综述：益生菌与后生元在生活方式相关疾病管理中的应用：基于组学与人工智能时代的综合技术综述

《Probiotics and Antimicrobial Proteins》：Probiotics and Postbiotics in Life-Style Disease Management: A Comprehensive Review on the Technologies in the Era of Omics and Artificial Intelligence

　　

摘要

传统益生菌和下一代益生菌在维持宿主体内稳态方面发挥着关键作用。它们能够调节胰岛素敏感性、免疫调节、脂质代谢以及三甲胺的合成。近年来，益生菌作为治疗慢性生活方式相关疾病的有效且安全的抗生素替代品，通过肠道-器官轴发挥了重要作用。因此，2024年益生菌市场的规模达到了712亿美元。然而，目前仍缺乏能够完全缓解特定疾病所有症状的有效益生菌组合。此外，天然益生菌还存在存活率低和传递抗生素抗性基因的问题。因此，作为肠道-器官轴最终介质的“后生物制剂”（postbiotics）逐渐受到更多关注。它们能与宿主器官中的多种受体结合并调节其功能，这表明后生物制剂与宿主重要器官之间存在多层次、多通道的相互作用。不过，后生物制剂无法在肠道中定植，其剂量和使用时间也需要进一步优化。为此，人们正在研发能够高效、自主地在目标部位释放后生物制剂的工程化益生菌。虽然已有部分关于益生菌与生活方式相关疾病的综述，但鉴于包括组学和人工智能在内的技术快速发展，迫切需要对其进行与时俱进的评估。本文探讨了利用基因组编辑、机器学习和功能基因组学技术来弥补益生菌和后生物制剂不足的进展，并详细介绍了人工智能在益生菌组合配方、疾病诊断、新型后生物制剂检测、基因工程益生菌以及个性化治疗中的应用。

图形摘要

此图片的替代文本可能是由人工智能生成的。

传统益生菌和下一代益生菌在维持宿主体内稳态方面发挥着关键作用。它们能够调节胰岛素敏感性、免疫调节、脂质代谢以及三甲胺的合成。近年来，益生菌作为治疗慢性生活方式相关疾病的有效且安全的抗生素替代品，通过肠道-器官轴发挥了重要作用。因此，2024年益生菌市场的规模达到了712亿美元。然而，目前仍缺乏能够完全缓解特定疾病所有症状的有效益生菌组合。此外，天然益生菌还存在存活率低和传递抗生素抗性基因的问题。因此，作为肠道-器官轴最终介质的“后生物制剂”逐渐受到更多关注。它们能与宿主器官中的多种受体结合并调节其功能，这表明后生物制剂与宿主重要器官之间存在多层次、多通道的相互作用。不过，后生物制剂无法在肠道中定植，其剂量和使用时间也需要进一步优化。为此，人们正在研发能够高效、自主地在目标部位释放后生物制剂的工程化益生菌。虽然已有部分关于益生菌与生活方式相关疾病的综述，但鉴于包括组学和人工智能在内的技术快速发展，迫切需要对其进行与时俱进的评估。本文探讨了利用基因组编辑、机器学习和功能基因组学技术来弥补益生菌和后生物制剂不足的进展，并详细介绍了人工智能在益生菌组合配方、疾病诊断、新型后生物制剂检测、基因工程益生菌以及个性化治疗中的应用。

图形摘要

此图片的替代文本可能是由人工智能生成的。