《eBioMedicine》：Investigating the role of baseline gut
Akkermansia muciniphila and its co-metabolite palmitoleic acid in BCG vaccine efficacy: a preclinical study
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背景：卡介苗（Bacillus Calmette–Guérin，BCG）是目前唯一获批的结核病（tuberculosis，TB）疫苗，但其人体保护效力在0–80%间高度变异且机制不明。方法：研究人员采用小鼠模型中的粪菌移植（faecal microbiota
背景：卡介苗（Bacillus Calmette–Guérin，BCG）是目前唯一获批的结核病（tuberculosis，TB）疫苗，但其人体保护效力在0–80%间高度变异且机制不明。方法：研究人员采用小鼠模型中的粪菌移植（faecal microbiota transplantation，FMT）与多组学策略（16S rRNA测序、代谢组学、蛋白质组学），考察接种前肠道微生物组成对BCG效力的影响，并在人类数据集中验证关键发现。发现：接种前肠道微生物尤其是Akkermansia muciniphila的基线丰度显著左右BCG效力；提升接种前该菌丰度会削弱BCG应答，导致小鼠抗Mycobacterium tuberculosis（Mtb）感染保护受损。A. muciniphila贡献的肠道共代谢物棕榈油酸（palmitoleic acid）抑制BCG疫苗应答，其通过作用于BCG效应蛋白MptpB、阻断MptpB介导的肌动蛋白细胞骨架（actin cytoskeleton）重塑而发挥调控作用；抑制MptpB或肌动蛋白聚合均可抵消高基线A. muciniphila的有害效应。人类数据集分析为上述发现提供假设生成性支持。机制上，高基线肠道A. muciniphila及其代谢物棕榈油酸通过抑制MptpB介导的肌动蛋白细胞骨架重塑而压制BCG效力。解读：接种前肠道微生物组成差异是BCG效力变异的因素之一；按基线肠道微生物谱与代谢物分层或成提升未来疫苗效力的策略。
研究背景与立项依据
结核病由Mycobacterium tuberculosis（Mtb）引起，每年约千万新发与百万死亡。BCG是唯一 licensed 结核病疫苗，但跨人群与地域保护率0–80%变异显著，机制未明。既往人观察性研究提示特定菌 taxon 与BCG后细胞因子相关，动物研究示抗生素致菌群失调可改免疫原性，但“接种前菌群组成→BCG效力”的因果链与分子机制缺位。研究人员据此在临床前小鼠体系与人公开数据交叉验证，追问基线肠道微生物是否及如何因果性调节BCG效力。
本研究发表于《eBioMedicine》，核心结论为：接种前基线肠道Akkermansia muciniphila（简称A. muciniphila）丰度升高及其共代谢物棕榈油酸（palmitoleic acid）通过抑制BCG编码效应蛋白MptpB的磷酸酶活性和下游肌动蛋白细胞骨架（actin cytoskeleton）重塑，削弱BCG诱导的免疫保护与抗Mtb攻击效力；该因果轴在粪菌移植、单菌灌胃、代谢物饮水、ΔmptpB回补及细胞骨架药物干预中一致成立，并在321人BCG接种队列与多组学数据库中获假设生成性佐证。研究意义在于首次把“特定肠道菌—菌源脂肪酸—BCG分泌效应蛋白—宿主细胞骨架信号”贯通为单一机制链，为按基线菌群/代谢物分层、接种前微生态调控以提升BCG效力提供临床前依据。
主要关键技术方法（≤250字）
研究人员使用雌性C57BL/6J小鼠经广谱抗生素清除原菌群后，接受粪菌移植（供体为盐水处理 na?ve 鼠或BCG接种适应鼠）、A. muciniphila灌胃或棕榈油酸饮水预处理2周，皮下接种BCG Pasteur（或ΔmptpB/回补株），4周后气溶胶Mtb H37Rv攻击并评估肺CFU与病理；人体端调用PRJNA685797（321健康人BCG免疫前后肠道菌群与细胞因子）、PRJNA609532（TB感染菌群）及PRJNA992960等BCG训练免疫多组学。机制端联用16S rRNA测序、LC-MS代谢组、宿主-菌互作蛋白质组、HuProt人蛋白微阵列、分子对接（MptpB PDB 2OZ5）、MptpB体外磷酸酶抑制 assay、F/G-actin Western、IκBβ降解与NF-κB报告、细胞骨架药（jasplakinolide/cytochalasin D）体内外干预。
研究结果
Efficacy of BCG vaccine is influenced by the difference of the baseline level of gut microbiota：研究人员以FMT建立B-GM（移植BCG适应鼠菌群）与C-GM（移植na?ve鼠菌群）小鼠，PCoA显示菌群结构差异显著；B-GM鼠α多样性低、Verrucomicrobia减少而Bacillota增多，LEfSe锁定Akkermansiaceae/A. muciniphila在C-GM富集。B-GM鼠BCG后血清IgG、肺TNF-α（经Mtb裂解物再刺激增强）更高，攻毒后肺出血、CFU与病理评分更低；人321队列中A. muciniphila丰度与BCG特异免疫负相关。结论：接种前菌群基线差异因果性影响BCG效力，高A. muciniphila关联低效。
Higher baseline level of pre-vaccination gut A. muciniphila leads to poorer vaccine responses：抗生素耗竭后A. muciniphila灌胃升其粪便丰度，BCG后IgG、CD4+/CD8+ TNF-α、肺TNF-α均降，IFN-γ不变；攻毒肺损伤与CFU升高。Transwell中活菌（非巴氏灭活菌）上清抑PBMC产生BCG特异IgG；非靶代谢组示活菌分泌代谢物谱异于菌体，MSEA指向糖稳态/氨基酸转运/跨膜运输。结论：高基线A. muciniphila经活菌代谢物（非菌体组分）削弱BCG。
A. muciniphila-contributed gut co-metabolite palmitoleic acid inhibits the vaccine responses of BCG：B-GM vs C-GM血清/粪便LC-MS示脂肪酸合成通路扰动，棕榈油酸为唯一在B-GM降低且与A. muciniphila丰度正相关之血清共代谢物；A. muciniphila具棕榈油酸合成基因且其灌胃升小鼠粪/血棕榈油酸。接种前2周棕榈油酸饮水（生理浓度）复刻A. muciniphila表型——IgG与TNF-α降、攻毒肺损加重。结论：A. muciniphila源棕榈油酸是抑制BCG应答的核心共代谢物。
Palmitoleic acid acts on vaccine response through the mediation of MptpB of BCG：巨噬感染早期蛋白质组筛得37个BCG蛋白，MptpB（磷酸酶）最丰且为人单核源巨噬内存活必需；ΔmptpB在活化巨噬内存活受损、小鼠疫苗应答弱于WT。换用ΔmptpB接种时，棕榈油酸预处理不再改变IgG/TNF-α/病理；体外棕榈油酸不抑BCG生长，但分子对接结合MptpB活性口袋并剂量依赖抑其pNPP磷酸酶活。结论：棕榈油酸经MptpB（非杀菌）中介抑制BCG效力。
MptpB regulates actin cytoskeleton remodelling to activate BCG vaccine responses：WT vs ΔmptpB感染J774A.1的时序蛋白质组（12/24/48 h）得63个持续差异蛋白，KEGG最富“调控肌动蛋白细胞骨架”；HuProt微阵列交互蛋白GO同样富集该通路。HEK293T表达MptpB（非酶活突变C160S）降F-actin/G-actin比、减缓TNF-α诱导IκBβ降解、抑NF-κB靶基因；体内jasplakinolide（促聚合）损WT-BCG保护，cytochalasin D（抑聚合）救ΔmptpB表型。结论：MptpB依酶活抑肌动蛋白聚合，该重塑为BCG激活疫苗应答所必需要。
Actin cytoskeleton remodelling is required for palmitoleic acid to regulate the efficacy of BCG vaccination：棕榈油酸预处理下联用cytochalasin D可恢复IgG/TNF-α与抗Mtb保护，并逆转棕榈油酸对MptpB介导F-actin聚合与IκBβ降解的阻断；跨BCG-Russia/Sweden/China/Pasteur的ATAC+RNA多组学交集1448基因富集TNF/NF-κB/actin cytoskeleton通路。结论：棕榈油酸必须经MptpB→actin cytoskeleton轴调控BCG效力。
Inhibition of MptpB or actin cytoskeleton remodelling blocks the effects of higher baseline levels of A. muciniphila on the efficacy of BCG vaccination：换ΔmptpB接种时A. muciniphila灌胃不再改效力；WT-BCG联合cytochalasin D亦可抵消A. muciniphila有害效。结论：A. muciniphila→棕榈油酸→MptpB→actin cytoskeleton为完整因果链。
讨论与结论翻译
讨论指出，BCG效力人群变异仍属全球控TB瓶颈，本研究给“接种前菌群组成”提供因果与机制证据，契合肠-肺轴与菌代谢物调疫苗免疫之既有框架；A. muciniphila早龄定植且可经母乳垂直传播，提示其基线水平或解释人群/发育阶段BCG免疫原性差异。局限含广谱抗生素或扰训练免疫、单品系单性别、缺纵向免疫动态、MptpB-actin至抗原提呈间链仍间接。作者结论原文意译：接种前基线肠道A. muciniphila丰度升高通过产生棕榈油酸失活BCG效应蛋白MptpB所介导的肌动蛋白细胞骨架重塑功能，从而抑制BCG疫苗效力；按基线肠道微生物或代谢物谱分层可成为优化BCG效力的策略。
