2025年1月23日，发表在《Cell》上的文章，通讯作者是加拿大多伦多大学的Arthur Mortha教授。作者研究，并揭示了肠道共生原生动物Tritrichomonas musculis（T. mu）如何通过影响肺部免疫环境，进而影响呼吸道疾病的相关机制。

我们知道，肠道微生物主要包括细菌，真菌，以及原生动物，所以这篇文章仍旧可以归为肠道菌群相关文章，但是切入角度却与传统不同，别出心裁。

摘要小结：

作者发现Tritrichomonas musculis（一种寄居在动物肠道的原生动物）对宿主的免疫系统和肠道健康可能产生一定的影响。并且，像T. musculis这样的共生原生动物不仅仅在肠道内发挥作用，还能够通过与宿主的免疫系统相互作用，远程影响其他器官如肺部，进而在宿主的免疫反应中起到调节作用。在这篇文章中，作者就发现T. musculis通过调节肺部免疫环境，参与了过敏性气道炎症和肺部感染的免疫反应。

作者的Introduction是如何引出本文选题的呢？

1. 首先，作者论述了本文的研究背景和现状：现有研究提示肠道微生物群（尤其细菌）与哮喘相关，但尚未明确特定致病菌种，且远程免疫调控机制缺乏直接证据，这也是本文的核心创新点。

2. 随后，作者提出了本身的主要研究对象，肠道定植的毛滴虫（Tritrichomonas spp.）可以诱导肠道局部ILC2和嗜酸性粒细胞（EOS）聚集，增强抗蠕虫/抗菌免疫。而且ILC2可以迁移至肺部，提示肠-肺免疫细胞交流参与呼吸道疾病。

3. 随后引出又一研究对象，哮喘，哮喘病人肺中ILC2和EOS的异常积累是典型病理特征。

4. 最后，作者提出了本文的研究假设，肠道共生原生动物肌肉毛滴虫（T. mu）是否通过调控肠道ILC2的跨器官调控，影响肺部嗜酸性粒细胞免疫反应，进而影响过敏性哮喘或肺部感染性疾病的临床结局。

本文的主要关键点：

肠道共生原生动物T.mu驱动肠道来源的ILC2向肺部迁移。T.mu 通过 ICOS-OX40-IL-2 信号轴建立 ILC2、B 细胞和 T 细胞的三方互作网络。T.mu 触发的肺部免疫网络促进稳态嗜酸性粒细胞增多。T.mu 加重哮喘，同时增强对结核分枝杆菌（M.tb）感染的防御能力。

本文的主要研究结果：

T.mu定植增强全身2型免疫

实验研究采用两种给药途径（经口灌胃与自然食粪行为）建立T.mu定植小鼠模型，持续3周后系统性评估血液、结肠、肺和骨髓的2型炎症，经流式细胞术分析，嗜酸性粒细胞在血液、结肠及骨髓中的分布呈现显著上调趋势。值得注意的是，骨髓中CCR3+α4β7−与CCR3+α4β7+双表型嗜酸性粒细胞亚群数量同步增加，而肺部嗜酸性粒细胞也显著上调，其他主要免疫细胞群体的比例未发生显著波动。

分子水平分析揭示，T.mu定植组小鼠肺组织2型细胞因子IL-5与IL-13的mRNA表达显著上调，同时IL-5蛋白水平也同步升高。但与过敏反应密切相关的胸腺基质淋巴细胞生成素（TSLP）、IL-25、IL-33以及炎症相关因子IL-1β、IL-18的表达水平均未见明显改变。

H&E、PAS及Masson染色显示，血管周围嗜酸性粒细胞显著浸润，但肺组织未检测到典型炎症细胞浸润、杯状细胞增生或胶原沉积等病理改变。免疫荧光进一步确认了嗜酸性粒细胞的定位特征。

表明T.mu 能够有效诱导全身性嗜酸性粒细胞增多，这种效应可能通过选择性激活2型免疫通路实现。

T.mu 通过炎症性iILC2调节肺部免疫

作者通过流式细胞术结果提示感染后小鼠肺部ILC2s数量显著增加，其中Lin⁻Gata3⁺KLRG1ʰⁱCD25ˡᵒʷ表型的炎性iILC2亚群特异性扩增。而该群体高表达IL-5、IL-13及IL-17a，并与转录因子RORγt上调相关，提示其功能活性增强。T.mu 感染后，肺部ILC2s数量显著增加，表明T.mu 定植促进了 Lin-Gata3+KLRG1hiCD25 low iILC2 群体。小鼠肺部 iILC2 显著增加，但 nILC2 没有增加，iILC2 表达更高水平的 Il5 和 Il13 以及 Il17a，与 RORγt 水平升高相吻合。

为了探讨肺 iILC2是否为肠道来源，作者使用光转换技术追踪肠道来源ILC2s，发现感染后第3天，肺iILC2中可检测到肠道迁移标记，而稳态nILC2无此现象，证实肠道iILC2是肺浸润的主要来源。随后，作者进一步探究iILC2迁移的关键信号通路发现，T.mu感染3周显著提升S1P水平。单细胞RNA测序进一步揭示，肺iILC2中S1PR1和S1PR4表达上调。功能验证显示，S1PR4特异性拮抗剂CMY50358可完全抑制iILC2的肠道-肺迁移，而S1PR1缺陷小鼠在T.mu定植后仍保留嗜酸性粒细胞升高表型。结果表明，T.mu 通过S1PR4依赖的机制促进iILC2s从肠道迁移到肺部。

T.mu 以S1PR4 依赖性、微生物群依赖性及琥珀酸盐驱动的方式促进肺嗜酸性粒细胞增多

为了明确T.mu的肺部免疫调控作用是否具有肠道微生物群依赖性。作者使用甲硝唑治疗 T.mu 定植小鼠后，肺嗜酸性粒细胞反应消失。无菌小鼠实验进一步证实，单独T.mu定植无法诱导无菌小鼠肺部嗜酸性粒细胞增多，需依赖SPF微生物群同时存在时方能实现。机制层面，作者将T.mu通过饮水外源性补充琥珀酸盐处理常规 SPF 小鼠，结果提示，该干预可部分模拟T.mu定植后表型，以IL-5依赖方式增加肺iILC2，揭示微生物代谢物琥珀酸盐和S1P双信号驱动T.mu的肺部免疫调控作用。

研究者检测 T.mu 定植后小鼠肺部ILC2s（炎症性iILC2）、T细胞和B细胞的相互作用。结果发现，T.mu 定植后，肺部ILC2s、T细胞和B细胞形成三方免疫网络。ICOSL和OX40阻断抗体显著减少了肺部ILC2s和嗜酸性粒细胞的数量。利用基因缺陷小鼠模型验证，并提出级联调控通路：B细胞通过ICOSL激活iILC2→iILC2通过OX40L刺激CD4+ T细胞→T细胞以OX40依赖性方式产生IL-2→IL-2反馈促进iILC2活化和嗜酸性粒细胞募集。

T.mu 对哮喘的影响

通过构建屋尘螨（HDM）诱导的小鼠哮喘模型发现，与常规哮喘模型组相比，T.mu定植组展现出更为严重的炎症表型。具体表现为T.mu定植小鼠的肺泡和间质炎症显著加剧，病理评分显著升高。且显著促进CD45+免疫细胞在肺泡灌洗液中的聚集，其中嗜酸性粒细胞占比突出，并主要分布于肺脉管系统和实质周围。这些证据表明，T.mu通过远程调控肺免疫反应，加剧过敏性气道炎症。

为验证临床相关性，研究团队进一步分析了严重哮喘（SA,n=29）和非哮喘性支气管扩张症患者痰液的宏基因组数据。通过ITS序列特异性检测发现：SA组中与人类T.mu相关原生动物物种的序列丰度显著高于BE组。尽管仅约10%的SA患者痰液样本检测到原生动物特征，但研究者推测粪便样本可能具有更高的检出灵敏度。值得注意的是，与人类数据形成对比的是，HDM处理的小鼠肺组织始终未检测到T.mu特异性基因表达。总之，该部分内容通过动物模型与临床样本的测序数据相结合，说明了T.mu加重过敏性气道炎症。

原文链接：DOI: 10.1016/j.cell.2024.11.020