皮肤微生态学进展以及护肤品行业的应用

皮肤微生态是什么？

数以万亿计的细菌、真菌、病毒、古细菌和小型节肢动物定植于皮肤表面，共同构成皮肤微生物组[1]。皮肤微生物组又与皮肤表面的组织、细胞的分泌物、微生物环境等共同构成了皮肤微生态。皮肤微生物、宿主及外环境三者相互作用构成了皮肤微生态平衡[2]。

人类皮肤上的微生物群落中，大多数微生物对人体健康并无害处，甚至有些微生物是必需的。具体而言，皮肤微生物群落具有以下几个作用[3]：

1. 维持皮肤的屏障功能，保护人体免受外部和环境的侵害；
2. 维持皮肤稳定状态；
3. 参与脱屑和角质层的更新，促进皮肤的健康状态；
4. 参与pH值的调节，分泌脂肪酶，帮助维持皮肤表面的油脂平衡；
5. 参与免疫系统的训练和交流，有助于身体对病原体的防御和清除；
6. 参与伤口的愈合，促进创面愈合和修复。

皮肤微生物菌群失衡，会导致皮肤屏障功能的受损、pH改变、水分流失、皮肤剥落等问题，严重时引起痤疮（图1）、特应性皮炎、过敏等皮肤疾病 [4]。

图 1 痤疮的皮肤结构及发病机制

图 2 与皮肤病相关的因素

人体皮肤微生物的多样性受到多种因素的影响，如生活方式、年龄、季节、种族、生理创伤和心理压力等（图2）。研究表明，化妆品成分也会对皮肤微生物组产生影响，并且可能会破坏皮肤微生物群的平衡，引起皮肤问题。

皮肤微生态的研究主题以及主要研究技术

皮肤微生物领域的研究主题被聚类为四个类群（图3），主要包括：“微生态失调导致的皮肤病”，“有害菌群导致的皮肤问题”，“皮肤微生物的多样性以及定植的影响因素”，以及“皮肤微生物群落遗传相关性”[5]。

主要研究技术
培养组学
培养组学是研究皮肤微生态的开端，具有简单快速、成本低等特点，但无法对病原微生物做出整体分析，具有较大的局限性[6],其原因[7]在于：

①实验室实际条件下能够培养的细菌仅占总数1%；
②病毒、节肢动物等缺乏理想的培养方法；
③培养过程中不能反应真实的菌群组成状态；
④不能用以探索未知生物种类。

基因组学
基因组学检测方法直接提取全部微生物总 DNA，进行功能基因筛选和（或）测序分析，主要步骤包括：研究设计、标本采集、总 DNA 提取、宏基因文库构建、序列测定分析以及功能基因筛选鉴定[8]。

在基因组学中常用的技术为高通量测序技术，极大地拓宽了学者对于宿主皮肤微生物种群的分析与认识，超过 80% 的以往无法被观测与培养的微生物种群采用测序技术而被发现。

图 3 皮肤微生物研究领域分布情况

高通量测序技术在皮肤微生态领域应用[9]包括 16S rDNA 测序、宏基因组测序、多组学测序等，常被用于多种皮肤病的皮肤微生物群的变化分析。

化妆品对皮肤微生态的影响

由于皮肤频繁与化妆品接触，化妆品是影响皮肤微生态的重要因素之一，Holland等[10]认为化妆品可能会通过以下两种途径影响皮肤微生态：一是产品本身所携带的非致病性微生物，通过发酵等方式来修饰、改变化妆品中的化学成分，破坏皮肤微生态平衡；二是化妆品中的化学成分被皮肤常驻菌修饰、改变来影响皮肤健康（图4）。

图 4 化妆品直接 / 间接影响皮肤微生态

益生元：Gibson 和Roberfroid于1995年引入了这一概念。通俗来讲就是益生菌的食物，大多数已确定的益生元是不可消化的低聚糖，特别是含果糖的低聚糖(FOS)和低聚半乳糖(GOS)，它们被归类为“真正的”益生元。其他类似的物质被归类为“可能的”或“潜在的”益生元[11]（图7）。

图 7 “真正的、可能的、潜在的”——益生元

后生元：也称为益生素，是由益生菌代谢、转化或释放的产物，包括益生菌的细胞壁、乳酸、短链脂肪酸、细菌素以及多肽等成分。化妆品中的成分如各种菌发酵提取物、菌滤液、菌发酵产物溶胞物等都属于益生素，如二裂酵母发酵产物溶胞物、水解酵母蛋白等。这些成分不仅可以为菌群提供理想的生存环境，同时也能够参与微生物与皮肤之间的信息交流，激发和促进皮肤应答反应。与直接添加活菌相比，后生元的优势在于其与益生菌相近的调控作用，也避免了直接添加活菌的风险。

近年来，基于皮肤微生态研究开发的化妆品原料越来越多，按照以上三种功效成分分类归纳于表2。

防腐剂的影响
化妆品中的防腐剂旨在延长产品的储存时间以及免受其他微生物的污染，但是防腐剂也可能会影响皮肤微生态平衡。近年来相关报道有所增加，例如：

1. 含有苯氧乙醇的基础乳膏会扰乱皮肤微生物群。一些化学防腐剂对常驻皮肤细菌和病原菌有抑制作用，其中甲基异噻唑啉酮和碘丙炔基丁基氨基甲酸酯效果最好，而苯氧乙醇的抑制作用最小 [13]。
2. 含有羟基苯乙酮、苯丙醇、丙二醇、辛二醇、生育酚和谷氨酸二乙酸四钠的组合对皮肤微生态失调具有恢复作用 [14]。

不同剂型化妆品使用的影响
护肤品使用后会持续留在皮肤上，不使用美容产品会导致细菌多样性降低，而恢复使用会增加其多样性：

研究发现，使用粉类化妆品会增加前额皮肤微生物群落多样性，但停止使用后效果消失 [15]。而手部和面部乳液对微生物多样性没有重大影响。Lee 等 [16]对 30 名志愿者评估了补水型化妆品对面部皮肤微生物组的影响。依次使用 4 种补水型化妆品，连续4周使用后，发现志愿者面部皮肤细菌多样性显著增加，其中皮肤水合水平的个体之间丙酸杆菌属相对丰度存在显著差异，皮肤水合度高的受试者比水合度低的丰度更高。

表 2 市场上皮肤微生态相关化妆品原料 [12]

总结及展望

从研究历史看，皮肤微生态可以追溯自1977年的欧洲，德国学者VolkerRush提出微生态学概念，皮肤微生态就是其中的重要分支之一。而于国内来说，我们对于微生态的研究起步不算早，我国的第一篇关于微生态的论文是白洁、隋静等撰写的《健康人和黄褐斑患者皮损区菌群的探讨》，发表于《中国微生态学杂志》上。该文章认为，皮肤微生态疗法是治疗黄褐斑的一种有效手段。

对于化妆品行业来说，研究皮肤微生态也具有重要意义，如为美妆品牌提供创新研究的技术方向；精准护肤，根据皮肤微生态特征为消费者量肤定制；针对微生态失衡引起的肌肤问题进行科普教育，引导消费者建立微生态认知。当然皮肤微生态领域还有很多空间和机会值得我们去探索。

作者：芒奇金
巢归研究院科学传播负责人、知乎科普主笔

参考文献：
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[4] 陈漪汶 文霞 黄健聪 张淑瑶 郑雅莉 谢小保.皮肤微生态和益生菌抗光老化研究进展[J].日用化学工业，2013:460-464.
[5] 狄飞倩 程文静 李璐瑶 张佳婵 王昌涛 安全.基于文献计量探究皮肤微生态领域相关研究热点[J].日用化工，2023:339-348.
[6] 狄飞倩 程文静 李璐瑶 张佳婵 王昌涛 阮华君 陶俊俊.皮肤微生态研究手段及其影响因素分析.[J]中国化妆品.中国化妆品评论，2022: 88-91.
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[16] LEE H J, JEONG S E, LEE S, et al. Effffects of cosmetics on the skin microbiome of facial cheeks with difffferent hydration levels[J]. Microbiology Open, 2017, 7(2): e00557.

来源：荣格-《 国际个人护理品生产商情》

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