠道菌群的调节作用可能间接改变肠道微环境,不利于贾第虫定植。
这项研究的价值在于,它将益生菌的抗寄生虫研究从“新鲜菌液”推进到“干燥制剂”阶段,更贴近实际生产与应用场景。结果提示,喷雾干燥的植物乳杆菌CIDCA 83114有望作为一种预防或辅助治疗贾第虫病的功能性食品成分,尤其适用于儿童等高危人群。未来研究可进一步探索该菌株与其他益生菌或益生元的协同效应,以及其在临床感染中的安全性与有效性。总之,这项工作为应对贾第虫感染这一全球性健康问题,提供了一条基于微生态调控的非抗生素新思路。
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