《Gut Microbes》：Latent tuberculosis infection shapes gut microbiome and immune-metabolic interactions in people living with HIV
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潜伏结核感染（LTBI）在人群中的无症状存在，使人类免疫缺陷病毒（HIV）感染者（PLHIV）每年进展为活动性结核病（TB）的风险增加3%–16%。尽管HIV相关的肠道菌群失调已有充分记载，但PLHIV中LTBI相关的微生物组改变仍鲜有表征。研究人员采用整合的
潜伏结核感染（LTBI）在人群中的无症状存在，使人类免疫缺陷病毒（HIV）感染者（PLHIV）每年进展为活动性结核病（TB）的风险增加3%–16%。尽管HIV相关的肠道菌群失调已有充分记载，但PLHIV中LTBI相关的微生物组改变仍鲜有表征。研究人员采用整合的横断面与探索性纵向分析，探讨了未接受抗逆转录病毒治疗（ART-naive）个体中肠道微生物组组成、预测功能及免疫-代谢互作，对象分为HIV?LTBI?、HIV?LTBI+、HIV+LTBI?、HIV+LTBI+和HIV+TB+五组。在HIV相关的菌群失调背景下，LTBI伴随独特的肠道微生物与免疫-代谢特征。与HIV+LTBI?相比，HIV+LTBI+个体α多样性与HIV阴性组相当，但形成独特微生物群落，表现为厚壁菌门/拟杆菌门（Firmicutes/Bacteroidota）比值降低，产丁酸盐厚壁菌耗竭，Megasphaera、Prevotella、Bifidobacterium和Streptococcus等扩增序列变体（ASV）富集，预测芳香族氨基酸代谢通路减少，粪便丙酸盐浓度维持，且共现网络密集连接但对枢纽节点丢失更脆弱。分阶段相关分析揭示宿主-微生物组关联在HIV与TB疾病状态间渐进重塑，包括Prevotella ASV、PD-1+CD8+ T细胞、血浆IP-10间关联，以及HIV+TB+中钙卫蛋白和sCD14升高伴产丁酸盐分类群关联减弱。探索性纵向分析中，ART未能恢复至HIV阴性者微生物组样态，而是维持接近基线HIV+LTBI+特征，且微生物组分化与短链脂肪酸（SCFA）谱与CD4/CD8比值而非单纯CD4计数相关。这些发现确立LTBI作为PLHIV肠道微生物组组成与免疫-代谢互作的重要修饰因子，并为探究向活动性TB进展的微生物组变化提供框架。
研究背景方面，HIV与TB协同流行构成复杂病理生理挑战。全球约4080万PLHIV，印度等地区TB高度流行，LTBI在PLHIV中使年度复燃风险达3%–16%。肠道微生物组作为宿主生理的非遗传决定因素，与免疫系统双向作用，HIV本身致菌群失调，但LTBI如何在PLHIV中进一步修饰微生物组及免疫-代谢互作尚不清楚。既往研究多小样本横断面且未分层LTBI状态，因此研究人员在印度孟买招募未接受ART的成人队列，设五组（HIV?LTBI?、HIV?LTBI+、HIV+LTBI?、HIV+LTBI+、HIV+TB+），并从HIV+LTBI+组随访13人至ART后24个月，旨在明确LTBI是否为独立修饰因子并探索ART下演变。
主要关键技术方法包括：在孟买两家ART/ICTC中心招募年龄>18岁ART-naive成人，经QuantiFERON-TB Gold Plus试剂盒筛查LTBI、GeneXpert/FNAC确诊活动TB，配对粪样与血样分点采集；粪样DNA用DNeasy PowerSoil Pro Kit提取，扩增16S rRNA V3–V4区（引物341F/805R）于Illumina MiSeq双端300 bp测序，QIIME2(v2023.2)用DADA2去嵌合得ASV表，Greengenes2分类注释；R中phyloseq计算α/β多样性（Unweighted UniFrac、PERMANOVA），ANCOM-BC2做协变量校正差异丰度，PICRUSt2推演MetaCyc功能通路；ggClusterNet建ASV共现网络（Spearman |ρ|≥0.6，BH校正）算模块性与枢纽脆弱性；ELISA测粪便sIgA/钙卫蛋白、血浆sCD14/视黄酸，HPLC定量乙酸/丙酸/丁酸等SCFA；分阶段池化相邻疾病态做跨域Spearman相关（BH校正q<0.05）；纵向用线性混合模型以受试者随机截距对比ART各时点与基线。
研究结果部分，“LTBI在PLHIV中与独特肠道微生物多样性特征相关”通过五组α/β多样性比较得出：α多样性在HIV阴性组与非活动TB的HIV+组相近，仅HIV+TB+显著富集中下降、优势度上升；β多样性上HIV?LTBI?与HIV?LTBI+无分离（R2=0.028,q=0.56），而HIV+LTBI+既异于HIV+LTBI?（R2=0.041,q=0.01）也异于HIV+TB+（R2=0.045,q=0.01），证明PLHIV中LTBI伴独立群落构型。“LTBI在PLHIV中伴独特肠道微生物组成”经门至ASV级分析显示：HIV+LTBI+拟杆菌门最高（31.78%±11.72）、厚壁菌门降至52.12%±10.11，F/B比log10中位0.204，ROC区分AUC 0.763–0.775；ANCOM-BC2发现相对HIV+LTBI?耗竭Intestinibacter、Coprococcus_A、Gemmiger等产丁酸菌，富集Megasphaera(ASV db92d5e7,LFC+1.86)、Bifidobacterium、Streptococcus与特定Prevotella ASV，表明HIV与LTBI互作而非单因素致群落位移。“HIV+LTBI+中独特微生物网络模式与结构稳定性”由ggClusterNet得出：该组网边数1205、平均度15.2、模块性0.237最低、负边占41.8%，Klebsiella成模块枢纽，靶向删枢纽鲁棒性最低、脆弱性评分0.0157为全场最高，说明密集但依赖少数枢纽的脆性强网络。“HIV与TB共感染中代谢功能通路偏移”用PICRUSt2显示：HIV阴性者LTBI仅1条通路变化；三HIV+组共有呼吸醌/血红素/铁载体/LPS包膜通路扩张；HIV+LTBI+相对HIV+LTBI?特异下调L-酪氨酸降解I（LFC?2.30）与分枝酸生物合成II（LFC?1.87），即芳香族氨基酸代谢潜力被LTBI抑制。“HIV共染潜伏/活动TB的粪便与血浆标志物差异”经ELISA/HPLC：sIgA在HIV+LTBI+趋高、钙卫蛋白仅HIV+TB+显著升，sCD14随病期阶梯上升，视黄酸无显著差异；SCFA中乙酸/丁酸随严重度降，丙酸在HIV+LTBI+维持高位（247.3±119.9 μmol/g），乳酸在HIV+TB+反升。“跨HIV与TB疾病态微生物组-免疫-代谢关联的顺序重塑”将三过渡态池化相关发现：HIV单染仅1条Peptostreptococcaceae-乙酸相关；转HIV+LTBI+涌现8条以Prevotella ASV正关PD-1+CD8+ T细胞(r=+0.61)与血浆IP-10(r=+0.78)、负关Bacteroides_H等；转HIV+TB+仅存7条但全为Gemmiger_A/Fusicatenibacter-丁酸正相关丧失及Bifidobacterium-乙酸负相关，标志丁酸化功能崩溃。“ART诱导早期微生物组重塑后稳定”纵向13人显示：α多样性各时点不显著异于基线，但整体贴近横断面HIV?LTBI+而非HIV+TB+；UniFrac距HIV?LTBI+中位0.72优于距HIV+TB+的0.82；丁酸与Inverse Simpson正相关(r=0.50–0.53)，CD4/CD8比值与多样性及Dialister/Prevotella负相关(r=?0.41~?0.49)，提示免疫重建与微生物代谢不同步。
讨论部分总结：研究人员指出低α多样性非唯一病态标志，HIV+LTBI+凭可比多样性却独特β构型与F/B崩塌体现“被包裹的稳态”；Prevotella富集在该异性恋为主印度队列中排除MSM行为混杂，更似HIV-LTBI生物学信号；芳香族氨基酸通路下调可能削弱AhR配体产生、利于TB包容环境；共现网络高密低模块且枢纽脆弱解释为何抗菌药等小扰动可崩解；sIgA-钙卫蛋白-sCD14梯度勾勒黏膜防御到系统移位连续谱；ART后不回归HIV阴性态而锚定LTBI+基态，且CD4/CD8而非CD4单独驱动微生物分化。结论部分翻译：尽管存在观察性设计与小样本纵向限制，整合横断面与探索性纵向分析一致确认LTBI在PLHIV中与独特肠道微生物组构型及免疫-代谢特征相关；这些发现提示伴LTBI的微生物组改变不同于活动性TB，并凸显值得深究的宿主-微生物组互作；未来需更大纵向队列与多组学验证这些特征是否关联潜伏向活动TB进展及能否作为疾病进展生物标志物。
