婴儿来源的双歧杆菌可以通过促进I型干扰素介导的免疫反应，增强机体对流感病毒感染的抵抗力

《Food Bioscience》：Infant-derived Bifidobacterium can enhance the ability to respond to influenza virus infection by promoting type I interferon-mediated immunity

【字体：大中小】 时间：2026年06月10日 来源：Food Bioscience 5.9

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江南大学食品科学与资源国家重点实验室，中国江苏省无锡市214122

摘要

婴儿和幼儿的免疫系统发育是一个复杂且动态的过程。由于免疫系统尚未成熟，新生儿和幼儿更容易受到感染。病毒是导致婴儿和幼儿急性呼吸道感染的主要原因，而I型干扰素（IFN-I）在介导抗病毒防御中起着关键作用。益生菌可以调节IFN-I，从而预防和缓解流感病毒感染。本研究表明，Bifidobacterium breve CCFM1500和Bifidobacterium longum BB16M6均能有效减轻流感病毒引起的体重下降，显著降低肺部病毒载量和炎症细胞因子水平，并上调肺部干扰素刺激基因表达和IFN-β水平。这些结果表明，这两种菌株在预防病毒感染方面均有效，其中B. breve CCFM1500的效果优于B. longum BB16M6。此外，qPCR结果显示，这两种菌株均显著上调了TLR7、MyD88和TRAF的表达，表明它们可能通过TLR7信号通路来抵御流感病毒感染。非靶向代谢组学分析进一步发现，CCFM1500恢复了盲肠中5-HIAA、芥子酸和4-氨基水杨酸的含量，重塑了TCA循环和氨基酸代谢，表明其通过肠-肺轴发挥远程免疫调节作用。总之，Bifidobacterium breve CCFM1500通过TLR7-IFN-I轴的多靶点抗炎和代谢调节机制增强宿主对流感的抵抗力，为开发精准抗病毒益生菌提供了理论和实验依据。

引言

与成人不同，新生儿最初生活在半无菌环境中，随后会接触到充满微生物的环境，这使得婴儿和幼儿极易受到感染（Basha等人，2014年）。由于新生儿的免疫系统尚未完全发育，他们产生促炎细胞因子的能力有限，TLR信号通路的功能也不完善。这种免疫缺陷增加了感染的易感性，也可能导致对多种疫苗的反应减弱（Yoon，2010年）。首次接触病原体后，新生儿的免疫反应较弱，难以形成长期记忆，从而增加了再次感染的风险（Rudd等人，2013年）。据估计，全球每年有300万新生儿死亡病例是由感染引起的（Liu等人，2012年）。其中，呼吸道病毒感染是全球婴儿和幼儿疾病和死亡的主要原因，感染后容易出现严重的临床症状。例如，早期病毒感染可能导致急性疾病，并可能与日后出现喘息和哮喘有关（Tregoning等人，2010年）。在儿童中，病毒是急性呼吸道感染的主要来源。一项针对儿科门诊患者的调查显示，病毒感染占急性呼吸道感染的绝大多数（G. Zhu等人，2021年）。常见的季节性呼吸道病毒主要包括呼吸道合胞病毒（RSV）、腺病毒和流感病毒（Song等人，2022年）。研究表明，在流感感染的初期阶段，新生儿的肺部转录反应滞后于成人。感染发生24小时后，这些反应加剧，表明新生儿的抗病毒反应具有延迟的动力学特征（Kumova等人，2019年）。

IFN-I是一种在抗病毒免疫反应中起关键作用的细胞因子。IFN-I激活由异二聚体受体IFNAR1和IFNAR2组成的受体复合物，触发下游信号传导并诱导大量干扰素刺激基因（ISGs）的表达。由于IFNAR在所有有核细胞上都有表达，IFN-I可以有效地诱导全身性的抗病毒状态（Wells等人，2018年）。在没有感染的情况下，体内组织环境中也会积累少量的IFN-I，使细胞能够对其他细胞因子产生有效的反应（Kawashima等人，2013年）。然而，研究表明，IFN-α的过度表达与多种自身免疫性疾病（包括系统性红斑狼疮SLE）的发展有关（Gough等人，2012年）。相关遗传学研究还表明，与自身免疫和炎症疾病相关的基因位点多态性与pDCs产生的IFN-α有关（De Ceuninck等人，2021年）。与IFN-α相比，IFN-β更致力于稳定保护性免疫并防止感染和炎症（Berggren等人，2015年）。

肠道微生物组可以通过肠-肺轴提供免疫介导的保护。肠道微生物组产生的代谢物可以扩散到全身并激活肺部的免疫反应。近年来，越来越多的证据表明肠道微生物组与肺部免疫功能之间存在密切联系。抗生素治疗等因素引发的肠道菌群失调与流感感染后的不良结局有关（Abt等人，2012年）。抑制肠道微生物组会使小鼠容易受到全身性病毒感染，表明肠道微生物组在抵御呼吸道病毒方面起着重要作用。研究确定了肠道微生物组中的多种成分和代谢物，包括短链脂肪酸（SCFAs），它们是免疫反应的重要促进因子。一项研究表明，由Lactobacillus paracasei MI29产生的棕榈酸可以增强干扰素-I信号传导，并在体内提供对流感病毒的保护（Kim等人，2023年）。它还减轻了流感病毒感染小鼠的体重下降、肺损伤和肺部病毒载量，可能保护宿主免受流感感染。另一项研究发现，由Lactobacillus pentosus CCFM1227产生的脱氨酪氨酸（DAT）可以通过干扰素-I反应抑制病毒复制并减轻肺部免疫病理，从而预防流感病毒感染（Wang等人，2023年）。

在这项研究中，我们使用体外细胞模型筛选了能够刺激BMDCs分泌IFN-β的双歧杆菌。选择了两种Bifidobacterium breve（CCFM1500和BB22M22）和一种Bifidobacterium longum BB16M6菌株进行体内抗病毒研究。动物实验旨在确定这些双歧杆菌菌株是否可以通过促进干扰素-I信号传导来增强宿主的抗病毒能力。研究结果表明，B. breve CCFM1500和B. longum BB16M6均能有效激活肺部ISGs，抑制肺部炎症并缓解代谢失衡。因此，本研究旨在鉴定一种能够增强宿主免疫力的双歧杆菌，并探索其潜在的抗病毒机制。

章节片段

实验菌株

本研究中使用的15种双歧杆菌菌株是从中国江苏省无锡市健康哺乳期妇女和健康婴儿的母乳、母亲粪便和婴儿粪便中分离得到的。Bifidobacterium breve CCFM1500和Bifidobacterium longum BB16M6已提交给中国普通微生物菌种保藏中心（CGMCC）进行专利保存（CGMCC编号34753和34752），分别命名为FeiHeB16和FeiHeB18。研究方案和所有

菌株促进BMDC产生IFN-β

我们的目标是通过体外细胞模型初步筛选能够促进IFN-β表达的菌株。使用BMDC细胞模型，从15种双歧杆菌菌株中筛选出了4种能够促进BMDC分泌IFN-β的菌株。如图2所示，Bifidobacterium breve CCFM1500的促进IFN-β分泌的能力最强，浓度为67.50 pg/mL，其次是Bifidobacterium longum BB16M6、Bifidobacterium breve BB22M22和BB5M8。值得注意的是

讨论

利用BMDC细胞模型，本研究成功筛选出了15种双歧杆菌菌株中的4种能够显著促进IFN-β表达的菌株。其中，Bifidobacterium breve CCFM1500表现出最强的免疫刺激作用，而Bifidobacterium longum BB16M6、Bifidobacterium breve BB22M22和BB5M8也表现出中等的IFN-β诱导活性。这表明不同属甚至同一物种内的菌株之间存在显著差异。

结论

本研究通过综合的体外和体内模型证实，Bifidobacterium breve CCFM1500具有双重免疫-代谢调节功能。首先，它通过激活TLR7-MyD88-TRAF6信号通路，协同增强IFN-β和下游ISGs（MxA、Oas1a、Rsad2和Irf7）的表达，从而重塑肺部的抗病毒状态。其次，它显著抑制IL-6和IL-1β等促炎细胞因子，减轻肺泡浸润

CRediT作者贡献声明

Qixiao Zhai：撰写 – 审稿与编辑、资源管理、项目协调、资金获取。Chengcheng Zhang：指导、概念构思。Peijun Tian：验证、软件支持。Xiaomei Lv：数据可视化、软件应用。Bo Yang：数据可视化。Wenwei Lu：验证、方法学设计。Shumao Cui：软件应用、实验研究。Gang Wang：实验研究、数据分析。Jiaqian Shentu：撰写 – 初稿撰写、数据可视化、方法学设计、数据分析、数据管理。Jianxin Zhao：概念构思。

Gratz和Campbell，2020；Gutiérrez-Vázquez和Quintana，2018；Tregoning和Schwarze，2010；Wells和Coyne，2018。

资助

本研究得到了中国国家重点研发计划 [编号2025YFF1107800]；国家自然科学基金 [编号32425044]；以及江苏省的科技计划专项基金BM2022019的支持；计算资源由西安计算中心和生物技术学院的高性能计算平台提供。

我们确认不存在可能影响我们的研究发现或对论文结果解释产生偏见的财务、个人或职业利益。此外，我们没有收到任何可能影响研究客观性的财务支持、资助或其他形式的补偿。

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