徐建国院士：免疫菌防治新冠研究进展

2022年4月17日，以“构建国家医学卫生健康战略科技力量”为主题的2022年中国医学发展大会隆重召开，本次大会搭建国家平台，展示重要成就，共议国家医学科技创新体系建设方略，引领医学卫生健康发展方向。

在本次大会上，传染病预防控制专家、中国工程院院士、中国医学科学院学部委员、南开大学公共卫生与健康研究院院长徐建国教授做了“免疫菌防治新冠研究进展”的报告分享。针对免疫菌的效果研究进行深入解读。

免疫菌（Immunobiotics）属于益生菌的一种，2003年第一次在文献中出现。其可以通过肠道刺激黏膜免疫系统，对肠道、呼吸道，通过免疫调节发挥抗感染和调节固有免疫、获得性免疫的作用。目前是非常新的命题。

免疫菌具有抗微生物感染的作用。图1可以看出，用沙门氏菌（Salmonella）给动物免疫记忆以后，可以降低动物的死亡率。

图1  免疫菌降低动物死亡率试验

徐建国院士实验室最近的一项研究表示，一种被称为“bacteroides dorei”的新型免疫菌能对流感病毒感染的小鼠发挥作用。可降低病毒载量，使感染后的小鼠病死率降低，可以发挥一系列的作用，包括肺部病理的改变等。

国外报道丨免疫菌对新冠肺炎的作用

免疫菌是否对新冠肺炎也有所作用呢？

国内外学者开展了相关研究，其中一项研究是将细胞用免疫菌处理之后，在不同的时间段再进行新冠病毒感染，发现细胞可以对新冠病毒感染的抗性增加，病毒的细胞毒性也减少。

副干酪乳杆菌具有能够增强乳铁蛋白对抗新冠病毒

发表在Taylor & Francis上的一篇文章“Lacticaseibacillus paracasei DG enhances the lactoferrin anti-SARS-Cov-2 response in Caco-2 cells”是关于副干酪乳杆菌具有能够增强乳铁蛋白对抗新冠病毒的作用的研究。

副干酪乳杆菌可以诱导一些基因的表达，抗病毒的细胞因子对病毒的识别和抗病毒反应应答信号相关基因的表达，均能够发挥好的作用，具有统计学的显著意义。

副干酪乳杆菌DG显著提高了抗病毒细胞因子干扰素α（IFNA1）和β（IFNB1）的水平（图2a）。此外，副干酪乳杆菌DG显著增强了TLR7的表达（TLR7是一种参与RNA病毒感应的模式识别受体）；IFIH1，编码MDA5的基因，是病毒RNA的分子传感器；IRF7和MAV参与抗病毒反应信号通路（图2b和2c）。

值得注意的是，与其他益生菌菌株相比，副干酪乳杆菌DG显著触发IFNA1、IFNB1、TLR7、IFIH1、IRF7和MAVS转录水平的上调，显示出上述基因上调的趋势。

图2  乳杆菌菌株增强体外抗病毒免疫应答

在病毒载量方面，也发现了部分变化，副干酪乳杆菌抑制了一部分病毒基因的表达。因此，该免疫菌与新冠病毒的细胞模型中，出现了可观测到的抑制现象。

如图3a所示，在副干酪乳杆菌DG处理的Caco-2细胞中，这两个基因的表达显著降低，表明益生菌菌株预处理可在体外抑制SARS-CoV-2复制。

图3  副干酪乳杆菌DG菌株在体外保护肠上皮细胞免受SARS-CoV-2感染

众所周知，SARS-CoV-2感染会导致促炎性细胞因子水平升高，在最严重的情况下，患者的预后会随着促炎性细胞因子的大量产生而显著恶化。

为了确定益生菌菌株预处理是否可以在体外预防SARS-CoV-2感染引发的炎症反应，本实验测试了经乳杆菌细胞预处理或未经乳杆菌细胞预处理的SARS-CoV-2感染Caco2细胞中炎症和抗炎细胞因子的表达谱（图4）。感染SARS-CoV-2后，所有测量的细胞因子的转录水平趋于上调。值得注意的是，与对照组相比，副干酪乳杆菌DG菌株预处理感染的Caco-2细胞显著降低了IL6、CXCL8、TSLP和TGFB1基因的mRNA表达水平，并增加了IL10的转录水平（图4a和4b）。副干酪乳杆菌DG株具有抗病毒活性后，病毒载量降低。

图4  乳杆菌在体外调节SARS-CoV-2感染产生的细胞因子

徐建国院士表示在细胞因子方面，副干酪乳杆菌抑制了白细胞介素6（IL6）等基因的表达，所以，副干酪乳杆菌也具有抗感染的作用。免疫菌强调的是菌株的特异性，不同的菌株其作用不同。

益生菌可改善新冠肺炎门诊患者的症状和病毒清除率试验

2022年1月11日发表的一项随机、四盲、安慰剂对照试验，表示益生菌可改善新冠肺炎门诊患者的症状和病毒清除率。(这项试验包括多种细菌，没有强调株的类型。)

该研究将受试者按1：1的比例分配给益生菌配方[植物乳杆菌KABP022、KABP023和KAPB033菌株，加上酸化乳球菌KABP021菌株，总计2×10⁹菌落形成单位（CFU）]或安慰剂，为期30天。

益生菌组147人中有78人（53.1%）完全缓解，而安慰剂组146人中有41人（28.1%）完全缓解（P<0.001），多重校正后显著。

在研究期间没有发生住院或死亡。与安慰剂相比，补充益生菌的耐受性良好，减少了鼻咽病毒载量、肺浸润以及消化道和非消化道症状的持续时间。在益生菌和安慰剂之间，粪便微生物群中未检测到显著的成分变化，但与安慰剂相比，补充益生菌显著增加了对抗新型冠状病毒（SARS-CoV2）的特异性IgM和IgG。

益生菌组患者报告发热、咳嗽、头痛、身体疼痛（肌痛）、呼吸急促（呼吸困难）、恶心、腹泻和腹痛的天数显著减少。

表1  各治疗组在基线检查时出现各种症状的受试者人数

与安慰剂相比，益生菌治疗在第15天和第30天的鼻咽病毒载量降低（均P<0.001；图5a）。同时对肺部病变的降低，对血清中与SARS-CoV-2结合IgG和IgM抗体的增加均有统计学意义。

图5  病毒载量、胸部X射线异常评分、血清抗体水平等

徐建国院士丨植物乳杆菌对于新冠肺炎治疗方面的试验

植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum，LPG）是乳酸菌的一种，最适生长温度为30~35℃，厌氧或兼性厌氧，菌种为直或弯的杆状，单个、成对或成链状，最适pH 6. 5左右，属于同型发酵乳酸菌。

植物乳杆菌丨图虫创意

植物乳杆菌是否在疫苗中发挥作用？

徐建国院士表示他们实验室做了相关研究。他们首先给小鼠接种疫苗，30日后，小鼠体内抗体降下来，再给予小鼠植物乳杆菌（LPG），可观察到抗体水平增高。之后，为验证上述实验，又利用了胡兰毒素刺激，证实了植物乳杆菌可刺激抗体水平增高。

继而，利用免疫菌考虑对新冠肺炎的治疗，免疫了六个月后的小鼠，经过抗生素处理（因为不处理，细菌在小鼠肠道是无法存活的），在给予植物乳杆菌，不同时间采集标本，发现抗体梯度有轻微的升高。

图6  免疫6个月后口服LPG可改善小鼠的体液免疫反应

试验发现免疫时间比较长，所以，考虑疫苗后直接给予植物乳杆菌，发现血清中的抗体、中和抗体，肺泡内的抗体都会发生增高的现象，但是总的免疫球蛋白并没有增加，所以其提示了植物乳杆菌可能在小鼠体内增强疫苗诱导的有效免疫反应，延长了记忆基细胞。

植物乳杆菌效果总结：

1.在缺乏疫苗或免疫原的情况下，能够增强和延长记忆B细胞的反应；

2.接种后立即给予LPG可增强小鼠对SARS-Cov-2的体液反应，稳定小鼠的红细胞特异性T细胞反应；

3.LPG可下调炎症反应和凋亡途径，上调干扰素反应；

4.LPG可增强与T细胞和B细胞活化、增殖、存活、向记忆细胞分化和迁移相关的基因表达；

5.口服LPG有可能减轻呼吸道炎症，改善SARS COV-2的复制，从而改善临床表现，促进COVID-19患者的康复；

免疫菌临床研究情况

据临床试验网记录，免疫菌应用于新冠肺炎治疗或预防的临床试验（注册）共32项。主要集中在欧洲（共14项，其中西班牙7项），在我国，共开展了4项，其中香港2项，北京2项。

32项临床研究共涉及33株菌株，主要集中在乳杆菌属和双歧杆菌属。

图7  LPG作用仍需临床研究证实

新冠肺炎的防控是我国目前面临的最主要健康问题。我们虽然接种了疫苗，但是疫苗方面也存在局限性，接种一针后，还有第二针、第三针，同时存在疫苗供给问题等。

目前关于植物乳杆菌的效果仅仅获得小鼠实验的结果，还需在临床试验中进一步验证。如果能在严格的临床试验中证实，那么，希望这些免疫菌能在我国新冠的防控和治疗方面发挥其作用。

作者丨李彤

来源丨健康界呼吸感染前线

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