综述：呼吸道普雷沃菌属：普雷沃菌-宿主互作介导的肺部健康维护与病原体防御意义

《Journal of Bacteriology》：Prevotella in the airway: implications for lung health and pathogen defense mediated by Prevotella-host interactions

　　

普雷沃菌属（Prevotella）是肺部低生物量微生态中检出率极高且丰度占优的细菌类群，同时也是口腔微生态的核心组成成分。临床研究已证实普雷沃菌丰度与肺部稳态存在关联，提示其与肺部炎症、感染防御及肺功能存在潜在调控关系。多项针对危重症患者的研究显示，普雷沃菌属及其他专性厌氧菌的耗竭与生存率显著降低相关，这推动了经验性抗生素治疗方案中厌氧菌保留策略的提出。近年来，机制研究为普雷沃菌-宿主互作提供了新证据，明确了普雷沃菌暴露激活上皮细胞、固有免疫及适应性免疫应答的多个通路。普雷沃菌属对肺炎链球菌（Streptococcus pneumoniae）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）等重要肺部病原菌存在直接与间接调控作用，且不同普雷沃菌种对病原菌感染及病原体诱导炎症的调控效应存在种属依赖性差异。本综述系统梳理了当前普雷沃菌调控肺部免疫稳态的研究进展，并探讨了将相关发现转化为降低肺部感染与疾病负担的新型治疗策略所需解决的关键知识缺口。

PREVOTELLA作为呼吸道微生态的确定性特征

既往认为人类肺部处于无菌状态，但近几十年的测序与培养技术进步证实下呼吸道存在生物量有限的微生物群落，其主要来源于口咽部细菌（包括普雷沃菌属）的微量误吸，实现对下呼吸道的“定植”。普雷沃菌属是口腔微生态的核心成员，在大多数个体中检出丰度极高。在下呼吸道，普雷沃菌属通常为检出丰度前三的细菌类群。作为革兰阴性专性厌氧菌，氧梯度是其呼吸道存活的关键特征，其氧富集微环境中的存活被认为依赖于兼性或需氧菌在浮游生长及生物膜生长过程中对周围环境的耗氧作用。最新研究提示，口腔与肺部普雷沃菌属的氧耐受性高于既往认知，可在5%氧浓度下维持生长，部分亚群在大气氧浓度下可存活24小时。值得注意的是，与气道普雷沃菌属相关的氧应激防御蛋白在肠道高丰度普雷沃菌种中检出率较低，后者已基于比较基因组学分析被重新分类为新属，包括塞加特菌属（Segatella copri，原普雷沃菌属copri种）和莱耶拉菌属（Leyella stercorea，原普雷沃菌属stercorea种）。上、下呼吸道普雷沃菌分离株组成的比较研究也发现，特定普雷沃菌株在下呼吸道富集，提示存在生态位选择效应。健康个体中普雷沃菌属及整体肺部微生态的稳定性仍存在争议。在囊性纤维化（CF）与慢性阻塞性肺疾病（COPD）等气道清除功能受损的疾病状态下，可观察到微生物群落组成改变及总生物量增加，尤其是CF患者肺部生物量显著升高。健康个体下呼吸道微生态更具动态性，口咽部共生菌持续误吸后经咳嗽、肺泡巨噬细胞及呼吸道纤毛摆动被清除。纵向研究显示，健康对照与阻塞性肺疾病患者的保护性刷取标本中均存在核心分类群，但同一受试者不同时间点样本存在变异，提示肺部微生态虽比肠道更具动态性，但仍存在健康个体下呼吸道持续富集的核心菌种。代谢组学与宏基因组学研究有望进一步明确活普雷沃菌在下呼吸道的活性与复制对肺部稳态的调控作用。无论普雷沃菌在下呼吸道的稳定性如何，基于其在肺部的高检出率与相对丰度，明确普雷沃菌暴露对肺部免疫稳态的调控机制具有重要意义。

PREVOTELLA属内异质性及其与呼吸道感染的关联

普雷沃菌属基因组具有高度动态性，不同种间基因组平均仅共享50%的基因，核心蛋白编码基因仅占17%。2022年的比较基因组学分析将原有55个普雷沃菌种中的半数以上重新分类为塞加特菌属（Segatella）、莱耶拉菌属（Leyella）、霍莱斯菌属（Hoylesella）与帕勒尼菌属（Palleniella）四个新属。在保留的“真”普雷沃菌属中，健康与牙周病来源的中间普雷沃菌（Prevotella intermedia）与变黑普雷沃菌（Prevotella nigrescens）分离株的比较研究显示，菌株基因组可塑性极高，病源分离株的基因组重组水平更高，且携带更多毒力因子，包括分泌系统、蛋白酶及毒素相关基因，如介导细菌黏附与侵袭的类杆菌表面蛋白A（BspA）、参与多药耐药的HlyB及与致病性相关的蛋白酶体相关ATP酶（mpa）。中间普雷沃菌还表达 interpain A蛋白酶，可通过降解补体C3抑制补体激活。这种遗传多样性与可塑性使得属水平的普雷沃菌效应比较变得复杂。现有临床文献提示，部分普雷沃菌种（如中间普雷沃菌与变黑普雷沃菌）与感染（尤其是牙周脓肿）的关联更强，对宿主组织的损伤效应更显著；而多数其他呼吸道普雷沃菌种（如产黑色素普雷沃菌（Prevotella melaninogenica）与组织普雷沃菌（Prevotella histicola））极少与感染相关，且通常与病原菌丰度及疾病严重程度呈负相关。这种二分法增加了理解普雷沃菌调控呼吸道稳态的难度，某一类群或菌种的研究结论可能不适用于其他类群。

尽管普雷沃菌属在健康肺部富集，但在病原菌感染、急性呼吸窘迫及慢性肺疾病背景下，这种关联发生转变。例如，上、下呼吸道中普雷沃菌丰度与肺炎链球菌丰度呈负相关。社区获得性肺炎患者肺部普雷沃菌丰度降低，呼吸道产黑色素普雷沃菌是区分健康成人与肺炎链球菌肺炎患者的最具鉴别性的操作分类单元（OTU）。医院获得性肺炎的发生与普雷沃菌耗竭及靶向普雷沃菌的噬菌体出现相关。非结核分枝杆菌（NTM）肺病患者成功清除NTM与普雷沃菌检出率升高及肺部微生态多样性增加相关。非CF铜绿假单胞菌感染患者中，普雷沃菌丰度与促炎细胞因子TNFα、IL-17、IL-6及抗炎因子IL-10呈正相关，但其保护或损伤效应尚未明确。对17项急性呼吸窘迫综合征（ARDS）或医院获得性肺炎危重症患者研究的汇总分析显示，患者呼吸道普雷沃菌相对丰度显著低于健康对照。相关性研究虽无法确立因果关系，但一致显示感染与严重呼吸窘迫状态下普雷沃菌丰度降低。总体而言，微生态失调（多样性降低、普雷沃菌及其他口腔共生菌相对丰度下降）与急性呼吸衰竭患者生存率显著降低、恢复时间延长相关。急性呼吸衰竭住院患者体内普雷沃菌及其他专性厌氧菌丰度随时间推移下降，且与血浆可溶性肿瘤坏死因子受体1（TNFR1）、晚期糖基化终产物受体（RAGE）及气管内抽吸物中fractalkine（CX3CR1）等炎症标志物呈负相关，厌氧菌高丰度与生存率显著升高相关。同一研究中另一队列分析显示，重症COVID-19患者普雷沃菌丰度与上述血浆炎症标志物也呈负相关。上述研究共同提示，与高负荷呼吸道病原菌（关联更强炎症反应与更低生存率）相比，普雷沃菌与肺部及全身炎症减轻、生存率提升存在关联。

PREVOTELLA与慢性肺疾病中的肺功能及免疫激活

近期一项系统荟萃分析显示，多项慢性肺疾病研究中，普雷沃菌丰度与促炎细胞因子IL-1β、IL-18、TNFα浓度降低相关，且与肺功能改善、急性加重频率减少相关。一项研究指出，普雷沃菌是区分健康个体与COPD患者的最显著特征，COPD患者普雷沃菌丰度显著降低。小鼠鼻内脂多糖（LPS）与弹性蛋白酶暴露诱导的COPD样炎症模型中，肺部普雷沃菌丰度显著下降，提示低丰度普雷沃菌可能是COPD的风险因素或慢性肺部炎症的结果。糖皮质激素治疗的COPD患者中，普雷沃菌丰度与紧密连接基因表达升高相关，后者可促进肺屏障功能。SPIROMICS研究显示，COPD患者中普雷沃菌丰度与腺苷一磷酸（AMP）、腺苷、5'-甲硫腺苷（MTA）、精胺等代谢物显著相关，且与中性粒细胞减少、肺功能改善及症状减轻相关，而肺炎链球菌等其他细菌则与低肺功能及不同代谢谱相关。另一项研究也报道了COPD患者普雷沃菌丰度与中性粒细胞减少的显著相关性。SPIROMICS随访研究显示，肺功能改善的COPD患者存在普雷沃菌富集。除肺部外，口腔普雷沃菌丰度也与COPD预后相关，唾液中产黑色素普雷沃菌低检出率与重度COPD急性加重风险升高相关。接受肺康复治疗的COPD患者中，治疗应答者唾液普雷沃菌丰度升高，同时唾液促炎因子TNFα、IL-1β、IL-18及抗炎因子IL-10水平降低。与感染及ARDS的研究一致，上述相关性证据提示肺部或口腔普雷沃菌低丰度与高炎症反应、更严重的COPD相关。

普雷沃菌与其他慢性肺疾病的关联尚不明确，存在有益效应与疾病关联的矛盾报道，这可能提示普雷沃菌种属特异性效应的主导作用，或相同的普雷沃菌-宿主互作在不同本质疾病中介导不同结局。例如，部分研究显示哮喘患者普雷沃菌丰度显著降低，产黑色素普雷沃菌等菌种与急性加重减少、粒细胞（包括中性粒细胞与嗜酸性粒细胞）百分比降低相关；但另一项研究报道普雷沃菌丰度与哮喘患者肺功能降低相关。NTM感染合并支气管扩张患者中，普雷沃菌丰度与更严重的支气管扩张相关，该类患者以中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）升高为特征。特发性肺纤维化（IPF）患者的无进展生存期与成纤维细胞对 toll样受体9（TLR9）激活的反应性相关，而后者与普雷沃菌丰度呈负相关，提示该背景下普雷沃菌的免疫调节效应可能具有损伤性，这一临床发现与动物实验证据一致：产黑色素普雷沃菌可加重小鼠博来霉素诱导的肺纤维化。间质性肺疾病（ILD，包含IPF的慢性肺疾病）患者中，不同普雷沃菌种与炎症标志物的关联存在差异：普雷沃菌属整体与中性粒细胞趋化因子IL-8呈负相关，提示免疫抑制效应；而唾液普雷沃菌（Prevotella salivae）则与C反应蛋白（CRP）、IL-6、TNFα等促炎反应呈正相关。上述研究提示，哮喘与纤维化肺疾病等状态下，普雷沃菌-宿主互作可能具有保护或损伤的双重效应，但其调控炎症与疾病结局的潜在机制仍不明确。

普雷沃菌与肺移植预后也存在显著关联。近期一项研究显示，供体肺中普雷沃菌是唯一与受体肺功能改善相关的细菌。肺移植受者中，普雷沃菌与移植物功能障碍、急性细胞排斥风险降低及肺部炎症细胞因子减少相关，纵向研究提示移植早期普雷沃菌及其他口腔微生物的富集是这种有益关联的关键。肺移植患者普雷沃菌定植还与炎症标志物TNFα、环氧合酶-2（COX2）水平降低，以及肺重塑标志物血小板衍生生长因子D（PDGFD）、组织金属蛋白酶抑制因子1（TIMP1）与基质金属蛋白酶12（MMP12）比值升高相关。低炎症标志物水平与组织重塑特征一致，提示促修复表型，这在肺移植背景下可能具有保护意义。上述发现共同提示普雷沃菌对肺移植预后具有保护表型。总体而言，普雷沃菌相关的炎症变化具有高度背景依赖性，需进一步研究其在不同疾病状态下对肺部健康的免疫调节效应。

CF肺部中的PREVOTELLA：宿主应答及与其他微生物的互作

囊性纤维化（pwCF）患者肺部总微生物负荷更高，这是黏液纤毛清除功能缺陷的直接结果。该微生物群落具有动态性，随着时间推移，金黄色葡萄球菌与铜绿假单胞菌等CF病原菌的检出率升高。移植CF肺与健康供体肺的微生物组测序显示，严重CF肺功能失调背景下，健康肺普雷沃菌丰度高于CF肺。但普雷沃菌是CF微生态中检出率极高且丰度占优的成员，通常为丰度最高的专性厌氧菌，可在黏液纤毛清除功能障碍导致的陡峭氧梯度环境中存活。多项基于培养的研究显示，pwCF整体厌氧菌丰度与疾病较轻相关，包括肺功能更好。测序研究也证实普雷沃菌及/或口腔厌氧菌与pwCF较高肺功能相关，尤其是产黑色素普雷沃菌。包含厌氧菌（如普雷沃菌）的高多样性微生态与较轻CF疾病相关，而低多样性微生态（常被CF病原菌主导）则关联更差预后。但肺急性加重与厌氧菌及发酵代谢增加相关，提示普雷沃菌并非始终与pwCF肺功能改善相关。

相关性研究无法明确普雷沃菌是否直接调控CF肺的肺功能或病原菌持续定植。近期研究聚焦于解析CF急性加重与整体肺 resilience背后的多微生物互作，已发现普雷沃菌与CF肺其他常见细菌的协同与拮抗关系。多项研究关注由产黑色素普雷沃菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌及血链球菌（Streptococcus sanguinis）组成的四成员群落（CF微生态核心类群）的互作。一项研究显示，pwCF痰液中分离的多数普雷沃菌株可抑制铜绿假单胞菌生物膜形成及蛋白酶分泌，提示直接抗病原菌效应，但存在菌株与种属差异。其中中间普雷沃菌与变黑普雷沃菌对铜绿假单胞菌生物膜的抑制效应最强，无细胞培养上清即可降低铜绿假单胞菌生物膜量。虽然未鉴定出上清中的效应分子，但另一研究证实产黑色素普雷沃菌的糖苷水解酶足以降解变异链球菌生物膜。普雷沃菌-病原菌互作也可能对pwCF产生负性效应，普雷沃菌代谢可通过交叉喂养支持病原菌生长。例如，普雷沃菌作为黏蛋白降解菌群的成员，可促进铜绿假单胞菌以黏蛋白为唯一碳源生长，但普雷沃菌单独作用不足以实现该效应。进一步研究显示，产黑色素普雷沃菌降解黏蛋白产生的短链脂肪酸（SCFAs）可被铜绿假单胞菌代谢为乙酸与琥珀酸，这些代谢物反过来促进产黑色素普雷沃菌存活，提示种内交叉喂养机制。普雷沃菌表达的β-内酰胺酶可提高铜绿假单胞菌对头孢他啶的耐药性，间接促进其存活。体内研究较少，但非CF小鼠感染模型显示，中间普雷沃菌上清可加重金黄色葡萄球菌感染，降低中性粒细胞杀伤能力，该效应可通过亚抑制浓度大环内酯类抗生素培养中间普雷沃菌修饰上清而消除，伴随肺组织中性粒细胞与肺泡巨噬细胞比值降低及促炎基因Ccr2、Tnfα、Ifng转录升高。中间普雷沃菌上清还可降低体外中性粒细胞对金黄色葡萄球菌的吞噬作用。值得注意的是，中间普雷沃菌上清在体内升高金黄色葡萄球菌主要毒素α-溶血素水平，但在体外抑制毒素表达，提示体内毒素升高源于免疫逃逸导致的金黄色葡萄球菌负荷增加。与上述效应相反，产黑色素普雷沃菌热灭活制剂可显著改善非CF小鼠肺部金黄色葡萄球菌清除，并增强肺中性粒细胞介导的金黄色葡萄球菌杀伤。总体而言，普雷沃菌对pwCF肺功能、炎症及急性加重的效应可能与其和CF其他微生物的正负互作密切相关。

危重症患者的PREVOTELLA与厌氧菌保留策略

尽管厌氧菌仅占脓毒症与肺炎病原体的极小比例，但抗厌氧菌抗生素仍常作为经验性联合用药与广谱抗生素联用。纵向研究显示，抗生素治疗后数月内呼吸道感染风险升高。多项近期研究证实专性厌氧菌与肺炎生存结局存在显著相关性，且受抗生素使用影响。首先，重症肺炎患者住院期间呼吸道微生态多样性降低与生存率显著下降相关，低多样性微生态的显著特征是口腔共生菌（多为普雷沃菌等专性厌氧菌）减少。专性厌氧菌耗竭与抗厌氧菌抗生素治疗或长期氧疗相关。另外两项研究（其中一项纳入约16000例患者）报道抗厌氧菌抗生素使用与患者死亡率升高相关。美国哌拉西林-他唑巴坦（常用经验性抗厌氧菌抗生素）短缺期间，临床改用抗菌谱相似但无抗厌氧菌活性的头孢吡肟治疗脓毒症患者，一项纳入该短缺期的回顾性队列研究显示，哌拉西林-他唑巴坦治疗与90天绝对死亡率升高5%相关，进一步引发了对厌氧菌在危重症保护中作用的思考。抗厌氧菌抗生素广泛使用的有害效应证据不断积累，且厌氧菌在肺部病理中的临床相关性有限，推动了危重症患者治疗中“厌氧菌保留”策略的提出。

尽管抗生素治疗同时影响肠道与呼吸道微生态（二者均调控肺部稳态），但近期一项研究指出口腔与肺部微生态多样性是肺炎预后的最强预测指标，提示呼吸道厌氧菌在肺炎防护中的关键作用。小鼠模型中，IL-1α与IL-4等肺部免疫标志物与肺部微生态组成的关联性高于口腔或肠道菌群。IL-1α由肺上皮细胞与肺泡巨噬细胞（AMs）表达，受微生物暴露刺激，通过促进中性粒细胞招募与固有免疫应答激活，成为肺部抵御细菌病原体的“前线细胞因子”。上述数据共同提示，普雷沃菌等呼吸道厌氧菌与肺炎背景下的保护效应相关，脓毒症与肺炎等感染性疾病的经验性治疗应向厌氧菌保留方案转变。

呼吸道中PREVOTELLA的免疫调节特性

除相关性研究外，实验证据支持普雷沃菌参与调控肺部免疫张力（基线激活状态）。Segal等两项研究显示，具有普雷沃菌富集型肺部微生态（“肺炎型”）的健康个体存在亚临床炎症，包括中性粒细胞趋化因子升高、活化中性粒细胞数量增加及下呼吸道Th17细胞频率升高。Wu等研究进一步显示，产黑色素普雷沃菌联合普雷沃菌富集型肺炎型中的另两种口腔共生菌——缓症链球菌（Streptococcus mitis）与小韦荣球菌（Veillonella parvula）单次误吸，可提高小鼠肺部肺炎链球菌清除率，改善共生菌暴露后2周的生存率。暴露2周后，肺组织CD4与CD8 T细胞、巨噬细胞及中性粒细胞百分比升高；T细胞亚群分析显示，该微生物混合物可诱导肺组织IL-17产生T细胞百分比升高，且TLR信号下游衔接蛋白MyD88是Th17应答升高所必需的。上述发现提示，产黑色素普雷沃菌联合小韦荣球菌与缓症链球菌可升高肺部Th17应答，从而保护肺炎链球菌肺炎。该团队另一研究显示，暴露于上述三种微生物混合物后，中性粒细胞与Th17细胞百分比升高效应至少可持续2个月；但该混合物可增加NTM感染期间的炎症与NETs水平，这与NTM感染患者更严重的支气管扩张相关。

本研究团队研究显示，单独肺部暴露于产黑色素普雷沃菌即可快速清除肺部肺炎链球菌，显著提高生存率。该保护效应依赖于TLR2介导的中性粒细胞肺部招募，以及普雷沃菌暴露后招募的中性粒细胞杀伤肺炎链球菌能力的增强。后续研究报道，普雷沃菌气道暴露可显著改变肺炎链球菌感染期间的转录谱，从干扰素主导应答转向更偏向抗菌、促吞噬的髓系细胞应答，该现象与巨噬细胞对肺炎链球菌吞噬功能增强相关，且招募的单核细胞/巨噬细胞参与普雷沃菌暴露小鼠的感染防御。独立研究证实，产黑色素普雷沃菌暴露可通过TLR2依赖性方式改善肺部金黄色葡萄球菌清除。上述研究中，活菌或热灭活产黑色素普雷沃菌均足以改善病原菌清除，提示免疫调节效应而非直接病原体干扰的主导作用。TLR2激活是普雷沃菌诱导细菌性肺炎保护的关键，但TLR2激动剂或产黑色素普雷沃菌来源的脂蛋白（可激活TLR2）单独使用不足以诱导保护效应，提示需要额外因子参与。其他研究证实，肠道来源的塞加特菌属copri种（原普雷沃菌属copri种）可直接提高人外周血中性粒细胞存活率，这与促凋亡caspase-3表达降低相关，提示普雷沃菌可能通过增强中性粒细胞存活作为改善病原体防御的另一机制。

普雷沃菌诱导肺炎链球菌感染保护的关键组分是抗炎细胞因子IL-10的诱导，其可抑制感染相关炎症。产黑色素普雷沃菌及相似菌株可直接诱导小鼠中性粒细胞分泌TNFα与IL-10，保护菌株的该效应为TLR2依赖性，但无保护效应的中间普雷沃菌无论TLR2表达与否均可激活中性粒细胞。另一项研究显示，产黑色素普雷沃菌、南斯普雷沃菌（Prevotella nanceiensis）与唾液普雷沃菌（Prevotella salivae）可诱导人树突状细胞（DCs）分泌IL-10，并降低DCs对病原菌非型流感嗜血杆菌（Haemophilus influenzae）的促炎IL-12p70产生。与这些发现一致，呼吸道微生态富集口腔共生菌（包括普雷沃菌）的肺移植受者体内抗炎IL-10水平升高。铜绿假单胞菌感染患者中，IL-10也与普雷沃菌富集相关。小鼠外周血单个核细胞（PBMCs）经产黑色素普雷沃菌脂多糖（LPS）预刺激后，后续暴露于大肠杆菌LPS时，促炎细胞因子IL-6、IL-1β、TNFα分泌减少。普雷沃菌LPS的抑制效应源于其五酰化脂质A结构，其免疫刺激活性低于大肠杆菌的六酰化脂质A。原普雷沃菌属copri种的LPS也为低酰化结构，其对人单核细胞的细胞毒性低于大肠杆菌LPS。上述系列研究为普雷沃菌在下呼吸道的免疫调节提供了机制证据，包括激活固有与适应性免疫应答，从而改善细菌性肺炎防御并抑制病原体相关炎症。

PREVOTELLA代谢活性对宿主-细菌互作的启示

尽管肺部微生态比肠道等位点更具 transient性，但近期研究提示普雷沃菌在下呼吸道具有代谢活性。肠道中，普雷沃菌及其近缘类群是短链脂肪酸（SCFAs，包括乙酸、丁酸、戊酸）的重要生产者。SCFAs兼具免疫刺激与抑制作用，可重定向或放大TLR应答。呼吸道高丰度菌种（如产黑色素普雷沃菌）也可产生SCFAs。接受抗逆转录病毒治疗（ART）的HIV阳性受试者呼吸道上皮衬液中检出的丁酸与丙酸与口腔共生菌（包括普雷沃菌）富集相关。CF肺部（细菌负荷高于健康状态）支气管肺泡灌洗（BAL）液中可检出1–40 μM SCFAs，其中乙酸水平最高。普雷沃菌等厌氧菌可将黏蛋白降解为氨基酸与SCFAs，CF患者痰液中高浓度的黏蛋白为普雷沃菌产生SCFAs提供了丰富底物。非CF队列中，BAL液SCFAs水平较低，乙酸最高约10 μM，仅部分受试者可检出丙酸、异戊酸与丁酸；上呼吸道SCFAs水平高10–100倍，但上、下呼吸道各SCFAs浓度无相关性，提示BAL液水平并非仅源于上呼吸道误吸。普雷沃菌来源的SCFAs是肠道普雷沃菌调控肠黏膜屏障与肺部感染结局的重要机制，但多数肠道普雷沃菌（如塞加特菌属copri种）调控黏膜屏障功能与免疫稳态的机制研究结论，是否能外推至肺部及气道普雷沃菌种，尚不明确，因为二者碳水化合物活性酶（CAZyme）谱存在显著差异，后者包含黏蛋白降解与SCFA产生所需的酶。除SCFAs外，下呼吸道存在与上呼吸道差异富集的代谢物，其中许多可调控免疫功能，且由气道细菌合成、修饰或利用。微生态与代谢组学分析发现，下呼吸道普雷沃菌富集与腺苷、多胺水平升高相关，二者与COPD患者肺功能下降减缓、症状减轻相关。

转录组学分析的新兴证据将下呼吸道代谢变化与细菌活性关联。16S rRNA测序检出普雷沃菌及其他口腔共生菌的健康成人下呼吸道样本中，RNA宏转录组测序证实存在活跃的微生物代谢。后续宏基因组与宏转录组分析预测，产黑色素普雷沃菌在下呼吸道的功能活性高于上呼吸道，尽管其丰度更低。普雷沃菌被预测为多个代谢途径的主要贡献者。为验证上述发现，Wong等研究显示，小鼠肺部定植产黑色素普雷沃菌、小韦荣球菌与缓症链球菌可导致下呼吸道代谢物区域性富集，包括甲硫氨酸与酪氨酸。进一步¹³C同位素标记实验证实，产黑色素普雷沃菌可在肺部合成特定代谢物，包括腺苷、肌苷与谷氨酸，这些代谢物具有免疫调节特性。如前所述，腺苷在COPD队列中与普雷沃菌富集及肺功能（FEV₁）相关，并参与气道表面液体容积调控。需进一步研究明确普雷沃菌特异性合成的代谢物是否显著影响肺部免疫张力。

呼吸道上皮中的PREVOTELLA激活

肺上皮通过维持屏障完整性及调控不同刺激后的免疫应答，发挥关键一线防御作用。除免疫细胞外，普雷沃菌还可刺激肺部CD45阴性细胞（包括呼吸道上皮细胞）。在源自pwCF支气管上皮细胞的CFBE41o?（F508del）细胞系中，Bertelsen等证实变黑普雷沃菌可激活TLR2及NF-κB驱动的炎症应答，包括IL-6与IL-8表达升高，但该应答弱于铜绿假单胞菌诱导的细胞因子效应。产黑色素普雷沃菌也可诱导CFBE41o?上皮细胞产生IL-8。值得注意的是，CFBE41o?细胞中TLR激活具有种属特异性：组织普雷沃菌可激活TLR2与TLR5，而变黑普雷沃菌仅激活TLR2。IL-6与p65 DNA结合均为TLR2依赖性，TLR2 siRNA敲低可降低二者水平。上皮细胞对普雷沃菌的应答受CFTR功能状态调控。CFTR突变的CFBE41o?上皮细胞与野生型16HBE41o?细胞（不同供体来源）比较显示，产黑色素普雷沃菌诱导的IL-8在CFTR突变细胞中显著升高；但等基因CFTR校正细胞中，产黑色素普雷沃菌诱导的IL-6与IL-8水平高于CFTR缺陷的CFBE41o?细胞，CFTR调节剂治疗可挽救CFBE41o?细胞的低细胞因子应答，提示CFTR功能恢复可改善上皮对普雷沃菌的应答。同一研究中，RNA测序分析显示，CFTR校正（野生型）上皮细胞中，产黑色素普雷沃菌暴露可诱导多个抗菌防御应答通路，包括TLR信号、脂蛋白应答与补体激活，这些通路在CFTR突变细胞中显著下调。除CFTR突变上皮细胞外，中间普雷沃菌上清可诱导野生型肺上皮NCI-H292细胞产生IL-8。人支气管上皮细胞经双路普雷沃菌（Prevotella bivia）上清刺激后，细胞脂质代谢发生改变，这可能与哮喘相关肺部炎症有关。上述研究提示，普雷沃菌通过诱导TLR信号（主要为TLR2），驱动抗菌防御基因表达及促炎细胞因子/趋化因子分泌，从而与上皮细胞发生互作。

普雷沃菌与呼吸道上皮细胞的互作可能在调控上皮对感染及肺损伤诱因的应答中发挥重要作用。例如，柴油 exhaust诱导的肺损伤模型中，小鼠肺上皮细胞经南斯普雷沃菌来源细胞外囊泡处理后，促炎基因Tnfα、Il6、Cxcl1转录减弱，中性粒细胞活化降低。多项研究探讨了普雷沃菌暴露对细菌病原体与上皮细胞互作的影响。中间普雷沃菌上清可升高A549肺泡上皮细胞中血小板活化因子受体（PAFR）编码基因的表达，导致肺炎链球菌上皮黏附增加；但本研究团队发现，上皮暴露于活或热灭活产黑色素普雷沃菌可减少金黄色葡萄球菌黏附，该效应为TLR2依赖性，提示种属特异性的普雷沃菌上皮调控可改变病原体黏附。普雷沃菌暴露还可修饰病原体诱导的上皮炎症，如前文所述的上皮损伤模型效应。CFTR突变CFBE41o?细胞中，铜绿假单胞菌感染后添加变黑普雷沃菌或组织普雷沃菌，可显著降低TLR4表达与MAPK信号，减少细胞因子IL-6及中性粒细胞趋化因子IL-8、CXCL1的分泌。上述普雷沃菌株的耗竭培养基足以抑制铜绿假单胞菌诱导的上皮应答，并直接抑制铜绿假单胞菌生长。类似地，pwCF分离的多种普雷沃菌种在3D肺上皮模型中可降低铜绿假单胞菌LPS诱导的NF-κB表达。上述发现提示，呼吸道广泛存在的普雷沃菌上皮暴露可调控上皮来源的细胞因子与趋化因子，从而影响基线及病原体感染背景下的肺部免疫应答；普雷沃菌暴露还可诱导上皮固有改变，直接影响病原体黏附，凸显普雷沃菌与呼吸道上皮的互作是调控病原体摄取与感染的潜在关键节点。

利用呼吸道微生态改善健康：关键知识缺口

尽管普雷沃菌调控呼吸道健康（包括肺部感染防御）的研究已取得显著进展，但需解决若干关键知识缺口，才能将这些发现转化为临床干预策略。

目前已一定程度明确了单个普雷沃菌种的免疫调节效应，且产黑色素普雷沃菌已与不同属的口腔共生菌联合研究。除产黑色素普雷沃菌外，其他普雷沃菌种（包括坦纳普雷沃菌（Prevotella tannerae）、颊普雷沃菌（Prevotella buccae）与南斯普雷沃菌）也被证实可通过TLR2依赖性方式保护急性肺炎链球菌肺炎。但尚无研究探讨混合普雷沃菌种群落对肺部免疫张力的影响，以及种间比例变化如何改变宿主免疫应答。另一重要问题是普雷沃菌调控肺部免疫稳态与感染防御所需的剂量与暴露频率。本研究团队前期研究确定，10⁵ CFU活产黑色素普雷沃菌是24小时后诱导肺炎链球菌清除增强的最小剂量，且人支气管肺泡灌洗样本中普雷沃菌负荷可达10⁵ CFU/mL。需进一步研究明确单次气道产黑色素普雷沃菌暴露对肺炎链球菌肺炎的保护持续时间，以及反复共生菌暴露（类似健康人反复误吸）如何影响肺部免疫张力及后续肺炎防御能力。

普雷沃菌的关键免疫调节特征仍不明确。产黑色素普雷沃菌经脂蛋白脂肪酶处理后，其对肺炎链球菌的保护性清除效应减弱，但分离的脂蛋白单独使用不足以诱导保护应答。鉴定与脂蛋白协同介导保护效应的其他产黑色素普雷沃菌因子，将有助于开发基于特定普雷沃菌组分的免疫调节治疗剂。进一步表征普雷沃菌诱导保护效应的免疫通路（尤其是TLR2以外的通路），也可支持针对呼吸道感染的宿主靶向治疗制剂的开发。已有研究显示，小鼠联合使用TLR2/6与TLR9激动剂可提高多种革兰阳性与革兰阴性细菌肺部感染及甲型流感肺炎的生存率；鞭毛蛋白（TLR5激动剂）联合抗生素治疗可增加肺炎链球菌感染小鼠肺部中性粒细胞浸润、降低细菌负荷、提高生存率。明确普雷沃菌等免疫调节共生菌诱导的关键宿主细胞与信号通路，将为肺部感染与慢性肺疾病的免疫靶向治疗开发提供支持。

动物模型与临床试验已证实吸入益生菌的治疗潜力。包含多种活乳杆菌菌株的吸入型活生物制剂可减轻小鼠支气管肺发育不良（BPD）与COPD模型中的肺部中性粒细胞浸润与组织损伤，提示吸入益生菌可能延缓慢性肺疾病进展。多项临床试验已评估吸入共生菌唾液链球菌（Streptococcus salivarius）对呼吸道病原体的保护效应：一项纳入112名受试者的4个月临床试验显示，严格每日吸入唾液链球菌K12株的参与者上呼吸道感染（URTI）无病天数多于安慰剂组；另一项试验中，复发性URTI儿童经鼻给予唾液链球菌24SMB与口腔链球菌（Streptococcus oralis）89a联合制剂，每日2次持续90天，URTI发生率降低64.3%。需进一步研究明确吸入益生菌的长期安全性与有效性，包括尚未被评估的气溶胶化普雷沃菌作为益生菌的应用潜力。

尽管普雷沃菌气道暴露的治疗潜力研究有限，但系列研究证实肠道暴露于组织普雷沃菌（也存在于下呼吸道）具有小鼠抗炎特性，包括延迟非肥胖糖尿病（NOD）小鼠1型糖尿病发病、抑制实验性自身免疫性脑脊髓炎（EAE）疾病进展，且不同于塞加特菌属copri种，可降低类风湿关节炎（RA）严重程度。但产黑色素普雷沃菌对RA无保护效应，对EAE仅部分有效。上述研究凸显了肠道普雷沃菌暴露对全身免疫调节效应的种属多样性，且肠道普雷沃菌暴露效应与气道普雷沃菌介导的肺部免疫稳态调控是否具有可比性尚不明确。肠道中，产黑色素普雷沃菌与塞加特菌属copri种均可增加结肠Th17细胞，升高IL-6、TNFα、IL-10等细胞因子全身水平，这与肺部产黑色素普雷沃菌暴露诱导的细胞因子谱相似，但二者尚未直接比较。

尽管普雷沃菌与肺部健康及疾病的相关性研究已取得进展，但多数临床研究依赖属水平数据报道普雷沃菌关联。未来需在种水平解析人类肺部微生态，以明确与肺部健康及免疫调节相关的特定普雷沃菌种，这有助于解释不同研究中普雷沃菌-疾病相关性的矛盾结论（可能源于种水平富集差异）。此外，极少有研究在小鼠气道疾病模型中评估单个普雷沃菌种的效应，此类分析可从种水平明确普雷沃菌暴露调控的精确免疫机制，以及不同普雷沃菌种对气道疾病的差异化影响（与临床文献提示一致），并加速气道疾病预防或治疗的益生菌类治疗制剂开发。

综上，将普雷沃菌作为治疗策略需进一步研究阐明普雷沃菌-宿主互作如何调控肺部免疫与功能。当前关于普雷沃菌相关获益的知识已提示可临床转化的干预措施，如危重症患者使用厌氧菌保留抗生素方案以提高生存率。该领域的当前挑战是深化对普雷沃菌调控肺部免疫激活与整体健康机制的理解，包括不同普雷沃菌种与分离株对单个及整合性细胞免疫应答通路的影响，以及这些普雷沃菌-宿主互作与呼吸道其他微生物-宿主互作的交叉对话。