卡介苗（Bacillus Calmette–Guérin, BCG）免疫疗法重编程中枢神经系统（Central Nervous System, CNS）免疫并改变阿尔茨海默病（Alzheimer's Disease, AD）生物标志物：两项开放标签临床试验的结果

《Communications Medicine》：Bacillus Calmette–Guérin (BCG) immunotherapy reprograms CNS immunity and alters Alzheimer’s biomarkers: results from two open-label clinical trials

　　

背景：免疫衰老（immunosenescence）可能促进阿尔茨海默病（Alzheimer's Disease, AD）的发生发展。卡介苗（Bacillus Calmette–Guérin, BCG）作为一种已知可诱导训练免疫（Trained Immunity, TI）的疫苗，既往观察性研究显示其与降低AD风险相关，但训练免疫是否可在人中枢神经系统（Central Nervous System, CNS）中被观察到尚不清楚。研究人员评估了BCG能否在有或无AD相关改变的成人中诱导类训练免疫（trained immunity–like）反应。方法：研究人员在单中心开展两项为期一年的开放标签临床试验，纳入≥55岁成人（无AD相关病理 n=12；有AD相关病理 n=11），予间隔1个月的两次皮内注射BCG疫苗接种。方案预设目标包括安全性、神经认知结局及血液和脑脊液（Cerebrospinal Fluid, CSF）中纵向免疫及AD生物标志物变化。采用细胞因子检测及单细胞测序评估免疫应答。所有入组受试者在其数据可用时被纳入分析；纵向变化采用混合效应模型分析。结果：研究人员发现BCG诱导CSF免疫细胞发生持久的、类训练免疫的改变，包括增强的固有免疫应答及相关转录程序，这些反应不同于外周血，提示存在区室特异性（compartment-specific）免疫印记。在无AD相关改变的受试者中，上述免疫偏移伴随CSF中β-淀粉样蛋白（Amyloid-β, Aβ）水平下降及血浆Aβ水平升高。BCG耐受性良好，未见意外安全性信号。结论：上述发现提示CNS中存在可影响AD相关通路之类训练免疫反应。该方法可能代表一种早期神经退行性疾病干预策略，但需更大规模对照研究证实。试验注册：ClinicalTrials.gov NCT04507126及NCT05004688。

论文解读：《Bacillus Calmette–Guérin (BCG) immunotherapy reprograms CNS immunity and alters Alzheimer's biomarkers: results from two open-label clinical trials》（发表于 Communications Medicine, 2026）

研究背景

衰老伴随免疫重塑（immune remodeling），其特征之一是"炎性衰老（inflammaging）"——慢性低度炎症与组织修复能力下降及神经退行性疾病密切相关。阿尔茨海默病（Alzheimer's Disease, AD）即典型例证，表现为β-淀粉样蛋白（Amyloid-β, Aβ）清除障碍、持续性神经炎症及系统性免疫失调。中枢神经系统中小胶质细胞、血管周巨噬细胞及浸润单核细胞随年龄发生代谢偏移致免疫功能受损，线粒体功能障碍进一步放大炎症。训练免疫（Trained Immunity, TI）——由代谢和表观遗传重编程驱动的先天免疫记忆——为增强衰老及神经退行背景下免疫韧性提供潜在策略，最初在卡介苗（Bacillus Calmette–Guérin, BCG）接种后被认识。回顾性研究表明膀胱癌接受膀胱内BCG灌注治疗者AD发病率较低，动物实验亦显示BCG可减少Aβ病理并抑制神经炎症。然而，BCG诱导的训练免疫对人CNS驻留或CNS相关免疫细胞的影响及其与AD病理生理之关联仍不清楚。本研究假设BCG免疫疗法可在外周及CNS免疫区室诱导训练免疫，进而调节炎症介质及AD相关生物标志物。

研究目的与结论概要

研究人员通过开展两项开放标签一年期临床试验，在伴/不伴AD病理之老年人群中对BCG接种后外周血及脑脊液（Cerebrospinal Fluid, CSF）免疫细胞进行多时间点采样，结合细胞因子释放实验、单细胞RNA测序（single-cell RNA sequencing, scRNA-seq）及AD生物标志物定量，发现BCG可在CSF单核细胞中诱导持久的类训练免疫转录重编程（对LPS刺激呈现增强且时序化的基因诱导），且该反应区室特异性不同于外周血；在无AD病理受试者中，BCG伴随CSF Aβ₄₂下降及血浆Aβ₄₂升高；CSF静息态细胞因子呈下调趋势，未引发中枢炎症。研究表明系统性BCG可在人CNS相关免疫细胞中产生训练免疫样重编程并影响跨区室Aβ动态，或为早期神经退行干预提供新思路，需随机对照试验验证。

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主要关键技术方法

研究人员在麻省总医院（Massachusetts General Hospital）开展两项开放标签临床试验（ClinicalTrials.gov NCT04507126及NCT05004688），纳入≥55岁成人，经筛选分为无AD相关病理（n=12，依据CSF pTau₁₈₁/Aβ₄₂比值k-means聚类定义）及有AD相关病理（n=11）两组。受试者于基线及1个月接受两次皮内BCG（Tokyo 172株）接种。采集基线、3月、6月（仅血）、12月外周血及CSF。外周血单个核细胞（Peripheral Blood Mononuclear Cells, PBMCs）及CSF细胞经密度梯度离心及低温保存后，进行（1）体外刺激实验：用脂多糖（Lipopolysaccharide, LPS）、热灭活BCG（heat-killed BCG, HKBCG）或热灭活白色念珠菌（heat-killed Candida albicans, HKCA）刺激PBMC及部分CSF细胞，检测上清IL-1β、IL-6、TNF-α、IFN-γ（Meso Scale Discovery平台）；（2）AD生物标志物定量：CSF及血浆Aβ₄₂、Aβ₄₀、pTau₁₈₁、NfL、GFAP（Quanterix Simoa? HD-X）；（3）scRNA-seq：对基底态及刺激后CSF/PBMC细胞进行10x Genomics 5' scRNA-seq，Harmony整合批次，Label Transfer注释细胞类型，伪 bulk（pseudobulk）差异表达分析（DESeq2），基因集富集分析（Gene Set Enrichment Analysis, GSEA; Reactome/MSigDB）；（4）纵向统计分析：线性混合效应模型（Linear Mixed-Effects Model for Repeated Measures, MMRM）评估时间点及AD状态×时间交互效应，基线组间比较用Wilcoxon秩和检验，高维转录组多重校正用Benjamini–Hochberg法。

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研究结果

Study design, tolerability, and baseline characteristics（研究设计、耐受性与基线特征）

23名受试者完成入组（非AD组11人，AD组12人），17人（74%）完成12个月随访。BCG接种后局部形成瘢痕，仅1例非严重注射部位皮炎，无BCG相关严重不良事件。按CSF pTau₁₈₁/Aβ₄₂比值聚类分组与MoCA评分大体吻合。结论：BCG在老年人群中耐受良好，可行开展CSF及血液纵向免疫及AD生物标志物采样。

BCG induces robust trained immunity responses in peripheral blood mononuclear cells（BCG在外周血单个核细胞中诱导强效训练免疫应答）

PBMC经HKBCG刺激后IFN-γ释放较基线持续升高至12个月（非AD组3月达峰，AD组延迟但持续）；LPS刺激后IL-1β、IL-6、TNF-α显著升高且持续至12个月（整体模型中6月达峰）。HKCA刺激亦见IL-1β、IL-6升高。结论：BCG在PBMC中成功诱导经典的外周训练免疫——增强的固有细胞因子回忆反应，且AD与非AD组反应模式略有差异（AD组延迟持续升高）。

Single-cell profiling and validation of immune cell composition（单细胞图谱与免疫细胞组成验证）

对254,292个高质量细胞（CSF 106,224；PBMC 148,068）注释显示：CSF以单核细胞、CD8⁺T细胞、树突状细胞（Dendritic Cells, DCs）为主，PBMC以NK、B细胞为主。CSF各细胞类型比例在BCG接种后一年内无持续改变（短暂B细胞、NK细胞比例上升为罕见细胞抽样变异）。结论：下游转录分析反映基因表达变化而非细胞比例漂移；单核细胞是CSF最主要固有免疫群体，聚焦其分析。

Trained immunity signatures and compartment-specific recall in CSF monocytes（CSF单核细胞中训练免疫特征及区室特异性回忆反应）

LPS刺激CSF单核细胞在3月及12月均诱导大量差异表达基因（Differentially Expressed Genes, DEGs），聚为早上调（如IL-6、HSD11B1）、迟上调（如OAS1、CXCL10，富集TLR/TNF/中性粒细胞迁移通路）及持续上调（如IL1B、TNFA、SERPINB2，富集细胞因子信号/干扰素响应）；HKBCG刺激则仅在PBMC单核细胞诱发强转录激活，CSF单核细胞几无响应。LPS诱导的经典基因（IL1B、IL6、TNF、CCL4、LAMP3）在CSF与PBMC单核细胞均见一致上调。结论：BCG使CSF单核细胞获得LPS触发的持久训练免疫样转录重编程（区室特异性——对接种抗原HKBCG无直接回忆但对次级炎症信号LPS反应性增强），提示CNS相关先天免疫细胞可通过间接机制（如外周训练造血前体招募或表观遗传重编程）获得免疫记忆样功能。

BCG immunotherapy modulates CNS-associated immune pathways（BCG免疫疗法调节CNS相关免疫通路）

基底态CSF单核细胞AD组vs非AD组基线已有差异（线粒体代谢、炎症通路异常）。BCG接种12月后AD组CSF单核细胞基因集富集分析（GSEA）显示有氧呼吸/电子传递链、IL-1家族信号、TNFR2非经典NF-κB（nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells）信号、自噬（autophagy）等通路显著富集——其中部分通路（TNFR2非经典NF-κB、自噬）在AD基线受抑而BCG使其恢复；CD4⁺T细胞见相似趋势（FCεRI介导NF-κB、抗原交叉提呈、HSP90类固醇激素受体循环等通路在AD基线低而BCG后上调）。非AD组方向一致但未达显著性。结论：BCG与CSF单核及CD4⁺T细胞持续基底态转录重编程相关，涉及免疫代谢及免疫调节程序，部分逆转AD相关基线缺陷。

BCG induces divergent plasma and convergent CSF cytokine responses（BCG诱导分歧的血浆与趋同的CSF细胞因子反应）

血浆：IFN-γ两组均3、6月升高后回基线；IL-2、IL-10仅在AD组早期升高；IL-1β、IL-6、TNF-α亦仅在AD组延迟升高。CSF：IFN-γ及IL-2在12月显著下降，IL-10呈下降趋势；IL-1β、IL-6、TNF-α保持低水平无显著变化，且两组轨迹一致无AD×时间交互。结论：BCG引起区室分化——外周细胞因子反应受AD状态调制（AD组更强、分阶段），而CSF呈跨组一致的免疫调节/下调趋势，未诱发中枢炎症。

Amyloid-β dynamics differ by AD status following BCG immunotherapy（BCG免疫治疗后Aβ动态依AD状态而异）

基线AD组CSF Aβ₄₂/Aβ₄₀比及Aβ₄₂显著低于非AD组，pTau₁₈₁及pTau₁₈₁/Aβ₄₂高于非AD组。随访中，非AD组CSF Aβ₄₂及Aβ₄₂/Aβ₄₀显著下降，血浆Aβ₄₂及Aβ₄₂/Aβ₄₀显著升高，CSF/血浆Aβ₄₂比值降约38%；AD组无显著变化。pTau₁₈₁、NfL、GFAP无纵向变化。认知评分（RBANS）AD组稳定，非AD组微升考虑测验效应。结论：BCG关联非AD老年人跨区室Aβ再分布（CSF降、血浆升），AD因已存清除障碍未现此变化，提示干预窗口可能在病理确立前。

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讨论与结论翻译

本开放标签研究显示BCG免疫治疗后出现持久、区室特异性免疫重塑，并提供证据表明CSF免疫细胞存在类训练免疫转录回忆反应伴持续代谢通路富集。系统性BCG接种与CSF单核细胞增加刺激诱发的转录响应、单核细胞及CD4⁺T细胞12月持续免疫–代谢通路改变、细胞因子调节、AD相关生物标志物及氧化与线粒体代谢通路上调相关。免疫应答具区室化：外周反应AD组更显著，CSF反应跨组趋向免疫调节状态。非AD参与者中BCG关联Aβ₄₂动态变化——CSF Aβ₄₂下降、血浆Aβ₄₂升高。综上，结果表明BCG关联神经免疫重编程，值得在对照研究中进一步检验。

结论（原文翻译）： 本研究发现BCG可在人中枢神经系统诱导类训练免疫反应，并可能影响阿尔茨海默病相关通路。该方法或可成为早期神经退行性疾病干预策略，但需更大规模对照研究确认上述观察结果。