《Biology》：Multi-Omics Profiling Identifies Immune–Metabolic Signatures and Gut Microbial Biomarkers in a Murine Model of Mycoplasma pneumoniae Pneumonia
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肺炎支原体肺炎（MPP）是一种常见呼吸道感染，其系统性发病机制尚不清楚。研究人员利用小鼠模型，整合肺转录组学、肺代谢组学、粪便16S rRNA测序和粪便代谢组学，系统表征宿主对肺炎支原体（MP）感染的应答。研究发现MP感染激活肺部炎症通路（NF-κB、Th17
肺炎支原体肺炎（MPP）是一种常见呼吸道感染，其系统性发病机制尚不清楚。研究人员利用小鼠模型，整合肺转录组学、肺代谢组学、粪便16S rRNA测序和粪便代谢组学，系统表征宿主对肺炎支原体（MP）感染的应答。研究发现MP感染激活肺部炎症通路（NF-κB、Th17），同时破坏脂肪酸代谢。值得注意的是，三种肺代谢产物（3′-AMP、CMP-Neu5Ac和4-咪唑丙烯酸）与关键转录水平炎症细胞因子（IL-18、IL-33、IL-12A）显著相关，提示代谢重编程参与肺部炎症。同期粪便16S rRNA与代谢组分析显示明显肠道菌群失调（Marvinbryantia富集）及与肺转录水平细胞因子相关的代谢物改变，为肺-肠轴参与提供证据。该多组学剖析提供了MPP中免疫-代谢互作的系统层面视野，并鉴定出源于肺与肠区室的候选生物标志物，在诊断与治疗靶向中具有潜在应用价值。
研究背景：肺炎支原体肺炎（Mycoplasma pneumoniae pneumonia, MPP）占社区获得性肺炎10–40%，近期感染复燃且耐药率上升，肺损伤主要由宿主过度免疫应答驱动而非病原体直接细胞毒作用。既往研究多基于临床单组学描述，缺乏在受控动物模型中同时整合免疫与代谢维度及肺-肠轴功能贡献的系统刻画。为弥补上述缺口，研究人员建立小鼠MPP模型并行多组学剖面分析，旨在揭示肺局部免疫-代谢网络、探索肺与肠改变的相关性、评估粪源微生物与代谢特征作为无创候选标志物的潜力。该研究发表于《Biology》。
主要关键技术方法：研究人员选用无特定病原体（SPF）雄性Balb/c小鼠，经连续3天鼻内接种不同滴度MP悬液（最终选定1×108 CCU/mL）建立MPP模型，于感染后第5天采集肺组织、支气管肺泡灌洗液（BALF）及粪便。并行开展肺转录组测序（RNA-seq）、肺与粪非靶向液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）代谢组、粪16S rRNA扩增子测序，辅以BALF多重细胞因子检测与流式细胞术分型、肺组织HE染色半定量评分及RT-qPCR验证，最后通过差异分析、KEGG/GO富集、PLS-DA、Mantel与Pearson相关网络整合多组学关联。
研究结果：
3.1 成功建立MPP模型：通过剂量比较，1×108 CCU/mL组再现间质性肺炎病理、MP定植、体重下降及Il1β显著上调，选为后续机制浓度。
3.2 BALF促炎细胞因子与免疫细胞验证：流式显示BALF中CD45+F4/80+肺泡巨噬细胞比例由2.86%升至14.79%；Luminex类多重检测示TNF-α、IL-1β、IL-6、CCL2等广泛升高，确认肺内巨噬细胞招募与广谱炎症。
3.3 肺转录组揭示抗感染免疫与炎症激活：RNA-seq获945上/465下差异基因（DEGs）；抗菌基因Saa3、Lyz1及炎性Il17a、Il18、Il33上调，抗炎Il12a下调；富集于细胞因子-受体互作、Th17分化、NF-κB信号、溶酶体等通路。
3.4 肺代谢组揭示稳态破坏：PLS-DA分离两组，脂肪酸类最丰；促炎L-脯氨酸、尿酸上调，抗炎腺苷3′-单磷酸（3′-AMP）、胆固醇下调，呈现促炎代谢偏移。
3.5 肺代谢物与炎症基因关联：Mantel/Pearson网络显示3′-AMP与CMP-Neu5Ac下调关联Il18/Il33上行，4-咪唑丙烯酸上调关联Il12a下行，提示代谢重编程协同放大炎症。
3.6 粪便菌群与代谢失调关联炎症：16S显示Bacillota升、Bacteroidota降，Marvinbryantia、Blautia、Eubacterium富集；粪代谢中9,10-二羟基硬脂酸（DHSA）下调；相关分析示Marvinbryantia丰度与Il12a负关、DHSA与Il18负关，支持肺-肠轴参与。
讨论总结：研究人员在讨论中指出，所建1×108 CCU/mL模型平衡了病理表现与动物福利；肺内NF-κB/Th17激活伴Il12a抑制可解释慢性化与纤维化后遗症倾向；3′-AMP/CMP-Neu5Ac及4-咪唑丙烯酸作为代谢-免疫接口分子具组织标志物潜质；粪中Marvinbryantia富集与DHSA耗竭经PPAR-γ（过氧化物酶体增殖物激活受体-γ）介导的巨噬M2偏移受损间接加剧肺炎症，构成肺-肠轴非侵入预警线索。作者明言局限：仅用雄性、样本量小、相关未校正多重比较、转录水平未配蛋白验证、多组学属相关非因果，需移植/补剂/敲除实验确认。
结论翻译：综上，MP感染驱动肺部炎症与巨噬过度活化，伴转录失衡与肺代谢重塑。关键代谢物（3′-AMP、4-咪唑丙烯酸）与炎症细胞因子（Il12a、Il18）的探索性相关提示代谢重编程可调节免疫。并发肠道失调（Marvinbryantia富集）及粪代谢改变（9,10-二羟基硬脂酸降低）亦关联Il12a与Il18，为肺-肠轴参与提供初步支持。本研究勾勒出MPP中免疫-代谢扰动，并探索性提示粪微生物与代谢特征可作辅助诊断候选标志物及潜在治疗靶点。
