基于皮膚微生態的皮膚屏障及微生態護膚研究進展

[摘要]皮膚表面的微生物菌群是皮膚第一道微生物屏障。研究表明，皮膚微生態與皮膚健康密切相關，微生物的生物多樣性對調節皮膚菌群平衡、修護敏感肌膚具有重要作用。本文從皮膚微生物屏障的視角，通過對微生態護膚載體益生菌、益生元和后生元等功效成分的介紹，從微生態視角對目前護膚行業的產品研發策略做一總結，并結合微生態領域的發展前景對護膚品研發提供參考。

[關鍵詞]微生態；皮膚健康；皮膚微生物屏障；微生態護膚品

[中圖分類號]R322.99" " [文獻標志碼]A" " [文章編號]1008-6455（2025）09-0178-04

Advances in Research on Skin Barrier and Skincare Based on Skin Microecology

SHI Min1， SONG Bo1， BI Fangfang1， ZHANG Lu1， DING Xinqiang2

（ 1.Xi’an Peihua University， Xi’an 710125， Shaanxi， China; 2.Department of Dermatology， Xi’an Children’s Hospital， Xi’an 710003， Shaanxi， China ）

Abstract： The microbial community on the surface of the skin forms the first microbial barrier of the skin. Many studies have shown that the skin microbiota was closely related to skin health， and the biodiversity of microorganisms played an important role in regulating the balance of skin microbiota and caring for sensitive skin. We will introduce the functional components of probiotics， prebiotics， and postbiotics in microecological skincare carriers from the perspective of skin microbiota barriers. We will review the research and development strategies of microecological skincare products in the current industry background， and provide reference for skincare product research and development based on the development prospects of microecology.

Key words： microecology; skin health; skin microbiota barrier; skincare products

皮膚作為人體最大的器官，其表面有很多毛囊、褶皺和紋路，同時又處于一個干燥、富含脂質的高鹽環境，為體表多種微生物的定植提供了適宜的生長環境。皮膚表面環境是微生物的“家園”，每平方厘米皮膚上大約有100萬個微生物，包括細菌、真菌、病毒、寄生蟲等，這些微生物與宿主皮膚的組織細胞、分泌物及表面微環境等共同構成一個復雜、動態的生態系統，稱之為皮膚微生物組或皮膚微生態[1]。皮膚微生態平衡對維持宿主皮膚健康至關重要，一旦皮膚表面微生物群落的物種比例失衡，當有益共生菌株減少或有害菌過度增殖在皮膚微生態系統占據優勢時，可引發各類皮膚問題甚至疾病，如腫瘤、特應性皮炎、痤瘡、玫瑰痤瘡、創面愈合延遲等[2]。本文就皮膚微生態的組成、微生態參與維持皮膚屏障的機制以及當前微生態護膚的研究與應用做一綜述，總結并分析皮膚微生態屏障研究及現有微生態護膚產品開發中存在的問題，以期為未來皮膚微生態護膚產品的開發利用提供參考。

1" 皮膚微生態的組成

皮膚是機體與外界接觸的第一道屏障，其組織結構有表皮、真皮和皮下組織三層。皮膚表面定植有大量的微生物群落，這些微生物根據留滯時間的不同，主要分為常駐微生物和暫駐微生物。

宏基因組學研究表明，皮膚表面的常駐微生物主要是細菌，是一組相對穩定的微生物，具有代表性的有表皮葡萄球菌、丙酸桿菌、棒狀桿菌及馬拉色菌等[3]。常駐微生物與人類機體共生，因此長期定植于皮膚，已適應皮膚微環境，并產生依賴性。常駐微生物與皮膚健康息息相關，一方面這些微生物相互協同或拮抗，以爭奪有限的營養物質和空間而防止外源性致病菌的入侵；另一方面，它們釋放的天然抗菌肽（Antimicrobial peptides，AMP），參與皮脂代謝并分泌游離脂肪酸，維持皮膚表面的酸堿度并增強屏障保護作用[4]。暫駐菌通常是機體與外界環境接觸而獲得，是引起皮膚炎癥的常見病原菌，主要包括金黃色葡萄球菌、溶血性鏈球菌、銅綠假單胞菌等。除了細菌外，定植于人類皮膚表面的微生物還包括真菌、病毒和寄生蟲（如螨蟲），其中真菌主要在人前額和耳部豐度較高，病毒主要是丙酸桿菌和葡萄球菌的噬菌體[5]。當皮膚表面的菌群平衡遭到破壞或者皮膚表面的環境發生變化，如pH值變化、清潔度降低、老化、創傷、暫駐菌釋放的過敏物質增加、皮膚免疫反應、濫用抗菌藥物[6]等，造成致病微生物感染，從而導致皮膚病變。

皮膚微生物群落是宿主與微生物在相互作用中形成的一個精細而復雜，且具有個體差異性的生態系統。皮膚微生物從新生兒出生后即開始定植并擴增，受分娩方式影響有所不同，但隨著時間的推移會逐漸穩定下來，大約在出生4周后微生物群落就已經與成人非常相似[7]。然而，因皮膚局部pH值、溫濕度、褶皺、毛囊、皮脂腺、汗腺分布等特征的不同，微生物群落存在分布差異[8]。例如，腹股溝、腋窩和腘窩因局部溫度濕度較高，促進了革蘭氏陰性桿菌的棒狀菌群和葡萄球菌“茁壯”生長；面部、胸部和背部皮膚通常皮脂分泌旺盛，適合親脂性丙酸桿菌生長繁殖；而足部則有馬拉色菌、隱球菌、曲霉菌等真菌定植。通常情況下，真菌群落穩定性較高，同一部位皮膚真菌間隔3個月檢測無較大差異[9]。然而，因汗液中含有抑制微生物定植的抗菌分子，并且汗液中的乳酸可使皮膚酸化，從而不利于微生物的生長和定植。除此之外，皮膚微生態還受許多因素影響，包括宿主的民族、性別、護膚習慣、飲食、衰老和環境（例如氣候、紫外線、污染）等因素影響。

2" 皮膚微生態強化皮膚屏障

皮膚被覆于體表，不僅可阻擋環境中物理因素和化學因素的干擾，還參與內臟器官的保護并維持機體內環境穩態的平衡。在傳統概念里，皮膚屏障主要是由其表面的皮脂膜與致密角質層所共同形成的物理屏障。然而，皮膚表面存在著大量細菌，菌群之間相互制約、互利共生，它們不僅能夠抵御致病微生物感染、增強皮膚免疫力，而且對于維護皮膚健康和強化皮膚屏障功能具有不可或缺的作用。比如：常駐菌表皮葡萄球菌可利用甘油產生脂肪酸，再經發酵后產生琥珀酸，琥珀酸進一步控制另一種常駐菌痤瘡丙酸桿菌增殖，此外，琥珀酸還能抑制角質生成細胞和表面Toll樣受體（TLR）的生成，從而抑制痤瘡丙酸桿菌誘導產生的白介素-6（IL-6）[10]；而且表皮葡萄球菌還通過增強miR-143的表達，來阻斷角質形成細胞中TLR-2的表達，從而抑制一些由痤瘡丙酸桿菌引起的皮膚炎癥[11]。此外，痤瘡桿菌還可影響皮膚表面的pH值，產生硫肽類抗菌素，從而減少葡萄球菌的定植[12]；也可產生自由基氧合酶（RoxP）發揮抗氧化作用[13]。

另有研究顯示[14]，皮膚表面的共生菌表皮葡萄球菌可刺激宿主產生多種抗菌肽，如酚溶性調節素（PSM），能夠選擇性殺滅金黃色葡萄球菌和鏈球菌，保護皮膚免受病原體的侵害；另外，表皮葡萄球菌可分泌絲氨酸蛋白酶（ESP），ESP能夠降解上皮細胞表面黏附相關蛋白，不僅可阻礙金黃色葡萄球菌生物膜的形成，還可抑制金黃色葡萄球菌在人類鼻腔黏膜的定植而發揮拮抗作用，可見表皮葡萄球菌與金黃色葡萄球菌是通過多種機制相互作用且作用機制復雜。再者，在山羊葡萄球菌皮內感染的小鼠和皮膚定植模型中，通過抑制金黃色葡萄球菌的附屬基因調節子，可顯著降低耐甲氧西林金黃色葡萄球菌荷載。皮膚菌群還可通過調節宿主細胞β型白介素-1（IL-1β）形成類似影響以增強皮膚免疫功能[15]。Bitschar K等[16]研究發現，路鄧葡萄球菌生成的路鄧素，是一種新型環肽類抗生素，可促進小鼠抗菌肽蛋白LL-37表達和中性粒細胞趨化因子CXCL8的釋放，啟動TLR信號并激活，引起大量單核細胞和中性粒細胞浸潤，從而阻斷金黃色葡萄球菌在人皮膚的定植。可見，皮膚微生態是皮膚最外層的“隱形”屏障，共生微生物群落及其產生的生物活性分子能夠抑制致病菌的黏附，增強宿主對病原體的免疫防御，維持皮膚健康，是皮膚表面的第一道微生物屏障。

通常健康皮膚表面呈弱酸環境，pH值為5.5～7.0，這不僅為宿主皮膚創造了一個限制病原菌入侵的天然化學屏障，也在皮膚的平衡生態系統中起著重要的調節作用。當微生物定植于皮膚表面后，可代謝脂肪細胞在角質層產生“活性”脂質，從而改善皮膚狀態。定植細菌分泌的脂肪酶，可將皮膚脂質中的三酰甘油（TAG）分解為脂肪酸（FA），以維持皮膚表面的酸性環境，同時發揮活性抗菌作用。棒狀桿菌是人皮膚微生態中最常見的一類菌種，Bomar L等[17]將棒狀桿菌屬C.accolens與S.pneumoniae共同培養在含TAG的培養基上，發現C.accolens能夠抑制S.pneumoniae生長，此抑制作用依賴于C.accolens生長所必需的TAG脂肪酶Lip S1。C.accolens通過Lip S1水解皮膚表面的TAG而形成大量游離的FA，進而抑制S.pneumoniae，這也說明皮膚微生物對脂質的分解既可以維持皮膚表面的弱酸態，也是維持皮膚微生態平衡的一個重要因素。此外，FA對丙酸桿菌不僅有較好的抗菌活性，還可刺激人β防御素-2（human β-defensin 2，hBD-2）表達，后者可抑制大腸桿菌和金黃色葡萄球菌生長，從而增強皮膚的免疫功能[18]。神經酰胺是皮膚角質層中的關鍵脂質代謝產物，不僅能幫助皮膚鎖住水分，還能促進皮膚屏障自我修復及調控皮膚細胞。Zheng Y等[19]用動物模型證實，共生菌表皮葡萄球菌能夠顯著增加宿主皮膚中神經酰胺水平，從而加強皮膚屏障，防止皮膚脫水引起的干燥和皺紋產生，減緩衰老。可見，皮膚微生態是皮膚生理和免疫的基礎，在維持皮膚穩態、強化皮膚屏障中發揮著重要作用，皮膚微生態體系平衡是決定皮膚健康的關鍵因素。因此，研究皮膚微生態和皮膚生理功能之間的關系，有助于探明微生物與皮膚健康和疾病的關系，利用皮膚共生微生物強化皮膚屏障，實現精準護膚和未病先防，有望成為未來研究的一個重要領域。

3" 基于皮膚微生態的科學護膚

皮膚微生態平衡體系是健康皮膚的第一道防護屏障，它在維持皮膚生理功能、防止有害細菌侵擾、增強免疫力和修復皮膚屏障中發揮著重要作用。這種平衡的生態體系一旦出現紊亂，便會刺激肌膚，進而引起皮膚干燥、過敏、色斑、老化等問題。通過改善或調節皮膚表面微生物菌群，能有效抵御皮膚過敏、干燥、暗沉、發炎，促使皮膚“自愈”，恢復健康狀態，因此，宣稱健康安全、具有修復功效的微生態護膚品應運而生。

微生態護膚，即利用微生態工程技術，將益生菌及其相關制劑應用于皮膚的日常護理，達到調節或恢復皮膚表面菌群平衡、加強皮膚屏障和促進上皮細胞更新的功能。越來越多的研究證實，應用微生態護膚機制來調節皮膚微生物菌群，能夠真正由外而內地保持皮膚健康、改善肌膚狀態，強化人體抵御外界的第一道屏障。早在1980年日本就推出一款微生態護膚的代表性產品，其主要核心成分Pitera為活性酵母萃取物，即益生菌裂解產物，可提高皮膚表面有益菌群的活性，從而促進皮膚代謝、刺激皮膚細胞增殖、生長，達到延緩皮膚老化的效果。當前已知的微生態護膚，主要采用以下三種方式實現。

3.1 益生菌：益生菌指的是可為宿主皮膚提供有益作用的活菌，如雙歧桿菌、乳酸桿菌和線狀透明顫菌等。Nodake團隊利用益生菌對皮膚健康的有益調節作用，從受試者皮膚分離共生菌表皮葡萄球菌，經培養滅活添加至化妝品配方中使用后，可提高皮膚的保濕性。已有研究表明，線狀透明顫菌裂解液能促進皮膚內源性抗氧化作用，并促進抗菌素和β防御素等抗菌肽的表達，可增強皮膚抗菌性能[20]。皮膚表面的鼠李糖乳酸桿菌對皮膚具有滋潤和營養作用，2015年南非有機護膚品牌推出一款含活性乳酸桿菌精華液，經使用28 d后測試，該精華液可使皮膚緊致度提高約16%，從而為抗衰老研究開辟了新途徑。查詢“美麗修行”（化妝品成分查詢軟件）發現，當下在護膚品中添加乳酸桿菌的產品有4 000余件。比利時護膚品牌推出一款創新產品，首次采用專利包裹技術將活性益生菌融入傳統水性護膚品中，宣稱能治療痤瘡等皮膚問題[21]。雖然研究表明應用益生菌制劑能夠促進皮膚健康，然而在我國2023版《化妝品安全技術規范》征求意見稿中，對護膚品微生物菌落數仍有嚴格限定，且當前沒有相應的評價體系和市場監管，因而此類產品尚需進一步研究[22]。

3.2 益生元：益生元是指一些非吸收性水溶性膳食纖維，但能被宿主的益生菌吸收后促進益生菌生長的營養物質，現已得到公認且被廣泛應用的有β-葡聚糖、低聚半乳糖（Galactooligosaccharides，GOS）、低聚果糖（Fructooligosaccharides，FOS）、菊粉（Inulini）等。有實驗研究顯示[23]，給裸鼠補充3個月的黃金益生元GOS，由紫外線照射誘導的皮膚紅斑顯著改善且水分增加。進一步研究發現，GOS可增加體內超氧化物歧化酶（SOD）的活性和含量，清除氧自由基，激活巨噬細胞吞噬活性，從而具備增強機體免疫力和抗衰老的功能[24]。美國Belli溫潤特護產品中特別添加了菊粉和果糖等益生元成分，一方面可以溫潤肌膚、減弱護膚品防腐劑給肌膚帶來的傷害；另一方面可通過調節皮膚菌群平衡，促進肌膚表面形成微生物保護屏障，以發揮更持久的保濕效果[25]。益生元綠色天然、價廉易得，在護膚產品配方體系中加入益生元，能夠達到維持皮膚菌群結構穩態的目的，提高皮膚免疫功能，改善皮膚狀態。

3.3 后生元：后生元，也稱為益生素，是益生菌經加工處理后的菌體及代謝產物，其生物分子小且具有較強的免疫活性，定植后可與皮膚有益菌產生特定的應答作用，促進抑菌肽的表達，增強皮膚對致病菌的抵抗力。除了活菌體外，后生元主要有乳酸短鏈、脂肪酸、小分子肽、細胞壁組分、裂解提取物及微生物發酵的營養液等，均表現出明顯的益生作用。雙歧桿菌作為最常見的益生菌，在Wang R等[26]的研究中，發現其發酵裂解物可以增強皮膚屏障功能和抵抗力，改善皮膚炎癥和氧化應激狀態，其機制可能是上調了皮膚物理屏障基因（FLG、LOR）和抗菌肽基因（CAMP和hBD-2）的表達。釀酒酵母濾液富含后生元，對皮膚有益，已應用于美容行業。Di Nicolantonio L等[27]比較了從天然和超聲處理的酒糟中回收的上清液中總苯酚的含量和抗氧化能力，發現經超聲處理后的酒糟抗氧化能力更高。將后者加入固體化妝品中，進行與人體皮膚的相容性、感官分析、經表皮失水量和皮脂測定后，發現超聲處理酒糟中獲得的后生元可逆轉皮膚衰老的狀況。璦爾博士采用發酵技術研發獲取的新益生菌發酵褐藻，使褐藻成分分子量更小，富含褐藻多糖、谷胱甘肽及甾醇類化合物等生理活性物質，具有修復損傷、抗衰老、抗氧化和促進Ⅳ型膠原蛋白合成等功效[28]。

盡管后生元不含活的微生物，但它們通過具有與益生菌類似的機制顯示出有益的效果，并保持與益生菌相似的有效性，與益生元一樣具有安全、無副作用及保質期較長的特點。

4" 小結

綜上所述，皮膚微生態平衡是皮膚生理功能發揮的重要因素，也是維護皮膚健康的關鍵因素。隨著人們對皮膚微生態研究的深入，微生態護膚在化妝品領域也受到了更多關注，研發能夠促進皮膚微生態平衡的護膚品已成為全球化妝品行業新的研究課題。

目前，關于微生態護膚品的研究與應用主要存在以下問題：①主要圍繞將益生菌加入化妝品這一原理，無論是加入益生菌、益生元還是后生元，均屬于利用益生菌及代謝物對皮膚的防護作用，采用生物發酵技術，將與人體皮膚結構具有高親和力的各類精華物質（即微生態護膚載體原料）添加到化妝品中，這也是目前化妝品行業的熱點和趨勢。②益生菌加入化妝品又受到政策法規對護膚品微生物菌落數的嚴格限定且禁止化妝品中添加活菌，而且相關的質控體系和市場監管較為缺乏，因此受到一定的限制。③微生態護膚的研究和應用目前尚處于初級階段，產品的應用形式比較單一，局限于傳統的化妝品，而像面膜及全身肌膚應用的微生態護膚產品報道較少。④普通大眾對皮膚微生態的相關知識還比較缺乏，對微生態護膚產品的接受度尚待提高。⑤微生態護膚產品研發一方面需要選擇與皮膚微生態親和性佳的原料具有針對性地修復皮膚屏障、提升敏感肌膚和皮膚的防御力，另一方面，還應將微生態載體原料與護膚品功效性輔料協同復配，從而調控肌膚菌群平衡、水油平衡、維持皮膚弱酸性環境，增強肌膚美白、保濕、抗皺等綜合功效，以提升產品競爭力。

綜上所述，皮膚微生態是新興的研究領域，微生態護膚尚處于初期發展階段，但微生態護膚是從根本上改善皮膚亞健康的生態護膚品。相信隨著研究與實踐的發展，未來微生態護膚將成為護膚品研發的重點方向。

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[收稿日期]2024-12-09

本文引用格式：史敏，宋波，畢芳芳，等.基于皮膚微生態的皮膚屏障及微生態護膚研究進展[J].中國美容醫學，2025，34（9）：178-181.