傷口愈合緩慢是目前臨床上較為棘手的問題，國內多采用抗生素和磺胺嘧啶銀等較為傳統的方法來治療皮膚傷口，但其不恰當的使用存在諸多弊端，如導致傷口的慢性化和病原體的耐藥性等。有研究表明，與機體存在共生關系的微生物可對皮膚傷口產生有益影響，因此如何開發并利用益生菌來促進傷口愈合已然成為了一項新的研究方向。本文根據國內外有關益生菌療法的相關文獻，闡述了益生菌是如何通過局部傷口和腸道來發揮其促愈合作用的，并且還提到了部分相對成熟的益生菌產品和臨床試驗，旨在為國內進一步開展益生菌療法及其產品研發提供相關依據。
引用本文： 董嘉利, 王雪靜, 柏歌研, 王東. 益生菌促進傷口愈合的作用機制的研究進展. 生物醫學工程學雜志, 2024, 41(3): 635-640. doi: 10.7507/1001-5515.202208003 復制
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0 引言
傷口，是指由外界（機械、物理、化學等）致傷因素及機體內部生理異常（如局部血供障礙和免疫功能障礙等）所引起的人體皮膚正常解剖結構以及組織功能的破壞[1]，其發病率高、護理費用也較高。有研究表明，全球每年用于傷口護理的費用高達130～150億美元[2]。傷口愈合，則是指機體組織對損傷刺激所產生的生理反應，正常的傷口愈合是由止血期、炎癥期、組織增殖期和組織成熟或重塑期所構成的動態過程，此過程需要各種生長因子和細胞因子的綜合調控，各種因素的失衡都會導致傷口愈合緩慢，是臨床治療中的棘手問題。目前，臨床上大多采用抗生素等傳統藥物來治療皮膚傷口。但已有研究表明，在急性傷口中使用含抗生素的軟膏和不含抗生素的軟膏相比，傷口愈合的效果并無差異；而在慢性傷口中傷口處微循環的減少，會使口服或靜脈注射的抗生素無法在感染部位達到有效抗菌濃度，并且當局部使用抗生素時，通常由于抗生素種類和濃度的選擇錯誤，不僅會引起過敏性皮炎的發生，還會導致慢性傷口生物膜中抗生素耐藥性菌株的增加以及黏液表型發生變異，從而進一步延遲傷口愈合。隨著對微生物組學的深入研究，人們發現微生物與人體的健康關系密切，其中病原微生物及其形成的生物膜，通常會通過延長傷口的炎癥期減緩傷口的愈合進程，相反若在創面上引入益生菌，則可通過競爭性排除病原體、釋放生物活性物質以及調節傷口處的炎癥反應等途徑來促使急慢性創面愈合，同時其還具有不同于抗生素的廣譜抗菌作用。因此，益生菌療法有望成為臨床促進傷口愈合的重要手段之一。本文主要按照傷口愈合的生理進程來探討益生菌在各階段所發揮的促愈合機制，并結合了腸道益生菌如何通過調節全身反應來促進皮膚傷口愈合，以及相關的益生菌產品和臨床試驗等內容，更系統地展現了益生菌在未來臨床應用方面的可行性，旨在為普通傷口的抗生素替代治療和慢性傷口的對因治療提供相關依據。
1 益生菌應用于局部傷口以促進傷口愈合
正常的傷口愈合主要包括止血期、炎癥期、組織增殖期、組織成熟或重塑期，共四個階段。通常在止血期過后，機體會利用炎癥反應來清除傷口部位的病原體和異物，然后再通過抑制過度炎癥反應來抵抗炎癥反應的有害作用，最后依靠組織增殖及成熟來完成傷口的愈合。現已表明，益生菌能在其中的多個階段中發揮重要的促愈合作用。
1.1 預防和清除生物膜
生物膜，是指由多種細菌、真菌、病毒以及原生動物所構成的復雜的、動態的微生物群落[3]。Attinger等[4]研究表明，高達90%的慢性傷口含有生物膜，其可通過影響機體正常的細胞功能、炎癥細胞反應、皮膚先天免疫反應以及傷口愈合的修復階段，進而延緩傷口的愈合進程[5]。慢性傷口上一旦形成生物膜，幾乎很難被有效清理，因此如何有效預防和清除生物膜，已經成為治療慢性傷口的首要問題。
在糖尿病和燒傷等慢性傷口的早期，通常由于微循環異常，會導致傷口處有益于炎癥反應的營養物質不能及時運輸，早期病原微生物無法被及時清除，最終形成生物膜。對此，益生菌可通過直接或間接抑制病原體生長的方式來預防生物膜的形成。
直接抑制病原體的作用機制有：① 直接產生抗菌物質來抑制病原體的增殖。如，乳酸菌和雙歧桿菌等益生菌菌株，主要是通過產生有機酸來對革蘭氏陰性細菌起到抗菌作用[6]；痤瘡角膜桿菌可通過將油轉化為脂肪酸，使皮膚表面酸化來保護皮膚免受病原微生物的侵害[7]；路鄧葡萄球菌則是通過產生路鄧素（一種新型含噻唑烷的環肽類抗生素），阻止金黃色葡萄球菌的定植[8]。② 與病原體形成共聚集復合物，阻止病原體黏附于上皮細胞。如，長雙歧桿菌、鼠李糖乳桿菌和德氏乳桿菌等多種益生菌均具有與常見的傷口病原體（金黃色葡萄球菌和白色念珠菌等）共聚集的能力[9-10]。③ 部分益生菌對上皮細胞受體具有高親和力，可將病原體從上皮細胞或黏膜表面置換移除。如，副干酪乳桿菌所產生的細胞外多糖可以使其競爭性地黏附在上皮細胞表面，從而取代已經定植的致病菌[11]。
益生菌的間接抑制作用主要是指，其可通過刺激機體產生各種免疫防御性物質，來阻止病原體的入侵或清除已經存在的病原微生物，從而達到預防生物膜形成的作用。主要作用機制包括：① 通過激活T細胞誘導傷口組織產生各種細胞因子。如，適量的白色念珠菌可以誘導抗原特異性輔助性T細胞17（T helper cell 17，Th17）的活化，清除定植在局部組織中的非共生真菌[12]。② 通過刺激肥大細胞、上皮細胞和脂肪細胞來調節抗菌肽（antimicrobial peptide，AMP）的產生。如，Claudel等[13]提到表皮鏈球菌可以通過先天免疫系統激活Toll樣受體（Toll-like receptors，TLRs）信號通路，誘導表皮角質形成細胞和皮膚共生微生物分泌AMP，該反應對于促進致病菌的根除以及促進傷口愈合非常重要。③ 通過增加表達并調節體內外緊密連接蛋白的定位來增強上皮屏障功能，限制病原體的侵襲。如，現已證明鼠李糖乳桿菌和長雙歧桿菌，都可以通過增加感染了金黃色葡萄球菌的角質形成細胞中“咬合蛋白（occludin）”、“閉合蛋白（claudin）”和“閉鎖小帶蛋白1（zonula occludens 1）”三種緊密連接蛋白的表達，從而防止病原體的侵襲[14]。
此外，益生菌還能通過增強機體對病原體的免疫敏感性來預防生物膜的形成。其主要機制是幫助機體識別潛在致病菌，并對淋巴細胞進行準確定位。一方面皮膚正常菌群可以利用一種稱為模式識別受體的機制：即通過分泌含有核苷酸結合寡聚化結構域（nucleotide-binding and oligomerization domain，NOD）的蛋白質，與革蘭氏陰性和革蘭氏陽性細菌的肽聚糖結合，進一步幫助皮膚共生體識別潛在的病原體并啟動先天免疫系統進行消除[15]；另一方面植物乳桿菌、干酪乳桿菌、嗜酸乳桿菌和鼠李糖乳桿菌等還能通過表達CXC趨化因子配體12 (C-X-C motif chemokine ligand 12，CXCL12）來對淋巴細胞產生趨化作用，并通過調節白細胞的運動，幫助它們重新定位到感染區域，從而改善高血糖或外周缺血小鼠傷口的閉合進程[16]。
另外，在含有生物膜的慢性傷口中，微生物之間通常會利用群體感應系統（quorum sensing，QS），并根據細胞群的密度來調控自身基因的表達，從而起到穩固生物膜、抵抗宿主防御以及產生毒力因子的作用。對此，益生菌能夠干擾此途徑，達到清除生物膜并減少其毒害作用的目的[17]。如，Ramos等[18]研究發現，植物乳桿菌及其上清液可以通過干擾銅綠假單胞菌QS信號分子（酰基高絲氨酸內酯）的產生，來抑制彈性蛋白酶、綠膿菌素和鼠李糖脂等毒力因子的表達，從而阻止了病原微生物的黏附以及生物膜的生長。而，山羊葡萄球菌則能產生山羊葡萄球菌自誘導肽，并可通過抑制金黃色葡萄球菌的QS下調各種毒力因子的表達[19]。另外，Monnappa等[20]研究發現，在培養基上添加10%的蛭弧菌上清液后，不僅阻止了至少75%的金黃色葡萄球菌形成生物膜，還能夠避免已形成生物膜的擴散。其機制主要是通過蛭弧菌所產生的細胞外蛋白酶（絲氨酸蛋白酶）來清除金黃色葡萄球菌的生物膜，并降低其毒力。
1.2 控制過度炎癥反應
正常傷口的促炎抗感染作用是傷口愈合過程中不可或缺的一步，通常持續幾天后會轉化到組織增殖階段。然而，在含有生物膜的慢性傷口和糖尿病潰瘍等炎性傷口中，由于其促炎作用一直存在，就會使得傷口處的中性粒細胞和巨噬細胞M1持續聚集，釋放過量的氧氣、蛋白酶以及炎癥因子參與降解傷口愈合的關鍵蛋白質，延緩傷口愈合[21]， 這也是造成慢性傷口難愈合的另一個主要因素。而益生菌除了可以清除病原微生物、生物膜及異物，起到抗感染作用外，同時也被證明可以通過阻止不適當的炎癥反應和縮短炎癥階段來促進炎性傷口的愈合。
TLRs，是一種存在于細胞內外的模式識別受體，可以識別病原體或受損細胞中的特異性配體，并通過激活先天免疫系統誘導炎癥細胞因子表達[22]。有研究表明，在糖尿病潰瘍的傷口組織中，TLRs通常會過表達，特異性配體的持續刺激會導致TLRs信號通路過度激活，從而引起過度的炎癥反應以致傷口愈合緩慢。對此益生菌可通過TLRs信號傳導的負調節機制，起到治療炎性傷口和平衡皮膚免疫反應的作用。如，Lai等[23]發現葡萄球菌（如表皮鏈球菌）產生的脂磷壁酸和硫代葡萄糖酸，可以作為角質形成細胞上Toll樣受體2（TLRs-2，TLR2）的特異性配體，并可通過誘導負調節因子（腫瘤壞死因子受體相關因子1）的表達，來選擇性地抑制Toll樣受體3（TLRs-3，TLR3）信號轉導機制，進一步抑制傷口處白介素6和腫瘤壞死因子α的產生。此過程在抑制皮膚炎癥程度方面發揮著重要的作用。另外，雖然高濃度的金黃色葡萄球菌是有害的，但適量的金黃色葡萄球菌可通過產生少量超抗原，來降低皮膚組織中白介素（如白介素17）的水平，抑制先天免疫應答和先天免疫細胞的活化，進而導致皮膚傷口化膿和炎癥減少，促進傷口愈合[24]。綜上，炎癥反應的刺激和抑制之間通常存在某種平衡，因此在選用益生菌療法時，應以減少炎癥的有害影響，同時不會增加傷口的感染風險為主，按照病因并依據傷口組織的炎性程度來把握其種類的選擇。
1.3 促進組織增殖和成熟
在炎癥期之后，益生菌主要可通過兩個方面來促進皮膚傷口組織增殖和成熟，從而促進傷口的愈合。一是，通過益生菌自身來直接發揮其促愈合作用。如，Tsai等[25]給小鼠傷口表面覆蓋含有經熱殺滅的植物乳桿菌和副干酪乳桿菌的凝膠制劑，并檢測傷口組織成纖維細胞中膠原蛋白和絲氨酸棕櫚酰轉移酶小亞基A的表達情況。他們發現，植物乳桿菌和副干酪乳桿菌凝膠制劑在傷口愈合的早期（第5 d），就可通過促進膠原蛋白的合成來起到滋潤傷口的作用；此外其還能促進傷口組織再上皮化，并可通過抑制肌成纖維細胞的過量累積，來防止皮膚的過度纖維化。而Linehan等[26]提到，表皮葡萄球菌可以通過樹突狀細胞的抗原呈遞作用來增加皮膚中細胞毒性T淋巴細胞的表達，并可誘導傷口組織再上皮化以及改善肉芽組織的形成，從而加速皮膚傷口閉合。二是，通過益生菌的代謝產物來間接發揮其促愈合作用。如，人類皮膚微生物群中的各種葡萄球菌均具有編碼芳香族氨基酸脫羧酶的基因，其產生的芳香族氨基酸脫羧酶可以將芳香族氨基酸轉化為色胺、苯乙胺和酪胺等痕量胺[27]，可通過干擾宿主細胞特異性痕量胺受體，或作為β腎上腺素能受體的拮抗劑，來阻斷β腎上腺素能受體，從而加速了角質形成細胞的遷移并促進傷口愈合[28]。而Luqman等[29]則進一步證明，與不能產生痕量胺的菌株相比，表皮葡萄球菌可以通過產生痕量胺來加速小鼠傷口閉合。此外，經體外研究發現，鼠李糖乳桿菌和羅伊氏乳桿菌所產生的裂解液，還可通過增加角質形成細胞單層劃痕培養基中CXC趨化因子配體2 (C-X-C motif chemokine ligand 2，CXCL2）及CXC趨化因子受體2（C-X-C chemokine receptor 2，CXCR2)的表達，來促進劃痕處角質形成細胞的增殖和遷移，提高上皮化率，起到促進傷口愈合的作用[30]。
2 益生菌應用于腸道調節以促進傷口愈合
益生菌除了可以在傷口局部發揮其促愈合作用外，還能通過口服應用于腸道，從而調節全身反應來促進皮膚傷口愈合。其主要依靠刺激中樞神經系統、調節免疫反應以及促進營養物質吸收等三種生理途徑來發揮其促愈合作用。
2.1 “腸道－腦－皮膚軸”調節
有研究表明，腸道益生菌及其代謝物可以形成神經活性分子來調節腸道黏膜中神經內分泌細胞的分泌活性，并可通過“腸道－腦－皮膚軸”來改善皮膚傷口愈合障礙患者的全身健康[31]。如，Poutahidis等[31]和Varian等[32]發現，食用添加有羅伊氏乳桿菌的飲用水或含有羅伊氏乳桿菌菌株裂解物的膳食可直接調節腸道微生物群落，并通過刺激腸道上的迷走神經來內源性上調下丘腦中催產素的表達，進一步激活胸腺和外周淋巴細胞中的調節性T細胞，來抑制先天免疫系統所引起的過度炎癥損傷。此外，食用羅伊氏乳桿菌還能通過刺激“下丘腦－垂體－腎上腺軸”，改善皮膚中由壓力和應激所引起的炎性損傷，促進傷口組織中肉芽組織的成熟以及膠原蛋白在真皮中的沉積，使受試動物皮膚傷口愈合的速度加快近兩倍。另外，飲用由乳酸菌、醋酸菌和酵母菌等多種益生菌發酵牛奶所產生的開菲爾（Kefir）飲料，同樣也能通過“腸道－腦—皮膚軸”來改善受試者的皮膚狀況。如，Alves等[33]研究表明，當連續八周攝入開菲爾后，受試者不僅皮膚經表皮失水量相對減少，而且其角質層水合作用也相應增加，這些都與皮膚屏障功能的增強直接相關；此外，還提到食用開菲爾可同時防止病原微生物感染，具有抗炎和抗氧化的能力。
2.2 免疫調節
有研究表明，機體存在的部分免疫功能障礙通常與其腸道微生物群落的紊亂密切相關，因此食用特定的益生菌可調節腸道微生物群的組成或代謝活性，進一步調節先天性和適應性免疫反應，從而達到促進皮膚傷口愈合的作用[34]。如，副干酪乳桿菌可以通過增加雙歧桿菌和乳酸桿菌來調節腸道微生物群的組成，并可顯著增加輔助性T細胞1（T helper cell 1，Th1）依賴性免疫反應，達到增強皮膚屏障功能以及降低皮膚敏感性的作用[34]。而食用羅伊氏乳桿菌除了可刺激下丘腦—垂體激素來間接激活調節性T細胞外，還能促進血清中抗炎細胞因子白介素10的上調，以及促炎細胞因子白介素17A的下調，從而誘導人叉頭框蛋白P3直接激活調節性T細胞，這不僅能增強皮膚黏膜的厚度以及上皮屏障的修復能力，還可促進機體免疫耐受，最大程度地減少過度炎癥反應對傷口邊緣組織所造成的損傷[35]。
2.3 促進營養物質的吸收
口服引入的益生菌還能通過調節腸道微環境來促進有益于皮膚傷口愈合的營養物質的吸收，特別是維生素、礦物質以及參與組織修復的酶的輔助因子等。如乳酸桿菌可以合成短鏈脂肪酸，并可通過降低腸道內的pH值來提高礦物質的溶解度[36]；而羅伊氏乳桿菌和嗜酸乳桿菌則可增加腸道內乳酸的產生，從而促進腸道對維生素D和維生素E的吸收[37]。此外乳酸桿菌、棒狀芽孢桿菌和紅球菌還可通過產生維生素B12來增加機體對其的吸收和利用[38]。
3 改良益生菌產品及臨床試驗
目前，雖然對于益生菌如何促進傷口愈合大多還處在探索其作用機制的研究階段，但隨著人們對其進一步的開發應用，也相繼展開了一些臨床試驗以及對臨床應用方面具有參考價值的益生菌產品開發。如，Ming等[39]研制了一種新型的活益生菌水凝膠敷料，該研究將羅伊氏乳桿菌用乳液聚合的方式封裝在了水凝膠微球中，并通過甲基丙烯酸的修飾以及透明質酸的共價交聯，進一步于水凝膠網絡中固定。這樣水凝膠支架不僅可以保護羅伊氏乳桿菌免受免疫系統的攻擊，還避免了其他微生物的定植以及因過度釋放益生菌對傷口造成的潛在傷害。今后也可借鑒將該種材料應用于其它益生菌中，不僅能正常釋放對傷口愈合有益的生物活性物質，還可以起到生物屏障以及緩釋控釋的作用。潘杉等[40]提到，哈爾濱高科技白天鵝藥業集團生產了一種用于防治中、小面積Ⅱ度燒傷燙傷創面感染的噴霧劑，其主要是通過在傷口中植入枯草芽孢桿菌活菌并形成菌膜后，利用生物拮抗作用對燒傷創面發揮生物屏障和抑菌的功能，從而避免了金黃色葡萄球菌、綠膿假單胞菌等病原微生物定植所引發的感染。Peral等[41]則是直接將植物乳桿菌培養物鋪在了紗布墊上，并完全覆蓋在慢性靜脈潰瘍患者和普通患者的腿部傷口處，經檢測發現，受試患者傷口中嗜中性粒細胞的凋亡和壞死程度相對減少，而肌成纖維細胞和內皮細胞的出現相對增多，這些都表明了其主要是通過降低傷口處的細菌負荷以及促進肉芽組織的形成，來加速皮膚傷口的愈合進程。此外，另一項通過對80名燒傷患者分別用植物乳桿菌與磺胺嘧啶銀進行對照治療的研究發現，在Ⅱ度燒傷患者中，植物乳桿菌療法對71%的患者有效，其相比于磺胺嘧啶銀73%的治療率，兩者療效基本一致；而在Ⅲ度燒傷患者中，植物乳桿菌對83%的患者起到了促愈合作用，磺胺嘧啶銀卻僅為71%。由此可見，植物乳桿菌不僅可以作為磺胺嘧啶銀的替代療法，用于促進各種急慢性傷口愈合，還能在Ⅲ度燒傷患者中顯現出相對更好的療效[42]。另外，Mohseni等[43]發現益生菌療法在糖尿病足患者中還能發揮出潛在的促愈合作用。該研究通過對60例患有Ⅲ級糖尿病足的患者分別給予安慰劑和益生菌（嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌、發酵乳桿菌和雙歧桿菌）治療后發現，對比安慰劑療法，治療組（益生菌療法）的糖尿病足患者不僅其潰瘍長度、寬度和深度均顯著減少，而且糖尿病足患者的血糖、總膽固醇、高敏C反應蛋白、血漿一氧化氮、抗氧化能力和丙二醛的水平也有所改善。而Peral等[41]也同樣發現，使用植物乳桿菌療法還可使90%的糖尿病足患者的潰瘍面積減少50%。Kasatpibal等[44]通過對檢索文獻納入的2 952 名患者進行薈萃（meta）分析后表明，益生菌除了可單獨使用來發揮其促愈合效應外，還能與益生元組合形成合生元，通過促進皮膚共生菌的生長以及增強宿主免疫力來限制病原微生物的易位；而且術前和術后同時使用合生元，不僅能明顯減少術后手術部位感染、肺炎以及膿毒癥的發生，還可縮短住院時間和抗生素給藥時間；此外，他們還將益生菌與抗生素結合使用，同樣也能起到加速傷口愈合的作用。
4 總結與展望
目前，國內仍使用抗生素和磺胺嘧啶銀等傳統藥物來控制皮膚傷口的感染，但其不規范以及不恰當的使用通常會加劇傷口的惡性化，因此尋找新的替代療法成了當前臨床治療中的關鍵性問題。本文則主要以皮膚傷口的對因治療為主，介紹了益生菌如何通過傷口局部和腸道來促進各類急慢性皮膚傷口愈合，給未來益生菌藥品的開發和應用提供了相關的理論依據。然而，益生菌屬于微生物，促進益生菌的有利作用并減少其有害反應是其應用于傷口治療的關鍵問題，因此人們仍需對其應用于機體后所產生的有利和有害反應展開進一步的研究。當前益生菌作為新型的治療方法，仍有很多產品處在研究階段，但隨著人們對宿主與微生物間相互作用機制的進一步了解，益生菌療法定會成為臨床上促進傷口愈合的治療方法之一。
重要聲明
利益沖突聲明：本文全體作者均聲明不存在利益沖突。
作者貢獻聲明：本文由董嘉利撰寫，董嘉利完成文獻檢索及文章草稿、修改，王雪靜梳理文章邏輯，對文章做出指導并進一步修改，王東對文章進行客觀審校。所有作者都為本文的進一步修改做出了貢獻。
0 引言
傷口，是指由外界（機械、物理、化學等）致傷因素及機體內部生理異常（如局部血供障礙和免疫功能障礙等）所引起的人體皮膚正常解剖結構以及組織功能的破壞[1]，其發病率高、護理費用也較高。有研究表明，全球每年用于傷口護理的費用高達130～150億美元[2]。傷口愈合，則是指機體組織對損傷刺激所產生的生理反應，正常的傷口愈合是由止血期、炎癥期、組織增殖期和組織成熟或重塑期所構成的動態過程，此過程需要各種生長因子和細胞因子的綜合調控，各種因素的失衡都會導致傷口愈合緩慢，是臨床治療中的棘手問題。目前，臨床上大多采用抗生素等傳統藥物來治療皮膚傷口。但已有研究表明，在急性傷口中使用含抗生素的軟膏和不含抗生素的軟膏相比，傷口愈合的效果并無差異；而在慢性傷口中傷口處微循環的減少，會使口服或靜脈注射的抗生素無法在感染部位達到有效抗菌濃度，并且當局部使用抗生素時，通常由于抗生素種類和濃度的選擇錯誤，不僅會引起過敏性皮炎的發生，還會導致慢性傷口生物膜中抗生素耐藥性菌株的增加以及黏液表型發生變異，從而進一步延遲傷口愈合。隨著對微生物組學的深入研究，人們發現微生物與人體的健康關系密切，其中病原微生物及其形成的生物膜，通常會通過延長傷口的炎癥期減緩傷口的愈合進程，相反若在創面上引入益生菌，則可通過競爭性排除病原體、釋放生物活性物質以及調節傷口處的炎癥反應等途徑來促使急慢性創面愈合，同時其還具有不同于抗生素的廣譜抗菌作用。因此，益生菌療法有望成為臨床促進傷口愈合的重要手段之一。本文主要按照傷口愈合的生理進程來探討益生菌在各階段所發揮的促愈合機制，并結合了腸道益生菌如何通過調節全身反應來促進皮膚傷口愈合，以及相關的益生菌產品和臨床試驗等內容，更系統地展現了益生菌在未來臨床應用方面的可行性，旨在為普通傷口的抗生素替代治療和慢性傷口的對因治療提供相關依據。
1 益生菌應用于局部傷口以促進傷口愈合
正常的傷口愈合主要包括止血期、炎癥期、組織增殖期、組織成熟或重塑期，共四個階段。通常在止血期過后，機體會利用炎癥反應來清除傷口部位的病原體和異物，然后再通過抑制過度炎癥反應來抵抗炎癥反應的有害作用，最后依靠組織增殖及成熟來完成傷口的愈合。現已表明，益生菌能在其中的多個階段中發揮重要的促愈合作用。
1.1 預防和清除生物膜
生物膜，是指由多種細菌、真菌、病毒以及原生動物所構成的復雜的、動態的微生物群落[3]。Attinger等[4]研究表明，高達90%的慢性傷口含有生物膜，其可通過影響機體正常的細胞功能、炎癥細胞反應、皮膚先天免疫反應以及傷口愈合的修復階段，進而延緩傷口的愈合進程[5]。慢性傷口上一旦形成生物膜，幾乎很難被有效清理，因此如何有效預防和清除生物膜，已經成為治療慢性傷口的首要問題。
在糖尿病和燒傷等慢性傷口的早期，通常由于微循環異常，會導致傷口處有益于炎癥反應的營養物質不能及時運輸，早期病原微生物無法被及時清除，最終形成生物膜。對此，益生菌可通過直接或間接抑制病原體生長的方式來預防生物膜的形成。
直接抑制病原體的作用機制有：① 直接產生抗菌物質來抑制病原體的增殖。如，乳酸菌和雙歧桿菌等益生菌菌株，主要是通過產生有機酸來對革蘭氏陰性細菌起到抗菌作用[6]；痤瘡角膜桿菌可通過將油轉化為脂肪酸，使皮膚表面酸化來保護皮膚免受病原微生物的侵害[7]；路鄧葡萄球菌則是通過產生路鄧素（一種新型含噻唑烷的環肽類抗生素），阻止金黃色葡萄球菌的定植[8]。② 與病原體形成共聚集復合物，阻止病原體黏附于上皮細胞。如，長雙歧桿菌、鼠李糖乳桿菌和德氏乳桿菌等多種益生菌均具有與常見的傷口病原體（金黃色葡萄球菌和白色念珠菌等）共聚集的能力[9-10]。③ 部分益生菌對上皮細胞受體具有高親和力，可將病原體從上皮細胞或黏膜表面置換移除。如，副干酪乳桿菌所產生的細胞外多糖可以使其競爭性地黏附在上皮細胞表面，從而取代已經定植的致病菌[11]。
益生菌的間接抑制作用主要是指，其可通過刺激機體產生各種免疫防御性物質，來阻止病原體的入侵或清除已經存在的病原微生物，從而達到預防生物膜形成的作用。主要作用機制包括：① 通過激活T細胞誘導傷口組織產生各種細胞因子。如，適量的白色念珠菌可以誘導抗原特異性輔助性T細胞17（T helper cell 17，Th17）的活化，清除定植在局部組織中的非共生真菌[12]。② 通過刺激肥大細胞、上皮細胞和脂肪細胞來調節抗菌肽（antimicrobial peptide，AMP）的產生。如，Claudel等[13]提到表皮鏈球菌可以通過先天免疫系統激活Toll樣受體（Toll-like receptors，TLRs）信號通路，誘導表皮角質形成細胞和皮膚共生微生物分泌AMP，該反應對于促進致病菌的根除以及促進傷口愈合非常重要。③ 通過增加表達并調節體內外緊密連接蛋白的定位來增強上皮屏障功能，限制病原體的侵襲。如，現已證明鼠李糖乳桿菌和長雙歧桿菌，都可以通過增加感染了金黃色葡萄球菌的角質形成細胞中“咬合蛋白（occludin）”、“閉合蛋白（claudin）”和“閉鎖小帶蛋白1（zonula occludens 1）”三種緊密連接蛋白的表達，從而防止病原體的侵襲[14]。
此外，益生菌還能通過增強機體對病原體的免疫敏感性來預防生物膜的形成。其主要機制是幫助機體識別潛在致病菌，并對淋巴細胞進行準確定位。一方面皮膚正常菌群可以利用一種稱為模式識別受體的機制：即通過分泌含有核苷酸結合寡聚化結構域（nucleotide-binding and oligomerization domain，NOD）的蛋白質，與革蘭氏陰性和革蘭氏陽性細菌的肽聚糖結合，進一步幫助皮膚共生體識別潛在的病原體并啟動先天免疫系統進行消除[15]；另一方面植物乳桿菌、干酪乳桿菌、嗜酸乳桿菌和鼠李糖乳桿菌等還能通過表達CXC趨化因子配體12 (C-X-C motif chemokine ligand 12，CXCL12）來對淋巴細胞產生趨化作用，并通過調節白細胞的運動，幫助它們重新定位到感染區域，從而改善高血糖或外周缺血小鼠傷口的閉合進程[16]。
另外，在含有生物膜的慢性傷口中，微生物之間通常會利用群體感應系統（quorum sensing，QS），并根據細胞群的密度來調控自身基因的表達，從而起到穩固生物膜、抵抗宿主防御以及產生毒力因子的作用。對此，益生菌能夠干擾此途徑，達到清除生物膜并減少其毒害作用的目的[17]。如，Ramos等[18]研究發現，植物乳桿菌及其上清液可以通過干擾銅綠假單胞菌QS信號分子（酰基高絲氨酸內酯）的產生，來抑制彈性蛋白酶、綠膿菌素和鼠李糖脂等毒力因子的表達，從而阻止了病原微生物的黏附以及生物膜的生長。而，山羊葡萄球菌則能產生山羊葡萄球菌自誘導肽，并可通過抑制金黃色葡萄球菌的QS下調各種毒力因子的表達[19]。另外，Monnappa等[20]研究發現，在培養基上添加10%的蛭弧菌上清液后，不僅阻止了至少75%的金黃色葡萄球菌形成生物膜，還能夠避免已形成生物膜的擴散。其機制主要是通過蛭弧菌所產生的細胞外蛋白酶（絲氨酸蛋白酶）來清除金黃色葡萄球菌的生物膜，并降低其毒力。
1.2 控制過度炎癥反應
正常傷口的促炎抗感染作用是傷口愈合過程中不可或缺的一步，通常持續幾天后會轉化到組織增殖階段。然而，在含有生物膜的慢性傷口和糖尿病潰瘍等炎性傷口中，由于其促炎作用一直存在，就會使得傷口處的中性粒細胞和巨噬細胞M1持續聚集，釋放過量的氧氣、蛋白酶以及炎癥因子參與降解傷口愈合的關鍵蛋白質，延緩傷口愈合[21]， 這也是造成慢性傷口難愈合的另一個主要因素。而益生菌除了可以清除病原微生物、生物膜及異物，起到抗感染作用外，同時也被證明可以通過阻止不適當的炎癥反應和縮短炎癥階段來促進炎性傷口的愈合。
TLRs，是一種存在于細胞內外的模式識別受體，可以識別病原體或受損細胞中的特異性配體，并通過激活先天免疫系統誘導炎癥細胞因子表達[22]。有研究表明，在糖尿病潰瘍的傷口組織中，TLRs通常會過表達，特異性配體的持續刺激會導致TLRs信號通路過度激活，從而引起過度的炎癥反應以致傷口愈合緩慢。對此益生菌可通過TLRs信號傳導的負調節機制，起到治療炎性傷口和平衡皮膚免疫反應的作用。如，Lai等[23]發現葡萄球菌（如表皮鏈球菌）產生的脂磷壁酸和硫代葡萄糖酸，可以作為角質形成細胞上Toll樣受體2（TLRs-2，TLR2）的特異性配體，并可通過誘導負調節因子（腫瘤壞死因子受體相關因子1）的表達，來選擇性地抑制Toll樣受體3（TLRs-3，TLR3）信號轉導機制，進一步抑制傷口處白介素6和腫瘤壞死因子α的產生。此過程在抑制皮膚炎癥程度方面發揮著重要的作用。另外，雖然高濃度的金黃色葡萄球菌是有害的，但適量的金黃色葡萄球菌可通過產生少量超抗原，來降低皮膚組織中白介素（如白介素17）的水平，抑制先天免疫應答和先天免疫細胞的活化，進而導致皮膚傷口化膿和炎癥減少，促進傷口愈合[24]。綜上，炎癥反應的刺激和抑制之間通常存在某種平衡，因此在選用益生菌療法時，應以減少炎癥的有害影響，同時不會增加傷口的感染風險為主，按照病因并依據傷口組織的炎性程度來把握其種類的選擇。
1.3 促進組織增殖和成熟
在炎癥期之后，益生菌主要可通過兩個方面來促進皮膚傷口組織增殖和成熟，從而促進傷口的愈合。一是，通過益生菌自身來直接發揮其促愈合作用。如，Tsai等[25]給小鼠傷口表面覆蓋含有經熱殺滅的植物乳桿菌和副干酪乳桿菌的凝膠制劑，并檢測傷口組織成纖維細胞中膠原蛋白和絲氨酸棕櫚酰轉移酶小亞基A的表達情況。他們發現，植物乳桿菌和副干酪乳桿菌凝膠制劑在傷口愈合的早期（第5 d），就可通過促進膠原蛋白的合成來起到滋潤傷口的作用；此外其還能促進傷口組織再上皮化，并可通過抑制肌成纖維細胞的過量累積，來防止皮膚的過度纖維化。而Linehan等[26]提到，表皮葡萄球菌可以通過樹突狀細胞的抗原呈遞作用來增加皮膚中細胞毒性T淋巴細胞的表達，并可誘導傷口組織再上皮化以及改善肉芽組織的形成，從而加速皮膚傷口閉合。二是，通過益生菌的代謝產物來間接發揮其促愈合作用。如，人類皮膚微生物群中的各種葡萄球菌均具有編碼芳香族氨基酸脫羧酶的基因，其產生的芳香族氨基酸脫羧酶可以將芳香族氨基酸轉化為色胺、苯乙胺和酪胺等痕量胺[27]，可通過干擾宿主細胞特異性痕量胺受體，或作為β腎上腺素能受體的拮抗劑，來阻斷β腎上腺素能受體，從而加速了角質形成細胞的遷移并促進傷口愈合[28]。而Luqman等[29]則進一步證明，與不能產生痕量胺的菌株相比，表皮葡萄球菌可以通過產生痕量胺來加速小鼠傷口閉合。此外，經體外研究發現，鼠李糖乳桿菌和羅伊氏乳桿菌所產生的裂解液，還可通過增加角質形成細胞單層劃痕培養基中CXC趨化因子配體2 (C-X-C motif chemokine ligand 2，CXCL2）及CXC趨化因子受體2（C-X-C chemokine receptor 2，CXCR2)的表達，來促進劃痕處角質形成細胞的增殖和遷移，提高上皮化率，起到促進傷口愈合的作用[30]。
2 益生菌應用于腸道調節以促進傷口愈合
益生菌除了可以在傷口局部發揮其促愈合作用外，還能通過口服應用于腸道，從而調節全身反應來促進皮膚傷口愈合。其主要依靠刺激中樞神經系統、調節免疫反應以及促進營養物質吸收等三種生理途徑來發揮其促愈合作用。
2.1 “腸道－腦－皮膚軸”調節
有研究表明，腸道益生菌及其代謝物可以形成神經活性分子來調節腸道黏膜中神經內分泌細胞的分泌活性，并可通過“腸道－腦－皮膚軸”來改善皮膚傷口愈合障礙患者的全身健康[31]。如，Poutahidis等[31]和Varian等[32]發現，食用添加有羅伊氏乳桿菌的飲用水或含有羅伊氏乳桿菌菌株裂解物的膳食可直接調節腸道微生物群落，并通過刺激腸道上的迷走神經來內源性上調下丘腦中催產素的表達，進一步激活胸腺和外周淋巴細胞中的調節性T細胞，來抑制先天免疫系統所引起的過度炎癥損傷。此外，食用羅伊氏乳桿菌還能通過刺激“下丘腦－垂體－腎上腺軸”，改善皮膚中由壓力和應激所引起的炎性損傷，促進傷口組織中肉芽組織的成熟以及膠原蛋白在真皮中的沉積，使受試動物皮膚傷口愈合的速度加快近兩倍。另外，飲用由乳酸菌、醋酸菌和酵母菌等多種益生菌發酵牛奶所產生的開菲爾（Kefir）飲料，同樣也能通過“腸道－腦—皮膚軸”來改善受試者的皮膚狀況。如，Alves等[33]研究表明，當連續八周攝入開菲爾后，受試者不僅皮膚經表皮失水量相對減少，而且其角質層水合作用也相應增加，這些都與皮膚屏障功能的增強直接相關；此外，還提到食用開菲爾可同時防止病原微生物感染，具有抗炎和抗氧化的能力。
2.2 免疫調節
有研究表明，機體存在的部分免疫功能障礙通常與其腸道微生物群落的紊亂密切相關，因此食用特定的益生菌可調節腸道微生物群的組成或代謝活性，進一步調節先天性和適應性免疫反應，從而達到促進皮膚傷口愈合的作用[34]。如，副干酪乳桿菌可以通過增加雙歧桿菌和乳酸桿菌來調節腸道微生物群的組成，并可顯著增加輔助性T細胞1（T helper cell 1，Th1）依賴性免疫反應，達到增強皮膚屏障功能以及降低皮膚敏感性的作用[34]。而食用羅伊氏乳桿菌除了可刺激下丘腦—垂體激素來間接激活調節性T細胞外，還能促進血清中抗炎細胞因子白介素10的上調，以及促炎細胞因子白介素17A的下調，從而誘導人叉頭框蛋白P3直接激活調節性T細胞，這不僅能增強皮膚黏膜的厚度以及上皮屏障的修復能力，還可促進機體免疫耐受，最大程度地減少過度炎癥反應對傷口邊緣組織所造成的損傷[35]。
2.3 促進營養物質的吸收
口服引入的益生菌還能通過調節腸道微環境來促進有益于皮膚傷口愈合的營養物質的吸收，特別是維生素、礦物質以及參與組織修復的酶的輔助因子等。如乳酸桿菌可以合成短鏈脂肪酸，并可通過降低腸道內的pH值來提高礦物質的溶解度[36]；而羅伊氏乳桿菌和嗜酸乳桿菌則可增加腸道內乳酸的產生，從而促進腸道對維生素D和維生素E的吸收[37]。此外乳酸桿菌、棒狀芽孢桿菌和紅球菌還可通過產生維生素B12來增加機體對其的吸收和利用[38]。
3 改良益生菌產品及臨床試驗
目前，雖然對于益生菌如何促進傷口愈合大多還處在探索其作用機制的研究階段，但隨著人們對其進一步的開發應用，也相繼展開了一些臨床試驗以及對臨床應用方面具有參考價值的益生菌產品開發。如，Ming等[39]研制了一種新型的活益生菌水凝膠敷料，該研究將羅伊氏乳桿菌用乳液聚合的方式封裝在了水凝膠微球中，并通過甲基丙烯酸的修飾以及透明質酸的共價交聯，進一步于水凝膠網絡中固定。這樣水凝膠支架不僅可以保護羅伊氏乳桿菌免受免疫系統的攻擊，還避免了其他微生物的定植以及因過度釋放益生菌對傷口造成的潛在傷害。今后也可借鑒將該種材料應用于其它益生菌中，不僅能正常釋放對傷口愈合有益的生物活性物質，還可以起到生物屏障以及緩釋控釋的作用。潘杉等[40]提到，哈爾濱高科技白天鵝藥業集團生產了一種用于防治中、小面積Ⅱ度燒傷燙傷創面感染的噴霧劑，其主要是通過在傷口中植入枯草芽孢桿菌活菌并形成菌膜后，利用生物拮抗作用對燒傷創面發揮生物屏障和抑菌的功能，從而避免了金黃色葡萄球菌、綠膿假單胞菌等病原微生物定植所引發的感染。Peral等[41]則是直接將植物乳桿菌培養物鋪在了紗布墊上，并完全覆蓋在慢性靜脈潰瘍患者和普通患者的腿部傷口處，經檢測發現，受試患者傷口中嗜中性粒細胞的凋亡和壞死程度相對減少，而肌成纖維細胞和內皮細胞的出現相對增多，這些都表明了其主要是通過降低傷口處的細菌負荷以及促進肉芽組織的形成，來加速皮膚傷口的愈合進程。此外，另一項通過對80名燒傷患者分別用植物乳桿菌與磺胺嘧啶銀進行對照治療的研究發現，在Ⅱ度燒傷患者中，植物乳桿菌療法對71%的患者有效，其相比于磺胺嘧啶銀73%的治療率，兩者療效基本一致；而在Ⅲ度燒傷患者中，植物乳桿菌對83%的患者起到了促愈合作用，磺胺嘧啶銀卻僅為71%。由此可見，植物乳桿菌不僅可以作為磺胺嘧啶銀的替代療法，用于促進各種急慢性傷口愈合，還能在Ⅲ度燒傷患者中顯現出相對更好的療效[42]。另外，Mohseni等[43]發現益生菌療法在糖尿病足患者中還能發揮出潛在的促愈合作用。該研究通過對60例患有Ⅲ級糖尿病足的患者分別給予安慰劑和益生菌（嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌、發酵乳桿菌和雙歧桿菌）治療后發現，對比安慰劑療法，治療組（益生菌療法）的糖尿病足患者不僅其潰瘍長度、寬度和深度均顯著減少，而且糖尿病足患者的血糖、總膽固醇、高敏C反應蛋白、血漿一氧化氮、抗氧化能力和丙二醛的水平也有所改善。而Peral等[41]也同樣發現，使用植物乳桿菌療法還可使90%的糖尿病足患者的潰瘍面積減少50%。Kasatpibal等[44]通過對檢索文獻納入的2 952 名患者進行薈萃（meta）分析后表明，益生菌除了可單獨使用來發揮其促愈合效應外，還能與益生元組合形成合生元，通過促進皮膚共生菌的生長以及增強宿主免疫力來限制病原微生物的易位；而且術前和術后同時使用合生元，不僅能明顯減少術后手術部位感染、肺炎以及膿毒癥的發生，還可縮短住院時間和抗生素給藥時間；此外，他們還將益生菌與抗生素結合使用，同樣也能起到加速傷口愈合的作用。
4 總結與展望
目前，國內仍使用抗生素和磺胺嘧啶銀等傳統藥物來控制皮膚傷口的感染，但其不規范以及不恰當的使用通常會加劇傷口的惡性化，因此尋找新的替代療法成了當前臨床治療中的關鍵性問題。本文則主要以皮膚傷口的對因治療為主，介紹了益生菌如何通過傷口局部和腸道來促進各類急慢性皮膚傷口愈合，給未來益生菌藥品的開發和應用提供了相關的理論依據。然而，益生菌屬于微生物，促進益生菌的有利作用并減少其有害反應是其應用于傷口治療的關鍵問題，因此人們仍需對其應用于機體后所產生的有利和有害反應展開進一步的研究。當前益生菌作為新型的治療方法，仍有很多產品處在研究階段，但隨著人們對宿主與微生物間相互作用機制的進一步了解，益生菌療法定會成為臨床上促進傷口愈合的治療方法之一。
重要聲明
利益沖突聲明：本文全體作者均聲明不存在利益沖突。
作者貢獻聲明：本文由董嘉利撰寫，董嘉利完成文獻檢索及文章草稿、修改，王雪靜梳理文章邏輯，對文章做出指導并進一步修改，王東對文章進行客觀審校。所有作者都為本文的進一步修改做出了貢獻。