人體腸道微生物基因組作為人類的第二套基因組，與人類健康密切相關(guān)。大量的研究表明腸道微生物與包括心血管、腫瘤、神經(jīng)、消化等多種疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，闡明其因果關(guān)系一直是該領(lǐng)域的主要目標(biāo)之一。

2023年8月10日，北卡羅來納大學(xué)教堂山分校的Angela Wahl，姚文博及 J Victor Garcia合作在Nature Biotechnology在線發(fā)表題為“A germ-free humanized mouse model shows the contribution of resident microbiota to human-specific pathogen infection“的研究論文，該研究成功開發(fā)了無菌免疫人源化小鼠模型，為直接研究腸道微生物在人類特異性病原體感染的易感性和致病機(jī)制提供了可能。

利用這種模型，該研究成功評估常駐菌群在人類特異性病毒EBV和HIV的感染建立、復(fù)制和致病過程中的作用。研究發(fā)現(xiàn)腸道微生物的存在促進(jìn)了EBV感染和EBV誘導(dǎo)的腫瘤發(fā)生的建立，并且增加了HIV的感染率和復(fù)制活躍水平。與無菌小鼠相比，有腸道菌群的小鼠感染后的血漿和組織中HIV- RNA水平更高。分析腸道組織發(fā)現(xiàn)，HIV的靶細(xì)胞CCR5+ CD4+ T細(xì)胞在有腸道菌群小鼠中更高，表明腸道微生物群是通過調(diào)控HIV靶細(xì)胞的水平來促進(jìn)了HIV的感染和致病過程。

研究者利用骨髓-肝-胸腺（BLT）平臺創(chuàng)造了擁有人類免疫系統(tǒng)的小鼠，并將它們分別飼養(yǎng)在具有腸道微生物群（SPF，CV小鼠）或沒有微生物群（無菌，GF小鼠）的環(huán)境中。將這些小鼠暴露于HIV或EBV，并監(jiān)測病毒的感染率、復(fù)制水平以及致病過程。研究結(jié)果表明腸道微生物群的存在促進(jìn)了HIV和EBV感染率和致病過程。研究者發(fā)現(xiàn)有腸道菌的CV小鼠在直腸感染后顯示出了HIV的感染率增加（提高了200%）；相比于無菌小鼠，CV小鼠在經(jīng)口暴露后HIV的感染率增加了300%，并且HIV復(fù)制水平顯著增加。其中腸道內(nèi)病毒復(fù)制水平增加最顯著，HIV-RNA水平在腸道微生物群的存在下提高了近1,500倍，在外周血漿以及其他非腸道組織，如骨髓、肝臟和肺部，也觀察到了HIV-RNA水平的升高。此外，與GF小鼠相比，CV小鼠在EBV感染后也出現(xiàn)了更高的感染率以及致瘤性。這些結(jié)果表明，腸道微生物群在兩種人類特異性病原體，HIV和EBV的感染建立中發(fā)揮著中心作用，并且促進(jìn)了其致病性。

用人造血細(xì)胞對GF-BLT小鼠進(jìn)行重建（圖源自Nature Biotechnology）總之，該模型為直接研究腸道微生物在多種感染性疾病（尤其是人類特異性病原體）以及非傳染性疾病的發(fā)生與發(fā)展中所扮演的作用和相關(guān)機(jī)制提供了實(shí)驗(yàn)可能，也為進(jìn)一步通過定植和操縱特定腸道微生物以對抗疾病，保護(hù)人體健康奠定了平臺基礎(chǔ)。參考消息：https://www.nature.com/articles/s41587-023-01906-5