凝结魏茨曼氏菌CEGF-TKJ-002是由古得宁母公司嫦娥生物股份联合华中科技大学的科研团队，依托天然菌种筛选结合航天空间诱变育种技术培育的特色益生菌菌株。作为一种兼具产孢子和产乳酸能力的益生菌，因其优异的环境耐受性和多重健康促进效应，具有独特的应用价值，经太空诱变后，其功能与产业适配性进一步提升。
一、菌株溯源与太空诱变培育历程
1.1 原始菌种筛选
研发团队从陈年杜康酒中分离筛选得到11株菌株，并开展了形态鉴定、生理生化鉴定、分子生物学鉴定，构建系统发育树。11株菌中包括2株解淀粉芽孢杆菌、1株贝莱斯芽孢杆菌、1株副蕈状芽孢杆菌、2株粪肠球菌、5株凝结魏茨曼氏菌。其中选择了较为突出的1株凝结魏茨曼氏菌，于2024年向中国航天局申请搭载至太空诱变。
本项目的联合研发主体包含湖北嫦娥生物股份有限公司、华中科技大学生命科学与技术学院等多家单位，各方分工完成菌种筛选、太空搭载、地面复筛、安全性与功效试验等全链条研究工作。相关研发单位签订了科研诚信承诺书（图1），承诺全部的试验数据、研究资料真实客观，无伪造篡改行为。
图1 项目承诺书
1.2 卫星搭载与菌种保藏
2024年9月28日，该优选原生菌株搭乘“实践十九号”返回式科学试验卫星，于酒泉卫星发射中心发射升空，在轨培育时长13.5天。在轨期间菌种处于微重力（10⁻⁴~10⁻⁶ g）、空间电离辐射（总辐射剂量200 mGy）、昼夜极端温差（-180℃~150℃）等独有太空环境，利用空间特殊理化条件实现菌种自然诱变；试验同步设置地面常温（37℃）静置保存对照组，便于后续对比诱变前后菌株性状差异。
卫星返回地面后，24小时内完成复苏，复苏率达72%，通过平板筛选获得“菌落更大、芽孢率更高”的变异株（编号CEGF-TKJ-002），菌株稳定性试验证实，耐酸、产酸、定植相关优良遗传性状无退化，性状遗传稳定。该菌种已于2026年5月14日正式存入中国典型培养物保藏中心（CCTCC，武汉大学），保藏编号：CCTCC NO：M 2026956；保藏中心于2026年5月21日完成菌种活性核验，菌株存活状态良好，法定保藏期限30年，保藏信息如下图2。
图2
1.3 菌株的生物学特征
1. 耐胃酸：芽孢耐受pH 2.0-3.0强酸环境，模拟胃液处理后存活率超86%；
2. 耐胆盐：可耐受3.0-5.0 g/L胆汁盐，肠道内芽孢萌发率可达80%以上；
3. 耐高温：芽孢耐受100℃短时高温、饲料90℃制粒工艺，120℃处理后活菌存活率仍超90%，适配烘焙、制粒、高温饮品加工；
4. 储存稳定性：芽孢休眠结构可实现常温长期储存，货架期活菌留存率高；
5. 多重胁迫防御：芽孢屏障、DPA-Ca²⁺稳定生物大分子、质子泵、抗氧化酶系统多层协同抵御酸、热、氧化、渗透压胁迫。
二、菌株的核心功能
经太空诱变选育后，CEGF-TKJ-002相比原始菌株耐胃酸、耐胆汁能力、肠道定植能力等显著提升，在以下功效上开展了多组科学试验：
2.1 肠胃健康
2.1.1 改善功能性便秘
开展双盲、随机对照人体临床试验，共73名符合功能性便秘受试者完成2周干预，每日活菌摄入2.5×10⁹ CFU，与市售菌株平行对照，临床改善效果更突出。图3显示，干预后84.2%受试者每周完全自发排便（CSBMs）显著提升，CCFM1041组平均每周自发排便达5.7次，高于BC30对照组4.8次；94.7%受试者粪便性状明显软化，粪便含水率平均提升4.9%（对照组下降1.4%），Bristol粪便评分显著上升，干硬便、排便费力、排便不尽感大幅缓解。
图3 服用菌粉后便秘症状的变化
作用通路总结：菌株耐受胃酸胆汁抵达肠道定植→调节菌群丰度（促有益菌、抑致炎有害菌）→提升MTL、GAS胃肠激素分泌→加快肠道蠕动、提高粪便含水率→增加自发排便频次、改善干硬粪便，完整缓解功能性便秘。
2.1.2 缓解腹泻、修复肠损伤
采用克林霉素、氨苄西林、链霉素混合抗生素构建大鼠AAD模型，第17天高剂量组粪便含水量相较模型组显著降低，粪便成型度恢复，腹泻评分下降，腹泻持续时长缩短（图4）。
图4 对AAD模型大鼠生长性能的影响
生长指标同步恢复，缓解腹泻伴随的体重降低、进食不足问题。抗生素会破坏结肠结构，造成黏膜变薄、隐窝萎缩、分泌保护性黏液的杯状细胞大量减少；补充凝结魏茨曼后可显著提升结肠黏膜厚度、加深隐窝、增加杯状细胞数量（图5）。同时降低肠道渗漏程度：提升肠道损伤标志物D-乳酸（D-LA）、二胺氧化酶（DAO）含量；上调紧密连接蛋白Claudin-1、Occludin 及黏蛋白MUC2的基因表达，加固肠上皮细胞间隙、增加肠道保护性黏液分泌，从组织与分子层面修复破损肠屏障（图6）。
图5 对AAD模型大鼠结肠杯状细胞的影响
图6 对AAD模型大鼠结肠屏障功能的影响
2.1.3 辅助根除幽门螺杆菌，保护胃黏膜
1. 胃部微生态调节
芽孢可耐受胃部强酸性环境稳定存活，代谢产生乳酸调节胃部酸碱环境，抑制幽门螺杆菌（Hp）定植与繁殖；减少Hp释放的空泡毒素、细胞毒素对胃上皮细胞的破坏。
2. 抗氧化减轻胃部氧化应激
菌株分泌SOD、谷胱甘肽过氧化物酶，清除胃部活性氧自由基，缓解Hp感染诱发的胃组织氧化损伤，改善空腹痛、反酸、嗳气等胃部不适。
2.2 代谢调节与肝脏养护
2.2.1 解酒护肝，修复酒精性肝损伤
1. 显著改善酒精导致肝功能异常
酒精模型大鼠血清ALT、AST、LDH、总胆汁酸（TBA）大幅升高，高剂量菌株干预后四项肝功能指标分别下降 64.45%、33.09%、34.4%、44.98%；肝脏病理切片可见肝细胞坏死、结构紊乱明显修复，肝细胞排列恢复整齐（图7）。人群8周干预试验证实每日100亿CFU补充后饮酒人群AST、GT异常率降至0，ALT显著回落。
图7 大鼠体重、血清肝功能指标、肝脏HE病理切片
2. 优化酒精代谢通路，降低毒性乙醛堆积
菌株显著提升肝脏ADH、ALDH活性（高剂量组分别提升64.07%、112.52%），同时下调酒精毒性代谢通路CYP2E1表达量16.84%，减少自由基与乙醛生成，加快酒精分解（图8）。
图8 酒精代谢酶、肝脏氧化应激标志物（SOD/GSH/MDA）
3. 激活Nrf2/SKN-1核心抗氧化通路，清除肝脏氧化损伤
上调肝脏Nrf2、HO-1、SOD3等抗氧化基因表达，提升肝脏SOD、GSH抗氧化物质；酒精致肝损伤模型中MDA脂质过氧化物含量显著降低，从根源缓解酒精氧化应激损伤（图8、图9）。
图9 酒精代谢、Nrf2通路基因表达热图
4. 肠-肝轴协同防护，阻断毒素入肝
提升肠道丁酸含量（增幅33%），上调肠道紧密连接蛋白，降低肠道通透性，减少脂多糖（LPS）进入血液转运至肝脏；菌群关联分析证实菌株可通过调节肠道差异菌群，间接改善肝脏代谢与氧化指标（图10）。
图10 代谢物-肠道菌群、代谢物-肝损伤相关性分析
2.2.2 辅助降尿酸
1. 降低血清尿酸，修复肝肾功能
在高尿酸血症小鼠模型中，图11所示，菌株干预（10⁶~10⁸ CFU/g，连续灌胃3周）显著降低血清尿酸水平（p<0.05），效果趋势与别嘌醇阳性对照组一致。同时，显著改善肝肾功能损伤：血清肌酐（CRE）、尿素氮（BUN）、谷丙转氨酶（ALT）及谷草转氨酶（AST）水平均显著降低（p<0.001），中剂量组（10⁷ CFU/g）效果最为突出。
图11 不同时间点凝结魏茨曼氏菌对小鼠血清指标的影响
2. 抑制肝脏尿酸合成，减轻氧化应激
图12显示，菌株显著降低肝脏黄嘌呤氧化酶（XOD）和腺苷脱氨酶（ADA）活性（p<0.001），从源头减少尿酸生成。同时，肝脏超氧化物歧化酶（SOD）活性提升31.94%~40.3%，谷胱甘肽（GSH）提升10%~25%，过氧化氢酶（CAT）提升10.32%~16.61%，脂质过氧化标志物丙二醛（MDA）显著降低。
图12 可减轻高尿酸血症小鼠的肝损伤
3. 调控肾脏尿酸转运蛋白，促进尿酸排泄
菌株通过Nrf2/NLRP3通路调控肾脏尿酸转运蛋白（图13）：显著下调尿酸重吸收蛋白GLUT9和URAT1表达，同时上调尿酸排泄蛋白ABCG2、OAT1和OAT3表达（p<0.01）。此外，激活Nrf2/HO-1抗氧化通路，抑制NLRP3炎症小体激活，下调促炎因子IL-1β、IL-6、TNF-α，上调抗炎因子IL-10，减轻肾脏炎症损伤，促进尿酸经肾排泄。
图13 逆转了高尿酸血症小鼠肾脏尿酸转运蛋白的异常表达，并抑制了肾脏炎症
4. 修复肠道屏障，增强肠道尿酸排泄
菌株通过激活肠道PPARγ，上调ABCG2转录表达，促进肠道尿酸排泄；同时下调GLUT9表达，减少尿酸重吸收。在肠道同样激活Nrf2/HO-1通路、抑制NLRP3炎症小体，缓解肠道炎症与损伤（图14）。
图14 可减轻高尿酸血症小鼠的肠损伤和功能障碍
5. 重塑肠道菌群，恢复代谢稳态
菌株有助于恢复肠道菌群失调：增加厚壁菌门（Firmicutes）丰度，降低拟杆菌门（Bacteroidetes）；富集短链脂肪酸（SCFA）产生菌（Akkermansia、Lactobacillus等），降低致病菌Hungatella和Bacteroides丰度。伴随SCFA（乙酸、丙酸、异丁酸等）水平显著回升。
作用通路总结：菌株通过“肝-肾-肠”多靶点协同作用降低尿酸——① 肝脏：抑制XOD/ADA活性，减少尿酸合成；②肾脏：下调GLUT9/URAT1重吸收蛋白，上调OAT1/OAT3/ABCG2排泄蛋白，促进尿酸经肾排泄；③ 肠道：激活PPARγ-ABCG2通路，增强肠道尿酸排泄；④ 菌群-代谢轴：重塑肠道菌群，增加SCFA产生，纠正嘌呤/氨基酸/嘧啶代谢紊乱；⑤ 抗炎抗氧化：通过Nrf2/NLRP3通路抑制炎症、缓解氧化应激，保护肝肾肠组织功能。
2.3 免疫调节与抗过敏
2.3.1 提升机体基础免疫
分泌乳酸、胞外多糖，激活肠道免疫细胞，提升中性粒细胞、NK细胞活性；结合Gpr81受体激活Wnt通路，促进肠道干细胞增殖，提升肠道碱性磷酸酶活性，加固黏膜屏障，减少细菌移位。
调节细胞因子平衡，升高抗炎因子IL-10，抑制IL-6、TNF-α等促炎因子，诱导调节性T细胞增殖，缓解慢性低度炎症。
分泌细菌素抑制有害菌，富集乳杆菌、阿克曼氏菌等有益菌，提升短链脂肪酸，构建菌群-免疫正向调节环路，降低呼吸道、消化道感染概率。
图15 凝结魏茨曼氏菌的免疫调节作用
2.3.2 改善过敏症状（过敏性鼻炎、食物过敏）
过敏根源为Th1/Th2失衡，菌株多通路阻断过敏反应：
重塑免疫平衡：上调Th1型IFN-γ，下调促过敏IL-4、IL-13，纠正Th2过度活化；
降低过敏介质：成人鼻炎人群补充后IgE下降，鼻塞、喷嚏、流涕明显缓解；儿童干预后IgE、IL-4分别降低10.4%、35.0%，改善鼻痒、皮肤瘙痒、睡眠差等问题；
修复肠漏：上调紧密连接蛋白与黏蛋白，减少过敏原入血；抑制NLRP3炎症小体，阻断炎症放大；
降解致敏物质：产蛋白酶、半乳糖苷酶，分解食物致敏蛋白，降低食物过敏风险。
三、产业化方向
基于凝结魏茨曼氏菌CEGF-TKJ-002的高活性、强耐逆性特点，嫦娥生物开发了益生菌系列产品，覆盖不同人群与应用场景，实现科研成果的产业化落地。
1. 市场定位
原料供应：向食品、保健品、乳制品企业提供高活性益生菌原料（≥1×10¹² CFU/g），用于终端产品开发；
特膳与功能食品：拓展特殊膳食食品、功能性食品领域，满足精准的营养需求。
2. 冻干工艺：采用-40℃真空瞬时冻干技术，真空度0.08 MPa、冻干周期22 h，成品出厂活菌≥1×10¹² CFU/g；常温阴凉（25℃以下）密闭储存18个月，满足国标益生菌的活菌留存要求。
3. 生产资质：产品依托标准化食品生产线加工，企业持有正规食品SC生产资质，每批次成品均送往具备CMA认证的第三方检测机构抽检，出具活菌数量、微生物安全等全套质检报告，从原料菌种到成品出库建立了全流程的品质管控体系。
特别声明：
1. CEGF-TKJ-002菌株系通过航天空间诱变育种技术选育获得，其功能特性基于动物实验及人体临床试验数据，具体效果因个体差异可能有所不同。
2. 太空菌相关产品为普通食品，不能替代药品治疗疾病。患有器质性肠胃疾病、确诊高尿酸血症、痛风、酒精性肝病、过敏性鼻炎等器质性或确诊性疾病的人群，请遵从临床医嘱规范治疗，本品仅可作为日常膳食补充。
