布拉氏酵母（Saccharomyces boulardii）因其在维持肠道微生态平衡和促进宿主健康方面的潜力而备受关注。布拉氏酵母是一类能够耐受抗生素压力并在肠道内定植的微生物，与传统的细菌益生菌不同，它具有独特的生物学特性，使其在肠道微环境中发挥重要作用。然而，抗生素的广泛使用导致肠道内抗生素残留问题日益严重，这不仅破坏了肠道微生态的平衡，还增加了抗生素抗性基因（ARGs）的传播风险。这些抗性基因往往通过水平转移机制在微生物之间传播，加剧了抗生素抗性问题的复杂性。此外，肠道微生物群落的结构和功能在抗生素使用后会发生显著变化，这可能影响宿主的健康状况。因此，开发能够有效降解肠道内抗生素残留的策略对于维持肠道微生态平衡和减少抗生素抗性传播具有重要意义。

2024年11月，Qian He等人在《Journal of Cleaner Production》上发表了题为“Designing a reengineered probiotic yeast to spontaneously degrade residual antibiotics in gut during antimicrobial therapy”的研究论文。在这项研究中，研究人员通过基因工程改造布拉氏酵母菌，使其能够自发地在动物肠道内降解抗生素残留，以维持肠道微生态的稳态。研究发现，工程化的布拉氏酵母菌EMYA-01在体外实验中24小时内去除了粪便悬浮液中71.3%的红霉素，并且在体内实验中显著降低了红霉素处理小鼠肠道中的游离抗生素含量，同时不影响红霉素在靶器官中的分布。重要的是，EMYA-01恢复了红霉素诱导的肠道微生物群落失衡，最大限度地挽救了红霉素处理导致的微生物多样性下降。这些研究结果表明，基于益生菌的方法有望用于减少动物肠道内抗生素残留向环境的溢出，为开发新型的抗生素辅助治疗策略提供了科学依据。这对于保护肠道微生态平衡、减少抗生素抗性传播以及降低环境中的抗生素污染具有重要意义。

图1 工程益生菌EMYA-01的构建和特性。（a）营养缺陷型布拉氏酵母的验证。YPD：完全营养培养基；Uracil：缺乏尿嘧啶的合成培养基；5-FOA+尿嘧啶：补充尿嘧啶和5-FOA的合成培养基。（B）质粒介导的工程益生菌EMYA-01的构建和表达的示意图。（c）在SD/-Ura肉汤培养基中的生长曲线。工程酵母EMYA-01的细胞表面疏水性（d）和自动聚集（e）。（f）通过Western印迹表征红霉素破坏酶。

图2.重组益生菌EMYA-01的降解性能和稳定性。通过抑菌圈直径和LC-MS评价工程益生菌在PBS（a）和粪便悬浮液（B）中的红霉素降解效率。（c）模拟胃肠液对工程益生菌的影响。SGF：模拟胃液；SIF：模拟肠液。（d）从粪便样品中回收的工程益生菌中红霉素破坏酶EreA的表达与来自冷冻主储备的非传代菌株的表达，以β-肌动蛋白作为内参。（e）工程益生菌对紫外线辐射的敏感性，UVC：紫外线-C。（f）工程益生菌在不同环境应激下的存活率。NaOH：氢氧化钠；SoHy：次氯酸钠；BeBr：苯扎溴铵；PeAc：过氧乙酸；PoPe：过硫酸氢钾。

原文链接: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2024.144177

Doi: 10.1016/j.jclepro.2024.144177