基于蒙脱石的口服发酵系统实现持久原位生物合成以恢复肠道稳态

为什么肠道平衡至关重要

许多常见疾病，从胃肠感染到糖尿病乃至某些癌症，都与肠道失衡有关。当肠道内的微生物群落、免疫防御和肠道保护屏障失去平衡时，问题便接踵而至。本研究介绍了一种巧妙的类药丸系统，旨在随消化道迁移，在肠内建立一个微小“工厂”，持续产生有助于恢复这一微妙生态的有益物质。

为有益微生物搭建的粘土支架

研究人员以蒙脱石为核心构建该系统——这是一种天然的药用黏土，已用于某些止泻产品。蒙脱石由薄层片状结构组成，可在层间吸附带正电的分子。团队在这些层间装载了两种类似食物的成分：色氨酸和乳果糖，并将一种友好细菌粪球菌（Enterococcus faecalis）附着在粘土表面。借助其耐水性和黏附性，粘土在细菌通过强酸的胃时为其提供保护，并帮助它们粘附在覆盖肠道的黏液上，使细菌得以停留和发挥作用，而不至于被迅速冲走。

将肠道变成微型发酵罐

一旦固定在肠黏膜上，粘土—细菌复合体便开始像微型发酵系统一样运行。粘土缓慢释放色氨酸和乳果糖，附着的细菌将其转化为两种关键产物：靛类化合物（indole）和乳酸。靛类化合物有助于强化肠上皮细胞之间的连接并调节免疫反应，而乳酸则为肠上皮细胞提供能量并营造不利于有害菌生长的环境。由于细菌在黏土和黏液上形成致密的生物膜——一种增强其能量代谢的结构化群落——该系统产生的这些有益物质比单独给予细菌或营养成分时更高且持续时间更长。

扶持有益菌并抑制有害菌

在小鼠实验中，这种口服“工厂”使肠道微生物群朝更健康的方向转变。它促进了有益菌的生长，包括能释放天然抗菌物质或产生丁酸盐（一种支持肠道健康的分子）的菌株。与此同时，该系统显著抑制了诸如沙门氏菌和白色念珠菌等致病微生物的生长，这些病原体都可加剧肠道炎症。与游离细菌或缺乏额外营养成分的粘土相比，完整系统在防止这些入侵者增殖、侵入肾脏和脾脏等器官以及损伤组织方面效果更显著。

平抑炎症并修复肠壁

除了重塑微生物群落外，该系统还缓和了机体的免疫反应。在细胞培养和小鼠体内，它使一种称为巨噬细胞的免疫细胞向更有利于愈合、较少破坏性的状态转变，并有助于产生在肠表面巡逻的IgA抗体的免疫细胞。它改善了肠道特化细胞产生的黏液的数量与质量，并恢复了将相邻肠细胞紧密连接在一起的重要“紧密连接”蛋白。在感染性肠炎和因白色念珠菌过度生长相关的结肠炎小鼠模型中，接受处理的动物表现出更长且更健康的结肠、较少的入侵微生物、较轻的组织损伤和更低的炎症，优于接受标准治疗（包括常见抗炎药）的动物。

这对未来肠道治疗的意义

简而言之，该研究表明，一种同时负载友好细菌及其“最爱食物”的粘土载体，能够将肠道转变为自我维持的保护性分子生产源。该系统不像会迅速消失的传统药物那样短效，而是建立了一个有弹性、持久的生产线，保护肠道屏障、抑制炎症并促进更健康的微生物群落。尽管安全性、剂量和长期影响仍需在后续研究中仔细评估，这一方法指向了一种新的口服疗法思路——通过支持肠道自身的修复与保护能力，而非单一靶向某条通路，来恢复肠道平衡。

引用: Zhang, Y., Fu, Z., Chen, Y. et al. A montmorillonite-based oral fermentation system enables long-lasting in-situ biosynthesis to restore intestinal homeostasis. Nat Commun 17, 2418 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69071-2

关键词: 肠道微生物组, 肠道炎症, 益生菌, 口服给药, 生物膜发酵