潰瘍性結(jié)腸炎（UC）是伴有長期炎癥和腸道菌群失衡的炎癥性腸病，但臨床現(xiàn)有的非甾體抗炎藥物以及激素藥物療效欠佳或副作用大。近日，中國科學(xué)院過程工程研究所基于數(shù)據(jù)挖掘和臨床研究，設(shè)計并創(chuàng)建了嵌合硒點(diǎn)的工程化益生菌制劑，通過協(xié)同恢復(fù)腸道菌群穩(wěn)態(tài)和氧化還原穩(wěn)態(tài)，實(shí)現(xiàn)了安全高效的UC治療。相關(guān)研究成果發(fā)表在《細(xì)胞-宿主與微生物》（Cell Host & Microbe）上。菌群失衡可能加劇腸道炎癥反應(yīng)，因此補(bǔ)充益生菌成為緩解UC癥狀和恢復(fù)腸道微生態(tài)平衡的重要策略之一。然而，益生菌口服后出現(xiàn)的胃酸耐受性差和腸道黏附性差等問題，致使腸道中補(bǔ)充的益生菌數(shù)量和存活率較低。同時，結(jié)腸病灶部位的病理微環(huán)境復(fù)雜，存在較多其他致病因素。中國科學(xué)院院士、過程工程所生物藥制備與遞送重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員馬光輝與研究員魏煒團(tuán)隊，基于多年的生物劑型工程研究成果，提出了嶄新的益生菌治療策略。該研究利用機(jī)器學(xué)習(xí)揭示了UC患者乳桿菌屬在眾多缺失益生菌中權(quán)重最高，并基于生物信息學(xué)發(fā)現(xiàn)了病灶部位氧化應(yīng)激升高覆蓋所有細(xì)胞類型。進(jìn)一步，該團(tuán)隊與北京大學(xué)第一醫(yī)院教授崔一民團(tuán)隊展開交叉合作研究。該團(tuán)隊收集的臨床樣本證實(shí)了上述發(fā)現(xiàn)。同時，研究顯示，乳桿菌屬豐度、活性氧（ROS）水平與炎癥嚴(yán)重程度之間存在相關(guān)性。研究表明，UC的治療需要同時考慮補(bǔ)充活性乳桿菌和高效清除ROS。因此，該研究提出了干酪乳桿菌和高活性硒共遞送的策略。研究在干酪乳桿菌（Lac）上誘導(dǎo)形成細(xì)菌周被膜，借助其內(nèi)部多糖網(wǎng)絡(luò)的空間限域結(jié)晶作用，實(shí)現(xiàn)在細(xì)菌表面嵌合超小尺寸的硒點(diǎn)（Se-fLac），且硒點(diǎn)的活性高于傳統(tǒng)方法合成的硒納米顆粒?？诜螅琒e-fLac增強(qiáng)了Lac的胃酸耐受和腸道黏附。在病灶部位，硒點(diǎn)高效清除活性氧自由基，而Lac調(diào)節(jié)失衡腸道菌群，實(shí)現(xiàn)腸道氧化還原穩(wěn)態(tài)和菌群穩(wěn)態(tài)的恢復(fù)。這兩方面具有相互促進(jìn)的作用，以協(xié)同增強(qiáng)治療效果。鑒于臨床UC發(fā)病情況的復(fù)雜性，該研究構(gòu)建了多種小鼠模型，通過結(jié)腸長度、炎癥細(xì)胞比例、炎癥因子水平等多維度證明了Se-fLac能夠改善UC的癥狀且治療效果優(yōu)于臨床藥物。進(jìn)而，研究構(gòu)建了更貼近臨床的食蟹猴UC模型。Se-fLac治療后，食蟹猴UC模型恢復(fù)了腸道氧化還原穩(wěn)態(tài)和菌群穩(wěn)態(tài)，且其炎癥水平、腸腔出血和腸壁變厚得到改善。上述成果處于動物水平的臨床前研究階段，實(shí)際臨床療效有待進(jìn)一步研究。研究工作得到國家自然科學(xué)基金和北京市自然科學(xué)基金等的支持。論文鏈接Se-fLac的制備、增強(qiáng)口服遞送和協(xié)同穩(wěn)態(tài)恢復(fù)示意圖