唾液链球菌衍生的冬青素A通过肠-肺轴缓解肺炎的机制研究

本研究通过16S rRNA测序和粪菌移植(FMT)技术，揭示了肺炎患者肠道菌群失调特征，发现唾液链球菌(S. salivarius)及其代谢产物冬青素A(IA)通过TLR4/NF-κB/MAPK通路调控巨噬细胞炎症，为肠-肺轴干预肺炎提供新策略。

　　

肺炎作为一种常见的肺部炎症性疾病，其重症患者死亡率居高不下。近年研究发现肠道菌群与肺部疾病存在密切关联，这种被称为"肠-肺轴"的互作机制为肺炎治疗提供了新思路。本研究通过临床样本分析和动物实验，系统阐明了肠道菌群-免疫调节在肺炎中的关键作用。

肠道菌群特征分析
通过对15例肺炎患者(PP组)和15例非肺炎患者(NP组)的粪便样本进行16S rRNA测序发现，肺炎患者肠道菌群在门水平发生显著改变：厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度降低而变形菌门(Proteobacteria)增加。虽然α多样性无统计学差异，但基于Bray-Curtis距离的主坐标分析(PCoA)显示两组β多样性存在显著分离。

粪菌移植验证
将人类粪便菌群移植给抗生素预处理的小鼠后，接受肺炎患者菌群的小鼠(FMT-PP组)在铜绿假单胞菌(P. aeruginosa)感染后表现出更快的死亡率、更高的肺髓过氧化物酶(MPO)活性、更严重的肺泡壁增厚和炎症细胞浸润。支气管肺泡灌洗液(BALF)和血浆中IL-1β、IL-6和TNF-α水平显著升高，证实肠道菌群失调可加重肺炎。

关键菌种鉴定
线性判别分析(LEfSe)显示链球菌属(Streptococcus)在两组间差异最显著，其中唾液链球菌(S. salivarius)在肺炎患者中显著减少。动物实验证实，连续7天灌胃给予S. salivarius(5×10⁸ CFU/天)可显著提高小鼠对P. aeruginosa、金黄色葡萄球菌(S. aureus)和肺炎克雷伯菌(K. pneumoniae)感染的抵抗力，降低肺部炎症因子水平和细胞凋亡。

代谢产物发现
非靶向代谢组学分析发现S. salivarius干预后小鼠粪便中冬青素A(IA)水平显著升高。LC-MS检测证实S. salivarius培养上清和干预后小鼠盲肠中IA含量增加，而抗生素处理小鼠则显示IA水平下降。值得注意的是，IA在血浆、BALF和肺组织中的浓度也相应升高。

IA的肺炎保护作用
腹腔注射IA(30 mg/kg)可显著改善P. aeruginosa感染小鼠的存活率，减轻肺组织病理损伤和细胞凋亡，降低BALF中炎症因子水平。机制研究表明，IA不直接影响细菌生长，而是通过调节巨噬细胞功能发挥作用。

分子机制解析
在脂多糖(LPS)刺激的骨髓来源巨噬细胞(BMDMs)中，IA预处理可抑制TNF-α和IL-6 mRNA表达及蛋白分泌。免疫荧光和Western blot显示，IA能阻断p65核转位，降低p65、ERK、JNK和p38的磷酸化水平。分子对接和表面等离子共振(SPR)证实IA可直接结合TLR4蛋白(结合能-7.6 kcal/mol)，而TLR4基因敲除(TLR4^-/-)可消除IA的抗炎作用。

研究意义
该研究首次揭示S. salivarius-IA-TLR4轴在肺炎中的保护作用：肠道菌群衍生的IA通过TLR4/NF-κB/MAPK信号通路调控巨噬细胞炎症反应，为基于肠-肺轴的肺炎精准治疗提供了新靶点。尽管在IA生物合成途径和临床转化方面仍需深入研究，但这项成果为理解微生物-免疫互作在肺炎中的作用机制提供了重要依据。