综述归纳五大核心影响因素：膳食模式、菌株固有特性、宿主原有肠道菌群、药物干预、宿主个体特征（基因、年龄、性别、免疫状态）。

文章提出一个重要认知：益生菌并非必须长期定植才能发挥功效。很多健康获益来自菌株瞬时驻留，分泌活性代谢物、调节菌群互作；不能简单将 “定植能力” 作为评判益生菌有效性的唯一标准。

Figure 1. 益生菌疗效异质性的驱动因素与精准干预策略示意图

基于个体差异，精准益生菌分为两类：

✅分层型益生菌：针对特定年龄、性别、菌群特征的亚人群；

✅个体化益生菌：完全匹配个体菌群、生理、膳食背景，实现一人一方。

想要跳出试错式补菌，需要建立预测模型：融合横断面人群队列 + 纵向干预队列数据，整合宏基因组、代谢组、膳食、宿主特征等多维度信息，借助机器学习预测益生菌定植、宿主免疫、代谢物变化，以此筛选潜在应答人群。

同时综述客观指出现实局限：粪便样本仅反映远端肠腔菌群，易受短期饮食干扰；多源数据集标准化困难，仍是模型落地的阻碍。

Figure 2. 个性化膳食条件下，AI 模型预测益生菌定植与健康结局的完整工作流程

计算模型可以预判菌株潜力，但科研与产业最终需要拿到真实具备功能活性的活菌株，综述梳理四大关键技术路径：

01

高通量培养组学

模拟肠道原位环境，搭配 AI 菌落识别、微流控单细胞分离，破解大量肠道微生物 “难培养” 难题。文中提及的 DCP 数字菌落挑选平台，可实现上万微腔室并行单细胞培养，大幅提升稀有功能菌分离效率。

02

基于拉曼组技术的单细胞功能筛选

基因组测序只能提示菌株的理论代谢潜力，无法直接确认单个细胞当下真实的代谢活力，而拉曼组技术补齐了这一关键短板。

该技术结合重水 D₂O 稳定同位素标记，无需荧光标记，依靠单细胞拉曼光谱的特征 C‑D 峰，直接识别复杂菌群当中代谢真正活跃的目标细胞；再通过拉曼激活分选，将目标活细胞精准分离，后续无缝对接单细胞测序或者单细胞培养，实现“先解析功能、再分选细胞、后获得活体菌株”的全新范式，打破传统微生物 “先培养、后检测” 的固有流程。

综述同时指出，拉曼组技术也可应用于益生菌产品的单细胞水平质控，同步完成菌种鉴定、活菌计数、细胞代谢活力评估，弥补传统平板计数只能检测存活、无法评估功能活性的行业短板。

星赛生物的高通量拉曼流式分选仪FlowRACS，正是这套拉曼组技术路线的仪器化落地重要载体，为下一代益生菌的功能挖掘与质量评价提供工具支撑。

03

遗传工程改造

利用转基因、诱导表达系统、CRISPR‑Cas9 等工具理性改造益生菌底盘；同时需要审慎评估基因工程菌的生态风险、监管与公众接受度。

04

适应性进化

让菌株在宿主肠道或者与共生菌共培养环境下自发突变进化，提升抗逆与定植能力。相比基因编辑，进化菌株监管阻力更小，但改造方向不可精准预设，适合与合成生物学互补使用。

Figure 3. 精准益生菌挖掘与改造的完整技术框架。A 培养组学驱动的菌株挖掘。B 拉曼组技术赋能单细胞分选：利用重水 D₂O、特异性底物标记代谢活性微生物；借助拉曼光谱采集特征 C‑D 峰（2040‑2300 cm⁻¹）识别活跃细胞；通过拉曼激活分选技术分离目标活细胞。分选后可开展单细胞基因型解析、单细胞培养保藏，构建菌株资源库。C 遗传工程改造。D 适应性进化策略

综述没有盲目乐观，冷静剖析精准益生菌走向应用的现实难题：

• 成本收益权衡：个体化多组学检测抬高成本。对于炎症性肠病等慢性复发性疾病，个体化干预价值突出；而自限性轻症，标准化制剂依然更具性价比，人群分层会是现阶段更务实的落地路径。

• 样本局限：粪便无法完整还原小肠、黏膜黏附菌群，无创采样仍是行业痛点。

• 证据体系缺口：大量研究停留在物种层面，真正的益生菌疗效高度依赖菌株级证据。

总结展望：

未来精准益生菌不是单一菌株胶囊，而是一套完整干预体系：

动态多组学监测→AI 预测应答风险→分层 / 个体化匹配菌株 + 膳食方案→干预后动态迭代优化。

在这套体系中，AI 多组学负责 “预测候选”；而以拉曼组、高通量培养组学为代表的单细胞工具，完成从复杂菌群中获取真实功能活体菌株的关键一步，打通理论模型到制剂开发之间的断点。

星赛生物持续深耕拉曼组学与单细胞拉曼分析‑分选装备研发，为下一代益生菌、肠道功能菌的挖掘与质控提供完整工具链，助力微生物组科研与产业转化。