酪酸梭菌CGMCC0313-1在儿童营养不良治疗中的临床应用及产业化发展概述
黄志华1牛长凯2
1中华儿科学会消化学组副组长,中国微生态学会常委
2 青岛市医用与食用微生态制品研发重点实验室,医用微生态制品开发国家地方联合工程研究中心
摘要:酪酸梭菌CGMCC0313-1在儿童营养不良协同治疗中表现出显著优势,为儿童营养不良提供了全新的生物学增效策略。该菌株由国内企业自主选育,已在发酵、制剂工艺上实现突破性创新,完成药准字药品产业化落地,相关制剂临床应用安全且疗效明确,产业化水平领先国际。本文就酪酸梭菌CGMCC0313-1治疗儿童营养不良的临床应用、作用机制及产业化发展进行综述,并展望其在儿科感染、肿瘤疾病等领域的临床应用新方向。
关键词:酪酸梭菌CGMCC0313-1;微生态制剂;儿童营养不良;产业化
《中国居民营养与慢性病状况报告(2020年)》数据显示,我国儿童营养不良以蛋白质-能量营养不良(PEM)与铁、锌、维生素A等微量营养素缺乏并存的复合型模式为主,该问题不仅直接导致儿童生长迟缓、体重低下,还会通过干扰免疫发育、认知形成,对儿童远期健康造成不可逆损害[1]。
儿童营养不良是膳食、感染、肠道微生态等多因素共同作用的结果,其核心病理环节为肠道微生态紊乱引发的肠屏障损伤(肠漏)、营养吸收障碍与慢性低度炎症,各环节相互作用形成恶性循环,加剧营养不良进展[1,2]。
目前临床针对儿童营养不良的治疗以营养补充与促食欲为核心原则,但临床实践表明,该类传统方案未触及“肠道微生态紊乱、肠屏障损伤(肠漏)、慢性炎症[3、4]”的核心病理机制,无法打破营养不良的恶性循环。
1.酪酸梭菌CGMCC0313-1治疗儿童营养不良的临床应用
酪酸梭菌CGMCC0313-1作为靶向肠道微生态、修复肠屏障的药用菌株,已被多项临床研究证实其在儿童营养不良协同治疗中的有效性与安全性,单独或联合用药均能显著提升治疗效果。
叶金环[5]的临床研究显示,酪酸梭菌活菌散单独应用于儿童营养不良治疗,可有效调节患儿肠道菌群结构,显著提升血清白蛋白、血红蛋白、血清锌等营养指标水平,同时提高患儿外周血免疫球蛋白(IgG、IgA、IgM)与T淋巴细胞亚群(CD3+、CD4+)水平,增强机体免疫功能,且治疗过程中未出现明显不良反应,证实了该菌株单独用药的有效性与安全性。
Liu L, Chen X等发表在《Nutrients》的研究均证实,酪酸梭菌干预可改变肠道微生物组结构,促进嗜黏蛋白阿克曼菌等有益菌生长;同时,参与辅因子 / 维生素合成和碳水化合物代谢通路的功能直系同源基因发生变化,且这些基因与血浆中短链脂肪酸、中长链脂肪酸、肉碱、氨基酸等代谢物丰度的升高呈正相关,提示酪酸梭菌干预可促进机体代谢协同改善[6]。
在联合用药方面,卓文娟等[7]、徐星等[8]的研究均证实,四磨汤口服液联合酪酸梭菌活菌散协同治疗儿童营养不良,较单纯营养补充治疗更能显著改善患儿胃肠功能,缓解腹胀、食欲不振、消化不良等症状,治疗总有效率提升20%以上,同时能更显著地改善血清总蛋白、白蛋白等营养指标,实现胃肠功能与营养状况的双重改善。
上述临床研究均表明,酪酸梭菌CGMCC0313-1无论单独还是联合用药,均能成为儿童营养不良治疗的有效手段,尤其适用于合并肠道功能紊乱、反复感染的患儿,为临床治疗提供了新的方案选择。
2.酪酸梭菌CGMCC0313-1治疗儿童营养不良的作用机制
图1 酪酸梭菌治疗儿童营养不良的作用机制
酪酸梭菌CGMCC0313-1对儿童营养不良的治疗作用具有多靶点、多层次的特点,其核心机制围绕肠道微生态、肠屏障、免疫炎症、消化功能等关键病理环节展开,同时通过代谢产物介导全身效应,从根本上打破营养不良的恶性循环。2025年《Cell》的最新研究也证实,健康儿童的肠道微生物基因组稳定性显著高于营养不良的儿童[12],而酪酸梭菌CGMCC0313-1可高产酪酸(丁酸),是基石酪酸梭菌[13],可通过稳定肠道微生物组、恢复肠道微生态平衡,契合儿童生长发育的肠道微生态需求。具体作用机制如下:
2.1修复肠屏障功能酪酸梭菌CGMCC0313-1的核心代谢产物为酪酸,而酪酸是结肠上皮细胞的主要能量来源。该菌株可通过持续产酪酸,促进肠道上皮细胞增殖与修复,上调紧密连接蛋白(ZO-1、occludin)的表达,增强肠道物理屏障的完整性[9],有效阻止细菌内毒素、未消化的大分子物质等跨膜转运,从源头阻断全身性低度炎症反应的触发,打破“肠漏-炎症-营养不良”的病理循环。
2.2恢复微生态平衡酪酸梭菌CGMCC0313-1可通过生物拮抗与营养竞争作用,调节营养不良患儿的肠道菌群结构:一方面增加双歧杆菌、乳杆菌等有益菌的丰度,另一方面抑制大肠埃希菌、克雷伯菌等条件致病菌的过度生长,重建肠道微生态平衡与定植抗力[10]。健康的肠道菌群进一步促进营养物质消化吸收、维持肠屏障功能,形成肠道微生态的良性循环。
2.3增强全身免疫功能酪酸梭菌CGMCC0313-1促进肠道调节性T细胞(Treg)的分化与功能成熟,维持肠道局部免疫稳态,同时提升机体外周血免疫球蛋白与T淋巴细胞亚群水平,增强全身免疫功能[6],减少反复感染的发生,从诱因上预防营养不良的加重与反复。
2.4 减轻肠道炎症反应 酪酸梭菌CGMCC0313-1的代谢产物酪酸通过抑制核因子-κB(NF-κB)信号通路,减少促炎细胞因子(如TNF-α、IL-6和IL-8)的产生,同时促进抗炎细胞因子(如IL-10)的分泌,降低血清中TNF-α、IL-6等促炎因子水平,缓解慢性低度炎症状态[9,11]。
2.5 促进消化酶分泌酪酸梭菌CGMCC0313-1可刺激肠道黏膜分泌乳糖酶、蔗糖酶等内源性消化酶[10],提升肠道对碳水化合物、蛋白质等营养物质的消化分解能力,改善营养不良患儿的营养吸收障碍,提高外源性营养补充的有效性,使营养物质能更好地被机体利用,实现“补得进、吸收好”的治疗目标。
3.酪酸梭菌CGMCC0313-1的产业化发展现状
酪酸梭菌CGMCC0313-1由青岛东海药业有限公司自主选育,是我国拥有完全自主知识产权的基石酪酸梭菌[13],青岛东海药业在菌种选育、发酵工艺与制剂工艺三大核心领域实现突破性创新[14],完成了从基础研究到药准字的药品产业化的全链条落地。
3.1核心工艺创新针对严格厌氧的酪酸梭菌培养难度大、芽孢率低、储运要求高的行业痛点,研发团队通过发酵工艺优化,突破了产芽孢率低的产业化工艺技术瓶颈,使芽孢率稳定超过90%[14、15],大幅提升菌株的存活率与肠道定植能力;同时在制剂工艺上实现创新,通过三层微囊包埋技术,突破了传统益生菌需低温冷链运输的技术瓶颈,实现室温储运2年活菌数不下降[17],确保了产品质量和疗效稳定,大幅拓宽了产品的应用场景与市场覆盖范围,大大提高了患者依从性。
3.2菌株特性优异酪酸梭菌CGMCC0313-1系列制剂的产品功效与适应症经国家食品药品监督管理总局审批通过,将“能耐受胃酸进入肠道,分泌肠粘膜再生和修复的重要营养物质酪酸,修复受损肠粘膜,消除炎症,营养肠道[16]”明确写入了药品说明书。
3.3产品安全可靠基于酪酸梭菌CGMCC0313-1研发的宝乐安、阿泰宁等系列微生态药品,均为国家食品药品监督管理总局批准的药准字非处方药(绿标OTC),获得中美双发明专利授权[17、18]。药品上市20余年来,未见与药物相关的不良反应[16],证实了其临床应用的安全性与产品质量的稳定性。
3.4产业化水平领先经检索,在欧美等国,含产丁酸菌、丁酸盐及丁酸的药品均未获得药准字号上市许可,相关研究多停留在实验室和临床试验阶段,而青岛东海药业早在2005年就完成专属微生态药品生产线的国家药品GMP认证[19],率先实现酪酸梭菌CGMCC0313-1的产业化生产与临床应用,成为酪酸梭菌产业化的标杆企业。
4.总结与展望
酪酸梭菌CGMCC0313-1作为我国自主选育的优质益生菌菌株,通过修复肠屏障、调节肠道菌群、抗炎免疫、促进消化吸收等多重机制,从核心病理环节打破了儿童营养不良的恶性循环。临床研究证实其单独或联合用药均能显著提升治疗效果,且安全性高,尤其适用于合并肠屏障损伤、反复感染的患儿,弥补了传统营养补充治疗的局限性,实现了“标本兼治”的治疗效果。
近年来,酪酸梭菌CGMCC0313-1的临床应用价值不断被挖掘,其在抗感染、抗肿瘤等领域的研究取得了新突破:2026年《Microbiology Spectrum》的研究证实,该菌株可通过调节肠道菌群与代谢组,减轻抗生素诱导的腹泻(AAD),成为AAD的靶向益生菌疗法[20]。
未来,随着酪酸梭菌研究的不断深入,酪酸梭菌CGMCC0313-1有望进一步拓展在感染科等领域的临床应用。
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