機制不明，腸道菌羣...哈佛耶魯科學家《Cell》揭開其抗病毒機制的面紗_風聞

眾所周知，腸道菌羣對人體健康具有包括從心理健康到生理健康的一系列深遠影響，而且已經得到了充分證實。然而，腸道菌羣在天然抵抗病毒感染中發揮重要作用的這一機制至今還未查明。

現在，這一領域有了新的進展。

北京時間11月19日，發表在**《Cell》上的一項新研究中，來自哈佛醫學院和耶魯大學的研究人員在小鼠研究中鑑定出特定的腸道細菌，可以誘導免疫細胞釋放出一種被稱為****1型干擾素（IFN-1）**的抗病毒化學物質。重要的是，他們進一步精準確定並分離出廣泛的腸道細菌所共有的分子，補充這種分子足以恢復整個腸道菌羣的保護作用

研究通訊作者、哈佛醫學院Blavatnik研究所免疫學教授Dennis Kasper説：“考慮到干擾素在疾病和健康中的關鍵作用，我們鑑定的細菌分子可以誘導干擾素保護信號，這將為開發增強抗病毒免疫的治療性化合物開闢新的途徑。”

在我們出生後不久，體內都存在低水平的干擾素信號，它在沒有主動感染的情況下提供抗病毒保護，然而該信號傳導途徑和方式是一直是未知的。

這項新研究為這一現象提供了證據，證明這種保護性反應來自於位於結腸壁的免疫細胞。研究表明，這些細胞在受到特定腸道細菌膜上的表面分子刺激時會釋放出保護性干擾素。

在對細胞和動物進行的一系列實驗中，研究人員發現這些微生物中的一種，即**脆弱擬桿菌（b.fragilis）存在於大多數人體腸道中，它是最常見的一種厭氧菌，能分解糖。正常情況下，它可以啓動一系列信號級聯反應，以誘導結腸中的免疫細胞釋放一種叫做****β干擾素（IFNβ）**的蛋白質，這是一種重要的免疫化學物質，可通過兩種方式提供抗病毒保護：它既能誘導感染病毒的細胞自我毀滅，也能刺激其他類型的免疫細胞攻擊病毒。

這項新研究證實細菌表面的一個分子通過激活TLR4-TRIF信號途徑來觸發β干擾素的釋放。該途徑由先天免疫系統中九種toll樣受體（TLR）中的一個啓動。當免疫細胞表面的蛋白質識別出感染性生物體表面的特定分子模式，一種toll樣受體對這些入侵者進行免疫防禦，同時這一途徑就被激活。

研究團隊接下來進行的實驗表明，當脆弱擬桿菌表面的分子通過TLR4-TRIF受體與結腸的免疫細胞通訊時，就會開啓其中一條信號途徑，從而分泌出對抗病毒的β干擾素。

研究人員發現，**開啓這一級聯反應的特定表面分子並不是脆弱擬桿菌所特有的，它也存在於同一家族的其他多種腸道細菌中。**因此，研究人員測試了攜帶該分子的其他細菌是否也能觸發類似的免疫信號。

在一組小鼠中進行的實驗表明，含有這種分子的膜可以成功地啓動類似的信號，這種分子存在於多種擬桿菌家族細菌中。這一發現表明，廣泛的免疫保護信號在許多腸道細菌中都很普遍存在。

為了確定脆弱擬桿菌是否能保護動物不受感染，研究人員對兩組小鼠進行了測試：一組用抗生素治療以耗盡腸道菌羣，另一組使用完整的腸道菌羣。接下來，研究人員讓接受治療和未接受治療的動物接觸水泡性口炎病毒（VSV），這種病毒幾乎可以感染所有的哺乳動物，但在人體中主要導致無症狀的感染。

實驗表明，與未接受抗生素治療且腸道菌羣完好的小鼠相比，接受抗生素治療且腸道菌羣耗盡的小鼠在接觸病毒後更易發生主動感染，而且感染後的病情會更加嚴重。

這一結果證實了腸道微生物在誘導保護性干擾素信號和增強對病毒感染的自然抵抗力方面的作用。

有趣的是，缺少干擾素受體的小鼠無論腸道菌羣是否完整，它們之間都沒有差異。因此，研究結果表明，共生菌羣正是通過干擾素信號來發揮其保護作用的。

最後，為了研究脆弱擬桿菌表面的分子是否也能調節動物對病毒感染的反應，研究人員在耗盡腸道菌羣的小鼠飲用水中添加了一種純化分子。幾天後，當動物暴露於VSV時，那些預先用這種分子治療的動物感染明顯温和，存活率與那些腸道菌羣和免疫防禦系統完整的小鼠相同。

研究結果表明，在腸道菌羣耗盡的動物中，補充這種共生微生物分子足以恢復整個菌羣的保護作用。

該研究團隊提示，這些結果還需要在進一步的動物實驗中得到證實，然後再在人體上進行復制，但這些現提出了一種新的策略，可以幫助增強人類的抗病毒免疫力。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.10.047