佐治亚州立大学的研究表明，肠道细菌，特别是分节丝状细菌，通过影响肺部的免疫细胞，在保护小鼠免受呼吸道病毒侵害方面发挥着至关重要的作用。这项研究可能对理解和管理人类呼吸道感染具有深远的意义。

佐治亚州立大学生物医学科学研究所转化抗病毒研究中心的研究人员发现，肠道微生物群的组成会影响小鼠对呼吸道病毒感染的易感性以及这些感染的严重程度。

发表在《细胞宿主与微生物》(Cell Host & Microbe)杂志上的研究结果报告称，在肠道中发现的分节丝状细菌，无论是自然获得还是给药，都能保护小鼠免受流感病毒感染。

这张图片说明了肠道微生物群组成的一个例子，它决定了常驻肺泡巨噬细胞(AM)如何对病毒感染作出反应。片段丝状细菌(一种存在于一些小鼠体内的共生微生物)的存在，重编程AM基因表达，增加补体表达和吞噬作用，从而使AM能够在没有炎症信号的情况下吞噬和破坏病毒病原体。来源:Andrew Gewirtz博士

这种防止感染的保护也适用于呼吸道合胞病毒(RSV)和导致COVID-19的严重急性呼吸综合征冠状病毒2 (SARS-CoV-2)。为了维持这种保护作用，该研究指出，分节丝状细菌需要肺中的免疫细胞，即基底驻留肺泡巨噬细胞。

研究结果

Richard Plemper博士是这项研究的共同资深作者，佐治亚州立大学摄政教授和转化抗病毒研究中心主任。资料来源:佐治亚州立大学

在这项研究中，研究人员调查了特定微生物物种的差异如何影响呼吸道病毒感染的结果，以及它们如何影响呼吸道病毒感染的结果，这在以前没有得到很好的定义。他们研究了具有离散微生物组差异的小鼠和仅存在或不存在分段丝状细菌的小鼠。感染后几天测量肺部病毒滴度，根据不同动物组微生物组的性质，病毒滴度发生显著变化。

“这些发现揭示了复杂的相互作用，这些相互作用将肠道微生物群与基本居住的肺泡巨噬细胞的功能和呼吸道病毒感染的严重程度机械地联系起来，”该研究的共同资深作者、乔治亚州立大学生物医学科学研究所摄制教授安德鲁·格维茨博士说。

研究发现，在节段丝状细菌阴性小鼠中，随着呼吸道病毒感染的进展，基底驻留的肺泡巨噬细胞迅速耗尽。然而，在分节丝状细菌定植的小鼠中，基本驻留的肺泡巨噬细胞被改变以抵抗流感病毒感染，消耗和炎症信号。

常驻肺泡巨噬细胞使流感病毒失能，在很大程度上是通过激活免疫系统的一个组成部分，即补体系统。

影响及未来方向

“我们发现，在栖息在小鼠肠道的数千种不同微生物物种中，存在一种常见的共生细菌物种，这对呼吸道病毒感染模型有如此强烈的影响，这种影响在很大程度上归因于基本居住的肺泡巨噬细胞的重编程，”该研究的共同资深作者、Regents教授和佐治亚州立大学转化抗病毒研究中心主任Richard Plemper博士说。“如果适用于人类感染，这些发现将对未来患者发展为严重疾病的风险评估产生重大影响。”

Gewirtz说:“我们发现，分节丝状细菌是唯一能够影响肺泡巨噬细胞表型的肠道微生物，因此，呼吸道病毒感染的易感性是非常不可能的。”“相反，我们假设肠道微生物群组成广泛地影响呼吸道病毒感染的易感性。微生物群介导的肺泡巨噬细胞的编程不仅可能影响急性呼吸道病毒感染的严重程度，而且可能是呼吸道病毒感染后的长期健康决定因素。”

参考文献:Vu L. Ngo, Carolin M. Lieber, Hae-ji Kang, Kaori Sakamoto, michael kuzma, Richard K. Plemper和Andrew T. Gewirtz, 2024年1月30日，《细胞宿主与微生物》。DOI: 10.1016 / j.chom.2024.01.002

该研究的主要作者是来自转化抗病毒研究中心的病毒学家Carolin M. Lieber和来自佐治亚州立大学生物医学科学研究所的免疫学家Vu L. Ngo。其他贡献作者有佐治亚州立大学生物医学科学研究所的Hae-ji Kang和michael kuzma以及佐治亚大学的Kaori Sakamoto。

这项研究是由美国国立卫生研究院下属的国家过敏和传染病研究所资助的。