益生酵母Saccharomyces boulardii表面展示系统的功能性研究：模拟肠道环境中蛋白质吸附的新策略

本研究针对胃肠道疾病治疗中工程化微生物的潜在应用，开发了基于益生酵母Saccharomyces boulardii的抗体表面展示系统。研究人员通过基因改造构建了能稳定表达表面抗体的酵母菌株，证实其在模拟结肠液环境中保持功能活性，可高效结合亚纳摩尔级浓度的靶抗原（如FAP和溶菌酶），为口服益生菌疗法提供了新思路。

　　

肠道疾病治疗领域长期面临传统疗法靶向性不足、成本高昂等挑战，尤其对于艰难梭菌感染等微生物毒素相关疾病，亟需开发新型生物疗法。美国阿肯色儿童研究所（Arkansas Children's Research Institute）与阿肯色大学医学科学中心（University of Arkansas for Medical Sciences）的研究团队在《iScience》发表研究，首次在商业益生菌株Saccharomyces boulardii DBVPG 6763中建立了功能性抗体表面展示系统，证实其能在模拟人体肠道环境下高效捕获病原体抗原。

研究采用CRISPR-Cas9基因编辑构建尿嘧啶营养缺陷型菌株，通过α-凝集素（a-agglutinin）系统将抗纤维母细胞活化蛋白（FAP）和溶菌酶（lysozyme）的单链抗体（scFv）稳定锚定于细胞表面。实验证明每个酵母细胞可表达约10⁴个抗体分子，在37℃和模拟结肠液（FaSSCoF/FeSSCoF）中保持48-60%存活率，且抗原结合半最大效应浓度（EC₅₀）低于1 nM。

菌株构建与验证

通过loxP-flanked抗生素抗性标记分步敲除URA3基因，经全基因组测序验证获得典型S. boulardii突变特征（如PGM2基因无义突变）。将包含AGA1/AGA2-scFv融合基因的表达盒整合至XI/XII号染色体，Western blot检测到50 kDa的修饰后融合蛋白。

表面展示功能验证

二硫键还原实验显示抗体锚定依赖Aga1-Aga2间二硫键。流式细胞术证实抗FAP菌株对荧光标记抗原的特异性结合，共聚焦显微镜观察到HA标签与抗原在细胞表面的共定位。

模拟肠道环境测试

在空腹/饱腹状态模拟结肠液中培养18小时后，40-60%细胞保持活性，且死细胞仍保留85%抗原结合能力。定量分析显示对数生长期细胞抗体表达量较稳定期高5倍。

该研究首次证明商业益生酵母经基因改造后可在肠道环境中实现功能性抗体展示，其亚纳摩尔级结合灵敏度为开发口服微生物疗法奠定基础。作者在讨论中指出，该系统相比分泌型抗体具有"亲和力增强效应（avidity effect）"，能通过细胞表面抗体簇高效捕获毒素并随菌体排出。尽管需进一步动物实验验证，该技术为治疗艰难梭菌感染等肠道疾病提供了低成本、易存储的新策略，有望推动工程化益生菌的临床转化。