《Vaccine》：An exploratory study of gut microbiota and humoral immune responses following bacterial ghost administration in rats
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•研究了来源于金黄色葡萄球菌的幽灵细胞在SD大鼠中的安全性和免疫调节潜力。•口服和肌内给药方式在黏膜和全身抗体反应方面存在差异。•评估了口服和肌内给药幽灵细胞后肠道菌群的 changes。•研究结果凸显了细菌幽灵细胞作为疫苗开发和免疫治疗进一步研究平台的潜力。引言细菌感染仍然
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研究了来源于金黄色葡萄球菌的幽灵细胞在SD大鼠中的安全性和免疫调节潜力。
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口服和肌内给药方式在黏膜和全身抗体反应方面存在差异。
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评估了口服和肌内给药幽灵细胞后肠道菌群的 changes。
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研究结果凸显了细菌幽灵细胞作为疫苗开发和免疫治疗进一步研究平台的潜力。
引言
细菌感染仍然是严峻的全球健康挑战，每年导致770万人死亡，其中130万例归因于抗生素耐药性[1]。随着多重耐药（MDR）病原体威胁的不断加剧，研究工作正从传统抗生素向免疫调节干预手段扩展，以增强宿主防御机制并改善治疗效果[2]。免疫调节策略利用身体的固有免疫和适应性免疫应答更有效地对抗感染[3]。包括天然产物（如植物提取物[4]、油脂[5]、益生元[6]、[7]、益生菌[8]、[9]）、噬菌体[10]、抗菌肽[11]、[12]、[13]以及生物仿制品如细胞外基质模拟水凝胶[14]和合成肽[15]在内的多种方法已被研究，旨在调节免疫功能和抑制细菌感染。
活细菌为基础的免疫治疗颇具前景，但免疫系统逃逸、非特异性激活以及伦理问题等风险限制了其应用[16]。因此，我们的研究聚焦于一种本质上具有免疫原性的系统——称为细菌幽灵细胞（BGs）。它们是非活的细菌细胞包膜，保留了完整的表面结构，使其能够与免疫系统相互作用，同时消除了活细菌疗法相关风险[17]。这些结构已被证明能够激活自然杀伤细胞并使巨噬细胞向促炎症表型极化，使其成为免疫治疗应用的有吸引力候选者[18]、[19]。此外，其易生产性、可扩展性和稳定性增强了其临床转化的潜力。尽管其免疫原性前景广阔，但细菌幽灵细胞仍需要进一步研究以优化其给药方式并最大化其治疗潜力。
从制药角度来看，细菌幽灵细胞可以被视为模块化和可工程的平台，而非被动的免疫原性实体。其保留的表面结构使其能够与靶向配体或治疗货物进行功能化修饰[20]、[21]，而其非活性质则增强了安全性和可制造性[22]。这使BGs成为设计下一代疫苗、递送载体和微生物组定向干预的可适配系统[23]。
虽然肌内（IM）给药仍是递送疫苗、佐剂和免疫增强疗法的标准方法，因其能够诱导强烈的全身免疫反应[24]，但口服给药提供了一种非侵入性替代方案，具有刺激黏膜免疫反应和改善患者依从性的潜力[25]。尽管具有这些优势，但这些给药途径的全面比较评估，特别是在细菌幽灵细胞免疫调节和肠道菌群调节的背景下，仍然在很大程度上未被探索。
因此，为了比较这些给药途径的生物学效应，我们评估了血液学参数、生化学参数、主要器官的组织病理学以及体液免疫反应（汇总如图1A所示）。为进一步研究免疫激活情况，分析了肠道组织中的细胞因子基因转录。鉴于肠道菌群在免疫调节中的核心作用，进行了16S rRNA扩增子测序以检查微生物多样性和组成变化。Alpha和beta多样性指标以及分类丰度分析用于评估微生物丰富度、均匀性和群落结构。总之，这项探索性研究考察了通过口服和肌内途径给予细菌幽灵细胞后的体液免疫反应和肠道菌群概况。
各章节摘要
方法
材料、细菌菌株、培养条件、GC制备与表征、血液相容性评估以及动物饲养、监测和维护程序的详细信息见补充材料。
经过两周隔离期后，健康雄性大鼠，年龄3–6个月，研究开始时体重200–350 g，被随机分为两组（口服组和IM组），每组包含三个亚组（n = 3；一组PBS对照，
结果
扫描电子显微镜图像显示，使用基于卢戈氏碘的协议制备的GCs保持了结构完整（图1B）。透射电镜（TEM）分析显示细胞内部密度降低，表明胞内成分已完全排出（图1C）。此外，平板涂布培养中未观察到细菌生长，证实GCs在孵育48小时后为非活性（补充图S1）。
讨论
细菌幽灵细胞是一类极具前景的非活性生物系统，在保留天然抗原结构的同时消除了活细菌疗法的风险[45]。本研究提供了在健康大鼠中给予GCs后体液免疫反应和肠道菌群概况的初步观察。这些发现需要在更大样本量及单独分析的微生物组样本中进行进一步研究。
许多基于细菌幽灵细胞的预防性
结论
本探索性研究对大鼠经口服和肌内途径给予金黄色葡萄球菌来源的幽灵细胞后的体液免疫反应、选定的体内耐受性参数以及肠道微生物群落概况进行了综合评估。GCs的给予与血清免疫球蛋白谱的变化以及肠道微生物群落组成的差异相关，包括先前与短链脂肪酸（SCFA）产生相关的细菌分类群的相对丰度。
数据可及性
本文未报告原始代码。重新分析本文报告数据所需的任何附加信息，均可通过向通讯作者提出请求获得。宏基因组数据可在BioProject、美国国家生物技术信息中心免费获取（BioProject ID：PRJNA1312263）。
CRediT作者贡献声明
Aiswarya Pradeep：写作——审阅与编辑，写作——初稿撰写，可视化，验证，方法论，调查研究，正式分析，概念化。Asish Issac Mathew：写作——审阅与编辑，可视化，方法论，调查研究，正式分析。Sayuj Koyyappurath：写作——审阅与编辑，验证，正式分析。Praveen Kumar Vemula：写作——审阅与编辑，验证，概念化。Sarita Ganapathy Bhat：写作——审阅与编辑，验证，
资金声明
本研究由DBT/威康信托印度联盟（IA/E/18/1/504318）资助S.N.。此外，A.P.和A.I.M.感谢CUSAT以研究奖学金的形式给予支持。
利益冲突声明
作者声明不存在任何已知的竞争性经济利益或个人关系，这些利益或关系可能影响本文所报告的工作。
致谢
我们衷心感谢DBT-威康信托印度联盟提供的研究资金以及CUSAT生物技术与物理系提供的设施支持。我们感谢DigiDxDoc Health Solutions私人有限公司在组织病理学和生化学分析方面提供的技术支持，感谢Nucleome Informatics私人有限公司提供的宏基因组分析，感谢DST FIST和CUSAT物理系提供的场发射扫描电镜（FE-SEM）设施和分析服务，感谢印度科学学院电子显微镜设施，
Aiswarya Pradeep|Asish Issac Mathew|Sayuj Koyyappurath|Praveen Kumar Vemula|Sarita Ganapathy Bhat|Sreeja Narayanan
