Akkermansia muciniphila通过重塑内毒素耐受巨噬细胞表型缓解脓毒症诱导的免疫抑制

《Pathogens and Disease》：Akkermansia muciniphila attenuates sepsis-induced immunosuppression by shaping endotoxin-tolerant macrophage phenotype

本研究针对脓毒症免疫抑制这一临床难题，探索了肠道益生菌Akkermansia muciniphila(AKK)的免疫调节作用。研究人员通过16S rRNA测序发现脓毒症免疫抑制患者AKK丰度显著降低，进而通过体外巨噬细胞模型和体内小鼠模型证实AKK能够将内毒素耐受巨噬细胞从M2表型重编程为M1表型，提升细菌清除能力，为脓毒症免疫治疗提供了新靶点。

　　

在重症监护病房中，脓毒症始终是威胁患者生命的头号杀手。这种由感染引发的全身性炎症反应综合征，每年导致全球约1100万人死亡，相当于每18秒就有1人因脓毒症离世。更令人担忧的是，在脓毒症的病理过程中，免疫抑制已成为影响患者预后的关键因素——它使患者如同"免疫系统被冻结"，极易遭受二次感染，最终导致器官功能衰竭。

传统的抗感染治疗对此往往束手无策，科学家们开始将目光转向人体内最大的免疫器官——肠道。其中，一种名为Akkermansia muciniphila(AKK)的肠道益生菌引起了研究人员的注意。这种能够降解黏蛋白的细菌已被证明在肥胖、糖尿病等代谢性疾病中发挥积极作用，但它在脓毒症免疫调节中的角色仍是一片未知的领域。

带着这样的疑问，钱航和赵飞研究团队在《Pathogens and Disease》上发表了他们的最新发现。研究人员首先从临床样本入手，通过检测单核细胞表面mHLA-DR表达水平将脓毒症患者分为免疫正常组和免疫抑制组。16S rRNA测序结果显示，免疫抑制组患者肠道中AKK的丰度显著降低，这为后续研究提供了重要的临床证据。

为了深入探索机制，研究团队建立了内毒素耐受巨噬细胞模型。他们用低剂量LPS(脂多糖)预处理RAW 264.7细胞，再用高剂量LPS刺激，成功模拟了脓毒症中的免疫耐受状态。流式细胞术分析显示，这些耐受性巨噬细胞表现出典型的M2表型特征：CD86(M1标志物)表达下降，CD206(M2标志物)表达上升。ELISA检测进一步证实，细胞上清液中M1相关因子TNF-α(肿瘤坏死因子-α)减少，而M2相关因子Arg-1(精氨酸酶-1)增加。

更令人惊喜的是，当研究人员将活菌AKK、巴氏灭菌AKK或AKK培养上清与这些耐受性巨噬细胞共培养后，出现了明显的表型转换：CD86阳性的M1型巨噬细胞增多，CD206阳性的M2型巨噬细胞减少。同时，细胞对铜绿假单胞菌的清除能力也显著增强，这表明AKK确实能够"唤醒"处于休眠状态的免疫细胞。

在动物实验中，研究团队通过腹腔注射LPS建立了内毒素耐受小鼠模型。与体外实验结果一致，口服AKK制剂的小鼠表现出更好的免疫状态：血清中免疫抑制因子IL-10(白细胞介素-10)水平下降，外周血单核细胞MHC II(主要组织相容性复合体II)表达升高。当用铜绿假单胞菌进行二次攻击时，AKK处理组小鼠的细菌负荷明显低于对照组，存活率也更高。

研究采用的关键技术方法包括：从20例脓毒症患者队列中采集粪便样本进行16S rRNA测序分析菌群差异；通过LPS梯度刺激RAW 264.7细胞建立内毒素耐受巨噬细胞模型；使用流式细胞术检测巨噬细胞表面标志物CD86/CD206；采用ELISA法检测TNF-α、Arg-1、IL-10等细胞因子水平；通过铜绿假单胞菌感染实验评估细菌清除能力；建立小鼠内毒素耐受模型进行体内验证。

3.1 AKK细菌在脓毒症免疫抑制患者中的丰度

通过对脓毒症患者粪便样本的16S rRNA测序分析发现，免疫抑制组患者肠道中AKK细菌的丰度显著低于免疫正常组。在门水平上，免疫抑制组患者的疣微菌门(Verrucomicrobiota)丰度明显降低，而AKK正是该门下的唯一属。这些数据表明AKK的减少与脓毒症免疫抑制状态密切相关。

3.2 AKK细菌对内毒素耐受巨噬细胞表型的影响

体外实验表明，内毒素耐受巨噬细胞倾向于分化为M2表型，表现为CD86表达降低、CD206表达升高，同时M1相关因子TNF-α分泌减少、M2相关因子Arg-1分泌增加。这种表型转变导致巨噬细胞对铜绿假单胞菌的清除能力下降。而加入AKK制剂后，巨噬细胞表型发生重编程，M1型比例增加，M2型比例减少，细菌清除能力也相应恢复。

3.3 AKK细菌通过调节内毒素耐受巨噬细胞表型缓解免疫抑制

动物实验进一步验证了AKK的免疫调节作用。内毒素耐受小鼠经AKK干预后，肠道AKK定植量显著增加，腹腔巨噬细胞中M1表型比例上升，血清IL-10水平下降，MHC II表达升高。更重要的是，AKK处理组小鼠在铜绿假单胞菌攻击下表现出更强的细菌清除能力和更高的存活率。

该研究首次系统阐述了AKK在脓毒症免疫抑制中的保护作用机制。通过临床-体外-体内多层次证据链，证明AKK能够通过重编程内毒素耐受巨噬细胞表型，将免疫抑制性的M2型转化为免疫激活性的M1型，从而恢复机体免疫应答能力。这一发现不仅为理解脓毒症免疫失调提供了新视角，也为开发基于微生物组的免疫疗法奠定了理论基础。值得注意的是，无论是活菌、灭活菌还是代谢产物，AKK的不同制剂形式均显示出相似的免疫调节效果，这暗示其活性成分可能存在于细菌结构或分泌产物中，为后续药物开发提供了多种可能的选择。

然而，AKK诱导巨噬细胞表型转换的具体分子机制仍有待阐明。研究人员推测，AKK可能通过分泌某些活性成分（如先前报道的RKH三肽）与TLR4(Toll样受体4)等模式识别受体相互作用，从而调控下游信号通路。未来的研究需要进一步解析AKK与宿主免疫系统对话的精确分子语言，为脓毒症免疫治疗开辟新的道路。