膜联蛋白A1（AnxA1）调控健康与结肠炎状态下的肠道菌群：从基础机制到临床意义

本综述系统阐述了膜联蛋白A1（AnxA1）在肠道稳态和炎症性肠病（IBD）中的核心作用。研究通过动物模型（DSS诱导结肠炎）和人类队列分析（Lifelines DMP cohort），首次揭示AnxA1缺失导致菌群失调（dysbiosis），其特征为变形菌门（Proteobacteria）富集和短链脂肪酸（SCFA）产生菌减少。AnxA1通过调控免疫-菌群轴影响IBD发展，其表达水平与菌群组成及炎症严重程度显著相关，为IBD治疗提供了新的靶点（如AnxA1模拟肽Ac2-26纳米疗法）。

　　

引言：AnxA1与IBD的免疫微环境

炎症性肠病（IBD）包括克罗恩病（CD）和溃疡性结肠炎（UC），是一种由遗传、环境及微生物因素共同作用的复杂疾病。患者常表现为腹泻、腹痛、便血和体重减轻，且结直肠癌风险显著升高。当前诊断依赖内镜等侵入性操作，亟需非侵入性生物标志物改善临床管理。治疗手段从传统抗炎药到TNF-α抑制剂、IL-12/IL-23抑制剂等生物制剂不一而足，但许多患者仍面临治疗无效或复发困境，凸显了对IBD多层面机制深入研究的必要性。

肠道菌群失调（dysbiosis）是IBD的核心特征之一，表现为微生物多样性降低、有益菌如厚壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门（Bacteroidetes）减少，而潜在致病菌如变形菌门（Proteobacteria）和放线菌门（Actinobacteriota）扩增。尤其值得注意的是，产生丁酸盐的共生菌如Faecalibacterium prausnitzii和Roseburia spp.显著减少，而 adherent-invasive Escherichia coli等病原体丰度上升。这种微生物失衡导致短链脂肪酸（SCFAs）尤其是丁酸盐的产量下降，进而破坏上皮完整性和宿主-微生物代谢平衡。

膜联蛋白A1（AnxA1）是一种37 kDa的内源性抗炎蛋白，由中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞、上皮细胞和癌细胞表达。其合成和释放受糖皮质激素和炎症介质诱导，通过钙依赖性构象变化和磷酸化暴露N端结构域，与甲酰肽受体（FPRs）结合，调控炎症和伤口愈合。功能包括抑制磷脂酶A2、中性粒细胞监视、抑制白细胞向组织迁移、诱导巨噬细胞极化和efferocytosis，以及在上皮修复过程中促进细胞增殖、粘附和迁移。在实验模型中，AnxA1缺陷小鼠表现出加重且不缓解的结肠炎；人类研究中，AnxA1在IBD患者炎症肠道组织中高表达，但其对肠道菌群的影响此前尚未明确。

材料与方法：从动物模型到人类队列的多维度分析

研究使用7-8周龄C57BL/6NCrl野生型（WT）和AnxA1^-/-小鼠，通过口服2%葡聚糖硫酸钠（DSS）连续6天诱导实验性结肠炎，对照组饮用过滤水。实验周期共10天，分别在基线（第0天）、炎症高峰（第6天）和恢复期（第10天）收集粪便样本进行16S rRNA测序。DNA提取采用Qiagen试剂盒，V4区扩增后使用Illumina MiSeq系统测序。生物信息学分析通过QIIME2和R软件完成，包括Alpha多样性（Faith、Evenness指标）和Beta多样性（UniFrac加权/未加权、PERMANOVA、主坐标分析PCoA）。

人类数据来自Lifelines荷兰微生物组计划（DMP）队列，共分析882名个体，包括458名CD患者、363名UC患者和61名对照。根据组织炎症状态和AnxA1表达水平（高 vs 正常-低）对IBD患者进行分层。统计分析采用Kruskal-Wallis检验、Dunn’s事后检验及PERMANOVA。

结果

健康状态下AnxA1缺失影响菌群组成

健康AnxA1^-/-小鼠表现出微生物丰富度降低和独特的肠道菌群结构。Beta多样性分析显示两组显著分离（p=0.001），Alpha多样性中ASV丰富度减少（p=0.002），但均匀度无差异。在门水平，AnxA1^-/-小鼠变形菌门（Proteobacteria）丰度升高，而脱铁杆菌门（Deferribacterota）、弯曲杆菌门（Campylobacterota）和疣微菌门（Verrucomicrobiota）减少。属水平上，Parasutterella（变形菌门）增加，而Helicobacter（弯曲杆菌门）和Mucispirillum（脱铁杆菌门）减少。此外，AnxA1^-/-小鼠中Odoribacter和Lactobacillus丰度更高，Prevotellaceae UCG-001降低，且Alloprevotella仅在WT小鼠中检测到。FACS分析显示健康状态下两组结肠中性粒细胞（Ly6G⁺）、巨噬细胞（F4/80⁺）和T细胞（CD3⁺）比例无显著差异。

结肠炎发展中AnxA1^-/-小鼠呈现更严重的炎症和菌群失调

DSS处理后，AnxA1^-/-小鼠体重减轻更显著（第6-8天），炎症反应加剧。结肠免疫细胞分析显示AnxA1^-/-小鼠中性粒细胞浸润增加、巨噬细胞减少，CD3⁺ T细胞比例下降，而CD4⁺ T细胞在健康AnxA1^-/-小鼠中更高但在结肠炎期间显著降低。菌群方面，两组在整个结肠炎期间保持差异（Beta多样性p<0.05）。AnxA1^-/-小鼠在炎症高峰（第6天）变形菌门和蓝藻门（Cyanobacteria）丰度上升，第10天疣微菌门富集。属水平上，Parabacteroides、Bacteroides、Turicibacter、Gastranaerophilales和Escherichia-Shigella在AnxA1^-/-小鼠中增加。WT小鼠的变化延迟至第6天后，表现为Alloprevotella、Akkermansia和Faecalibaculum的扩增。

人类IBD中AnxA1表达水平调控菌群特征

人类队列中主要菌门包括酸杆菌门（Acidobacteriota）、放线菌门（Actinobacteriota）、拟杆菌门（Bacteroidota）等，优势属为Bacteroides、Faecalibacterium、Parabacteroides、Sutterella和Alistipes。活动性炎症且AnxA1低表达的CD患者菌群改变显著，Lachnoclostridium和Parabacteroides富集；而AnxA1高表达者菌群更接近健康对照。UC患者中AnxA1水平调节门、纲、目水平的菌群变化：高AnxA1时放线菌门和拟杆菌门增加，Parabacteroides趋势性上升；低AnxA1时Faecalibacterium和Prevotellaceae增加但Parabacteroides减少，呈现更明显的失调状态。非炎症CD和UC患者在AnxA1低表达时菌群组成差异显著（p<0.01），CD患者Lachnoclostridium和Parabacteroides更高而Faecalibacterium更低，且细菌丰富度和均匀度更低。

讨论：AnxA1作为免疫-菌群轴的关键调控因子

本研究首次阐明AnxA1在健康和IBD条件下对肠道菌群的调控作用。AnxA1缺失导致基础菌群失调（变形菌门富集、SCFA产生菌减少），并在炎症应激下加剧早期菌群紊乱。机制上，AnxA1通过抑制中性粒细胞过度浸润、促进巨噬细胞efferocytosis和M2极化、维持上皮屏障完整性，间接塑造菌群组成。人类数据证实AnxA1表达水平与菌群失调程度相关，高表达可能保护微生物稳态。

与其他促消退介质（如RvE1、RvD1）类似，AnxA1通过受体FPRs信号通路抑制NF-κB活化、减少黏附分子表达，并促进凋亡细胞清除。治疗策略上，AnxA1模拟肽（如Ac2-26）纳米疗法在动物模型中显示通过减少Escherichia-Shigella、增加Prevotellaceae重塑菌群，并加速上皮修复。本研究局限性在于无法确定菌群变化是病因还是炎症后果，需通过粪菌移植（FMT）等实验验证因果性。

总之，AnxA1是免疫-菌群轴的核心调控蛋白，其缺陷导致菌群失调和炎症加剧。靶向AnxA1-FPRs通路可能成为IBD治疗的新策略，通过同时调节免疫反应和微生物环境促进黏膜愈合。