小鼠实验显示早期肠道菌群帮助新生儿免疫系统抵抗致命感染
Early gut microbes help the newborn immune system fight deadly infections, mouse experiments suggest
小鼠实验显示早期定植肠道的 Lactobacillus 产生 ILA,经 AhR 通路诱导肠上皮细胞产生钙卫蛋白,保护新生小鼠抵御 Citrobacter rodentium 引起的败血症。
新生儿带着尚未成熟的适应性免疫系统来到世界,感染与早产、分娩并发症并列为其主要死因,三者合计约占5岁以下儿童死亡的近四成。学界早已知道,生命早期的微生物定植对免疫系统发育至关重要,且存在一个“机会窗口”,此间宿主与共生菌互作的紊乱可造成持久、甚至不可逆的免疫发育缺陷[1];动物实验还显示,孕期母体的微生物群即可重塑后代的肠道转录程序、上调编码上皮抗菌肽的基因,使幼鼠更能避免微生物穿透肠壁[2];出生后,母乳中的分泌型IgA又能结合婴儿肠道内的微生物、塑造菌群并约束潜在有害菌。不过,人类队列多止于早期菌群组成与过敏等疾病的相关性,特定的宿主—微生物互作机制仍在逐步揭示之中[4],最初定植的细菌究竟如何“教会”新生儿免疫系统对抗感染,一直没有清晰答案。
加拿大与美国团队发表于《科学·转化医学》的小鼠研究(Negi等,2026)给出了一条具体通路:健康新生小鼠出生后最初几天,肠道内会积累高浓度的抗菌蛋白复合物钙卫蛋白;与成人主要由中性粒细胞产生不同,新生小鼠的钙卫蛋白主要来自单层肠上皮细胞,而非母乳。借助全身敲除及肠细胞特异性敲除钙卫蛋白的小鼠与无菌鼠,研究者证实早期定植的乳杆菌释放代谢物吲哚-3-乳酸(ILA),激活上皮细胞的芳烃受体(AhR),从而驱动钙卫蛋白产生;一旦幼鼠经饮水摄入广谱抗生素、甚至单用氨苄西林,乳杆菌消失、钙卫蛋白下降,啮齿类柠檬酸杆菌便突破屏障扩散至内脏、引发致死性败血症,部分幼鼠因此死亡,而口服鼠乳杆菌、ILA或纯化重组钙卫蛋白均可重建肠道屏障、大幅提高重度感染下的存活率。
由此,“早期菌群—免疫保护”从相关性推进为一条可操作的分子链条,并定位出新生儿期特有的上皮来源;人体侧的初步证据来自患者活检培养的3D肠类器官——婴儿粪便、乳杆菌和ILA都能经同一条AhR通路诱导人肠细胞产生钙卫蛋白。这一机制也与临床观察相呼应:ZEBRA随机试验提示,在出生第一周、即新生儿菌群组装阶段使用广谱抗生素,可能对婴儿肠道菌群发育产生显著影响[3]。
当然,核心因果证据仍来自小鼠,人体数据也仅限于类器官实验;研究者明确表示,这类基于微生物的干预要走向新生儿败血症的预防,还须经人体试验确认安全性与有效性。
- 1.How colonization by microbiota in early life shapes the immune system · Science 2016
- 2.The maternal microbiota drives early postnatal innate immune development · Science 2016
- 3.Effects of early-life antibiotics on the developing infant gut microbiome and resistome: a randomized trial · Nat Commun 2022
- 4.Early-life interactions between the microbiota and immune system: impact on immune system development and atopic disease · Nat Rev Immunol 2023
小鼠实验结合人肠类器官阐明 Lactobacillus-ILA-AhR-钙卫蛋白通路,可作为新生儿败血症微生态干预的机制参照。
来源:监管与产业动态 · medicalxpress.com