iMeta | 华南农大任文凯组发现肠道真菌与细菌互作影响肺炎

肠道真菌与细菌互作影响肺炎

●  抗真菌药物引起的肠道真菌群失调加重了感染期间的肺部炎症；

●  肠道真菌群失调导致肠道大肠杆菌过度生长并在感染期间易位到肺部；

●  大肠杆菌诱导CD45⁺F4/80⁺Ly6G^-Ly6C^-CD11b⁺CD11c⁺巨噬细胞在肺积聚；

●  巨噬细胞的清除或TLR4的缺失均可阻断感染期间抗真菌药物引起的肺部炎症加重。

引  言

肠道是一个特别复杂的生态系统，由多种微生物组成，包括细菌、古生菌、真菌、病毒和原生动物。经过数百万年的伴随进化和与宿主的共生，肠道微生物群对宿主健康的各个方面都有贡献，包括代谢、体内平衡和免疫反应。越来越多的证据表明，肠道菌群失调通过肠-肺轴影响肺部的免疫反应，其潜在机制可能是肠道屏障破坏和细菌易位。肠道菌群失调的研究主要集中在肠道细菌的失调上，而肠道真菌作为肠道菌群的重要组成部分，其作用不容忽视。肠道真菌生态失调也会影响肺部的免疫反应和病理过程。例如，真菌生态失调增加小鼠肺2型先天淋巴样细胞（ILC2）并增强嗜酸性气道炎症；真菌失衡与COVID-19病程有关。然而，肠道真菌生态失调影响肺部免疫反应的潜在机制仍不清楚。

近年来，微生物相互作用对宿主健康的综合影响引起了人们的广泛关注，特别是真菌和细菌之间的相互作用。肠道内的细菌和真菌群落之间存在很强的功能联系，真菌和细菌以互惠或拮抗的方式相互影响，在宿主疾病中发挥重要作用。例如，大肠杆菌促进白色念珠菌（C. albicans）的毒力，而拟杆菌门和厚壁菌门抑制白色念珠菌的定植。此外，抗生素引发的肠道细菌生态失调与念珠菌种类的扩大有关。相似的研究发现，环形毛霉和白色念珠菌可以增加致病菌的定植，同时减少益生菌的定植。此外，肠道菌群已被证明通过产生铁载体来促进肠沙门氏菌的生长，同时通过产生抗菌化合物来抑制大肠杆菌的生长。值得注意的是，肠道菌群与共生菌之间的相互作用与肠道疾病密切相关，如炎症性肠病（IBD）。然而，这种相互作用对肠外疾病（如肺部炎症）的影响仍然知之甚少。

在这里，我们旨在阐明肠道真菌和细菌在感染期间通过肠-肺轴形成肺部炎症的相互作用。本研究为肠道菌群之间的相互作用对宿主免疫和疾病的影响提供了证据。

结  果

肠道真菌群生态失调加剧了感染期间的肺部炎症

为了揭示肠道菌群对肠外器官免疫应答的影响，我们首先建立了氟康唑（抗真菌剂）诱导的肠道菌群失调模型（图1A）。氟康唑有效降低了肠道真菌菌群的丰富度和绝对数量（图1B和C）。然后，与之前的方法一样，用氟康唑预处理或未预处理的小鼠感染多杀性巴氏杆菌A型（PmCQ2，一种引起肺炎的细菌）（图1A）。有趣的是，与PmCQ2感染组相比，氟康唑预处理小鼠的总体存活率明显降低（图1D），氟康唑处理小鼠肺中PmCQ2的细菌载量明显更高（图1E）。此外，我们对肺炎症细胞浸润进行组织学评估，观察到氟康唑预处理小鼠肺组织中免疫细胞浸润增加（图1F）。同样，氟康唑预处理增加了血清和肺中炎症细胞因子的水平，包括白细胞介素-1β （IL-1β）、干扰素-γ （IFN-γ）、肿瘤坏死因子-α （TNF-α）、IL-6、IL-12和IL-17（图G-J）。然而，除Il10外，这些细胞因子的mRNA表达没有改变（图S1A-G），表明这些细胞因子在这种情况下存在翻译后调控。这些结果表明，氟康唑诱导的肠道真菌群失调加重了PmCQ2感染期间的肺部炎症。

为了研究观察到的真菌菌群失调加重的肺部炎症是否对PmCQ2感染具有特异性，我们采用了一种单独的细菌病原体，肺炎链球菌（S. pneumonia），这是社区获得性肺炎的一种常见原因。虽然结果无统计学意义，但氟康唑预处理表现出与PmCQ2感染模型相似的趋势，生存率降低，肺部细菌负荷增加（图S2A和B）。同样，氟康唑预处理小鼠的血清和肺部炎症因子，如IFN-γ、TNF-α和IL-6水平显著升高（图S2C和D）。为了进一步排除这种现象是肺部病原体特异性的，用氟康唑预处理小鼠3周后感染大肠杆菌。在该模型中，氟康唑增加了肺细菌负荷和炎症细胞因子水平，如血清中IFN-γ、IL-6和TNF-α，肺中IL-1β和IL-6（图S2E-H）。虽然观察到不同感染模型对存活率和肺部细菌负荷的影响不同，但这些结果一致表明，氟康唑诱导的肠道菌群失调会加重感染期间的肺部炎症，与病原体种类无关。

鉴于PmCQ2对氟康唑治疗的敏感性，我们使用两性霉素-B进一步评估肠道真菌群失调对感染期间肺部炎症的影响（图1A），两性霉素-B是另一种抗真菌药物，其作用机制与氟康唑不同。我们观察到两性霉素-B的处理增加了死亡率和肺部细菌负荷 （图1K和L），以及血清和肺部炎症细胞因子 （图1M和N）。因此，这些结果证实，肠道真菌群扰动加剧了感染期间的肺部炎症和死亡风险。

图1. 抗真菌药物加重感染期间肺炎

（A）氟康唑（FCZ）和两性霉素-B （AmB）处理和PmCQ2感染的实验设计。（B）小鼠肠道菌群α -多样性（n = 5和6）。（C）真菌种群绝对丰度（n = 6）。（D）通过Log-rank检验分析小鼠存活率（n = 15）。（E）小鼠肺部细菌负荷为平均值±SEM （n = 6）。（F）苏木精-伊红（HE）染色分析肺部炎症（比例尺，50 μm）。（G-J）小鼠血清和肺组织中IL-1β、IFN-γ、TNF-α、IL-6、IL-12、IL-17水平（n = 8）。肺组织IL-17数据采用Mann-Whitney U检验分析，以四分位数间差（M（IQR））和中位数表示。（K）采用Log-rank检验分析小鼠存活率（n = 10）。（L）小鼠肺细菌负荷以平均值±SEM表示（n = 8）。（M-N）小鼠血清和肺中IL-1β、IFN-γ、TNF-α和IL-6水平（n = 7-8）。血清IFN-γ、IL-6、肺IL-1β、TNF-α、IL-6数据采用Mann-Whitney U检验分析，并用M（IQR）表示。数据采用非配对t检验分析，除非有特殊说明，否则用平均值±SD表示。*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001。

肠道真菌群是控制感染期间肺部炎症所必需的

紧接着，我们在PmCQ2感染前将肠道真菌群中最丰富的白色念珠菌或肠道真菌群重新定殖到氟康唑治疗的小鼠中（图2A）。根据前人的研究，收集经抗生素混合物（Abx，含万古霉素、新霉素、氨苄西林和甲硝唑）处理的小鼠粪便，制备肠道真菌群。与图1的结果一致，氟康唑增加了感染后的死亡率、肺部细菌负荷和促炎细胞因子水平（图2B-D）。值得注意的是，肠道菌群的再定殖降低了死亡率、肺部细菌负荷和促炎细胞因子的产生（图2B-D）。白色念珠菌的再定殖也显著降低了肺部细菌负荷，并在一定程度上降低了肺部和血清中促炎细胞因子的产生（图2B-D），这表明肠道真菌群可能是控制感染期间肺部炎症所必需的。

图2. 肠道真菌群补充减轻了感染期间肺部的炎症

（A）氟康唑处理、肠道真菌群回补和PmCQ2感染小鼠的实验设计。（B）小鼠存活率（n = 10）。（C）小鼠肺细菌负荷以平均值±SEM表示（n = 8）。（D）血清和肺中IL-1β、IFN-γ、TNF-α、IL-6、IL-12和IL-17的水平（n = 8）。数据采用Log-rank检验（B）和单因素方差分析（C-D）进行分析，除非另有说明，否则以平均值±SD表示。*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001。

肠道真菌群失调诱导大肠杆菌扩增和易位

为了确定感染期间与肺部炎症相关的特异性真菌，我们分析了氟康唑处理3周后或感染PmCQ2的小鼠肠道真菌种群。PCoA图和Venn图显示了不同组肠道菌群组成的变化（图3A和图S3A-B, D-E, G-H）。虽然氟康唑降低了肠道菌群的丰富度（图1A），但在属水平上，氟康唑与对照组、对照组和PmCQ2感染组、PmCQ2感染组和氟康唑处理后PmCQ2感染组之间没有发现肠道真菌的重叠。（图S3C, F, I）。

细菌-真菌相互作用已被发现会影响免疫反应的发展，因此，我们随后分析了细菌群。PCoA分析显示不同组之间肠道菌群的分离（图3B和图S4A-C）， Venn图显示氟康唑治疗（氟康唑与对照组）、PmCQ2感染（对照组与PmCQ2感染组）或氟康唑治疗和PmCQ2感染（PmCQ2感染组和氟康唑处理后PmCQ2感染组）后细菌种群的异同（图S4D-F）。在氟康唑与对照组、对照组与PmCQ2感染组、PmCQ2感染组和氟康唑处理后PmCQ2感染组之间，几种细菌在物种水平上发生了变化PmCQ2（图S4G-I）。值得注意的是，大肠杆菌是氟康唑与对照组、对照组与PmCQ2感染组、PmCQ2感染组和氟康唑处理后PmCQ2感染组在物种水平上唯一重叠的细菌（图S4G-I）。在给予氟康唑（氟康唑组与对照组）或PmCQ2感染（对照组与PmCQ2感染组）后，肠道大肠杆菌的相对丰度增加，而给予氟康唑治疗和PmCQ2感染的小鼠，肠道大肠杆菌相对丰度较低（图3C）。此外，粪便中大肠杆菌数量变化也支持这一结论（图3D）。考虑到肠道真菌影响细菌生长，如肠沙门氏菌和大肠杆菌，我们设想肠道真菌群抑制肠道大肠杆菌的生长，因此氟康唑处理的小鼠在感染PmCQ2之前肠道大肠杆菌丰度更高（图3C和D）。为了验证这一假设，收集小鼠粪便（氟康唑处理或未处理）的上清液与大肠杆菌体外共培养12 h（图3E）。与体内观察类似，氟康唑治疗组大肠杆菌过度生长（图3F）。为了直接证明真菌抑制大肠杆菌的生长，我们收集了白色念珠菌的培养上清与大肠杆菌共培养（图3G）。白色念珠菌培养上清如预期的那样抑制了大肠杆菌的生长（图3H）。

肠道菌群失调或真菌耗竭会破坏肠道屏障。因此，我们假设氟康唑治疗后肠道大肠杆菌丰度的增强可以在感染过程中通过产生脂多糖（LPS）转运到肺部诱导炎症，因此氟康唑治疗和PmCQ2感染小鼠肠道大肠杆菌丰度较低（图3C和D）。为了验证这一假设，我们首先分析了氟康唑治疗小鼠的肠道通透性。氟康唑增加了感染期间肠内伊文思蓝的渗透量（图3I），表明氟康唑治疗破坏了肠屏障。我们进一步分析了大肠杆菌和LPS在循环和肺中的含量。正如预期的那样，在感染期间，氟康唑处理小鼠的血液和肺部中大肠杆菌和LPS的含量增加（图3J和K）。此外，为了证明大肠杆菌的迁移确实发生了，在感染PmCQ2之前，在氟康唑处理后小鼠定植了GFP标记的大肠杆菌菌株。在血液和肺部均检测到GFP标记的大肠杆菌（图3L和M）。综上所述，这些发现表明肠道真菌的生态失调导致大肠杆菌过度生长，并在感染期间转移到肺部，加重肺部炎症。不幸的是，在这种情况下，真菌产生的抑制大肠杆菌生长的确切代谢物尚不清楚。

图3. 肠道真菌群生态失调导致大肠杆菌扩张

（A） Ctrl, FCZ, Ctrl.PmCQ2 和FCZ.PmCQ2组真菌群落的PCoA分析（n = 5-10）。（B） Ctrl, FCZ, Ctrl.PmCQ2 和FCZ.PmCQ2组的细菌群落PCoA分析（n = 8）。（C） Ctrl, FCZ, Ctrl.PmCQ2 和FCZ.PmCQ2组的大肠杆菌相对丰度（n = 8）。（D） Ctrl, FCZ, Ctrl.PmCQ2 和FCZ.PmCQ2组的大肠杆菌绝对丰度（n = 6）。（E）氟康唑处理（或未处理）小鼠粪便代谢物与大肠杆菌共培养的实验设计。（F）氟康唑处理小鼠粪便代谢物促进大肠杆菌生长（n = 8）。（G）白色念珠菌代谢物与大肠杆菌共培养的实验设计。（H）白色念珠菌代谢产物对大肠杆菌生长的抑制作用（n = 8）。（I）氟康唑处理小鼠肠道通透性测定（n = 8）。（J） Ctrl.PmCQ2 和FCZ.PmCQ2组血液和肺中大肠杆菌拷贝数的定量PCR，数据用平均值 ± SEM表示 （n = 7 和8）. （K）血清和肺部LPS水平，采用Mann-Whitney U检验分析，用M（IQR）表示（n = 8）。（L）血液中GFP标记的大肠杆菌（n = 6）。（M）肺中GFP标记的大肠杆菌（比例尺，50 μm）。数据采用非配对t检验分析，除非有特殊说明，否则用平均值±SD表示。*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001。

肠道真菌群生态失调诱导CD45⁺F4/80⁺Ly6G^-Ly6C^-CD11b⁺CD11c⁺巨噬细胞积累

为了探讨感染期间肠道菌群失调加重肺部炎症的潜在机制，我们进一步分析了氟康唑治疗和PmCQ2感染后免疫细胞的变化。使用流式细胞术对肺组织中的免疫细胞进行分析（图S5）。氟康唑对CD4⁺和CD8⁺ T细胞的百分比和数量以及Th1、Th2、Th17和Treg细胞的百分比影响不大（图S6）。虽然单核细胞、中性粒细胞和F4/80⁺巨噬细胞的百分比没有改变，但氟康唑降低了间质巨噬细胞（CD45⁺F4/80⁺Ly6G^-Ly6C^-CD11b⁺CD11c^-）的百分比，但增加了肺泡巨噬细胞（CD45⁺F4/80⁺Ly6G^-Ly6C^-CD11b^-CD11c⁺）和活化巨噬细胞（CD45⁺F4/80⁺Ly6G^-Ly6C^-CD11b⁺CD11c⁺）的百分比（图4A-B和图S6）。此外，氟康唑增加了NK细胞（CD45⁺F4/80^-NK1.1⁺CD3^-）和NK-T细胞（CD45⁺F4/80^-NK1.1⁺CD3⁺）的百分比，而对CD11b⁺ NK细胞的百分比没有影响（图4C-D）。但氟康唑降低了2型先天淋巴样细胞（ILC2；CD45⁺CD127⁺Lin^- GATA3⁺CD25⁺）（图4E-F）。与多流式观察结果一致，免疫荧光分析也显示氟康唑处理小鼠肺中活化的巨噬细胞（CD11b⁺CD11c⁺F4/80⁺）和NK细胞（NK1.1⁺CD3⁺）数量增加（图4G）。我们之前的研究已经显著表明，巨噬细胞在PmCQ2感染期间的肺部炎症中起着至关重要的作用，因此，我们假设氟康唑诱导的真菌菌群失调通过在肺部积聚活化的巨噬细胞加重了感染期间的肺部炎症。

为了验证这一假设，我们使用liposome clorophosphite在体内耗竭巨噬细胞。正如预期的那样，巨噬细胞耗竭阻断了氟康唑对感染期间肺部炎症的影响，包括存活率、肺部细菌负荷和血清和肺部中的促炎细胞因子产生（图S7A-E）。信号通路，尤其是NLRP3炎症小体，与巨噬细胞的炎症反应，尤其是IL-1β的产生有关。因此，我们在体内使用MCC950（一种特定的NLRP3抑制剂）来抑制NLRP3炎症小体的活性。氟康唑引起的肺部炎症加剧被MCC950阻断（图S7F-H）。总之，这些发现强调了氟康唑通过激活巨噬细胞增强肺部炎症的作用。然而，这一过程中NK细胞的作用需要进一步研究。

图4. 肠道真菌群生态失调诱导CD11b⁺CD11c⁺巨噬细胞聚集

（A-B）肺组织间质巨噬细胞（IM、CD11b⁺CD11c^-）、肺泡巨噬细胞（AM、CD11b^-CD11c⁺）、活化巨噬细胞（AcM、CD11b⁺CD11c⁺）的流式细胞术分析，间质巨噬细胞、肺泡巨噬细胞和活化巨噬细胞用CD45⁺F4/80⁺Ly6G^-Ly6C^-圈门（n=5和6）。（C-D）肺组织NK细胞（NK1.1⁺CD3^-）、NKT细胞（NK1.1⁺CD3⁺）和CD11b⁺NK细胞（CD11b⁺）流式细胞术分析。NK和NKT细胞用CD45⁺F4/80^-圈门；CD11b⁺NK细胞用CD45⁺F4/80^-NK1.1⁺CD3^- 圈门（n = 4和6）。（E-F）肺组织ILC2 （GATA3⁺CD25⁺）细胞流式细胞术分析，用CD45⁺CD127⁺Lin^-圈门 （n=6）。（G）肺组织CD11b⁺CD11c⁺F4/80⁺细胞和NK1.1⁺CD3⁺细胞的免疫荧光分析（n = 3，比例尺，20 μm）。采用Mann-Whitney U检验分析CD11b⁺CD11c⁺F4/80⁺细胞数量，数据用M（IQR）表示。NK1.1⁺CD3⁺细胞数以平均值±SEM表示。数据采用非配对t检验分析，除非有特殊说明，否则用平均值±SD表示。*p < 0.05， **p < 0.01， ****p < 0.0001。

大肠杆菌增加巨噬细胞的促炎反应

为了进一步探索氟康唑诱导肠道菌群失调对巨噬细胞激活的潜在机制，我们激活了腹腔巨噬细胞（PEMs），并与氟康唑处理小鼠的粪便悬液（含细菌）或代谢物（粪悬液上清，不含细菌）共培养（图5A）。有趣的是，氟康唑处理小鼠的粪便悬浮液，增加了PEMs中TNF-α和IL-1β （M1巨噬细胞激活的制造物）的产生（图5B和C），而粪便代谢物没有这一效应。此外，氟康唑处理小鼠的粪便悬液增加了PEMs中NLRP3炎性体和NF - κ B的激活（图5D和E）。与体内实验结果相似，MCC950阻断了粪便悬液诱导的PEMs中IL-1β和TNF-α的产生（图5F）。此外，RNA-seq分析还显示，氟康唑处理小鼠粪便悬液诱导PEMs的炎症相关信号通路发生变化，如“mTOR信号通路”、“NF-kappa B信号通路”和“NOD样受体信号通路”（图5G-J和图S8）。

基于前文氟康唑诱导肠道大肠杆菌生长的结果（图3C），以及氟康唑处理小鼠粪便悬液激活巨噬细胞的结果（图5B-E），我们假设是大肠杆菌激活了巨噬细胞，导致了感染期间氟康唑治疗后肺部过度炎症。值得注意的是，大肠杆菌单独可以增加体外培养的初始PEMs的IL-1β和TNF-α的产生（图5K）。

图5. 大肠杆菌促进巨噬细胞的促炎反应

（A） LPS/IFN-γ极化PEMs并与小鼠粪便体外共培养（有或没有氟康唑处理）的实验设计。（B）与粪便悬浮液共培养并经LPS/IFN-γ处理的PEMs分泌IL-1β和TNF-α （n = 6）。（C）与粪便代谢物共培养并经LPS/IFN-γ处理的PEMs分泌IL-1β和TNF-α。IL-1β和TNF-α数据用M（IQR）表示，IL-1β数据用Mann-Whitney U检验分析（n = 6）。（D）共聚焦显微镜分析与粪便悬浮液共培养并LPS/IFN-γ处理的PEMs的免疫染色，NLRP3（绿色）、ASC（红色）和Caspase-1（绿色） （n = 3；比例尺，2 μm）。数据用M（IQR）表示。采用Mann-Whitney U检验分析NLRP3和ASC的平均荧光强度（A.U）。（E）与粪便悬浮液共培养并LPS/IFN-γ处理的PEMs中NLRP3、ASC、Caspase-1、p65、p-p65和IL-1β的蛋白丰度（n = 4）。（F）与粪便悬浮液共培养并LPS/IFN-γ和MCC950 （20 μM）处理的PEMs中IL-1β和TNF-α的分泌（n = 6）。（G）与粪便悬浮液共培养并LPS/IFN-γ处理的PEMs的PCA分析（n = 4）。（H- J）差异基因的KEGG分析；免疫系统（H）、信号转导（I）和代谢途径（J）， Fold Change > 1；Padj < 0.05。（K）与大肠杆菌共培养的PEMs分泌IL-1β和TNF-α （n = 5-6）。数据采用非配对t检验分析，除非有特殊说明，否则用平均值±SD表示。*p < 0.05,  **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001。

TLR4敲除可减轻真菌菌群失调增强的肺部炎症

LPS激活巨噬细胞TLR4产生促炎细胞因子。为了进一步验证大肠杆菌在感染期间加重肺部炎症，而不是真菌。我们用氟康唑处理野生型C57BL/6、Dectin-1（真菌对β -1,3/1,6葡聚糖的识别）^-/-（图S9A）或TLR4（对LPS的识别）^-/-（图S9B）小鼠（肠道大肠杆菌丰度没有变化），随后感染PmCQ2。在野生型C57BL/6小鼠中，氟康唑在感染期间加重了肺部炎症，这是基于更高的肺部细菌负荷和促炎细胞因子的产生（图6A-C）。在Dectin-1）^-/-鼠中，氟康唑仍然增加了肺细菌载量和血清中IL-1β和TNF-α的产生，以及肺中IFN-γ、IL-6和TNF-α的产生（图6A-C）。然而，氟康唑对TLR4^-/-小鼠的肺部细菌负荷和血清和肺部促炎细胞因子的产生没有影响（图6D-F），这表明易位的大肠杆菌依赖TLR4来激活炎症。总的来说，氟康唑治疗后易位的大肠杆菌/LPS加重了感染期间的肺部炎症。

图6. TLR4缺乏可减轻肺部炎症

（A）小鼠肺细菌负荷，数据表示为平均值±SEM （n = 8）。（B）血清中IFN-γ、IL-1β和TNF-α水平。TNF-α和IL-1β的数据使用Mann-Whitney U分析，数据用M（IQR）表示 （n = 5和6）。（C） 肺部IFN -γ, IL-1β, IL-6和TNF -α 的水平（n = 8）。（D）小鼠肺部载菌量，数据用平均值±SEM （n = 7和8）。（E-F） 肺部IFN -γ, IL-1β, IL-6和TNF -α 的水平（n = 7和8）。（G） 抗真菌药物诱导的肠道菌群失调诱导肠道大肠杆菌过度扩张并迁移到血液和肺部，激活CD45⁺F4/80⁺Ly6G^-Ly6C^-CD11b⁺CD11c⁺巨噬细胞，导致感染期间肺部炎症加重，图片使用BioRender.com创建。数据采用非配对t检验分析，除非有特殊说明，否则用平均值±SD表示。*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001。

讨  论

在本研究中，我们发现肠道菌群的生态失调导致肠道大肠杆菌在感染期间过度扩张并迁移到肺部。在机制上，大肠杆菌激活CD45⁺F4/80⁺Ly6G^-Ly6C^-CD11b⁺CD11c⁺巨噬细胞中的TLR4信号，导致感染期间肺部炎症加重。以前的研究也表明真菌可以控制细菌的生长。例如，环状毛霉菌诱导拟杆菌属的增加和阿克曼氏菌属的减少，白色念珠菌减少益生菌乳酸杆菌在肠道中的定植。值得注意的是，真菌影响细菌定植、组装、生长和功能的潜在机制包括：1）分泌一些小分子，如磷酸酶、β-1,2甘露聚糖、乙醇和抗菌肽；2）产生群体感应化合物，如法尼醇；3）调节细菌生长条件，如pH和氧含量。然而，在本研究中，肠道菌群是否通过这些机制影响大肠杆菌的生长还需要进一步研究。此外，除大肠杆菌外，肠道真菌群清除导致细菌群落发生多种变化，如肠道内乳酸杆菌丰度降低。越来越多的证据表明，肠道细菌失调发生在各种急性或慢性肺部炎症疾病中，如特发性肺纤维化、哮喘、慢性阻塞性肺疾病和肺癌。在这些疾病模型中，从健康对照体移植粪便微生物群或通过抗生素治疗耗尽微生物群或无菌小鼠可以减轻肺部炎症。肠道菌群向血液中释放多种代谢物，影响宿主肺部免疫和功能。此外，肠道微生物群还会印记肠道免疫细胞，如DC和T细胞，它们可以迁移到肺部，影响健康和疾病情况下的肺部免疫反应。因此，探索真菌影响这些细菌群落变化的机制是很有趣的。此外，这些改变的肠道细菌在肠道菌群介导的肠-肺轴中的生理作用有待进一步探索。

有趣的是，我们发现肠道菌群和细菌之间的串扰加剧了感染期间的肺部炎症。以前的研究发现，肠道真菌或细菌会影响肠道甚至肠外疾病。例如，使用抗真菌药物会加重结肠炎。肠道菌群调节宿主对卵清蛋白（OVA）诱导的过敏性气道炎症的易感性。尽管先前有令人信服的研究表明，肠道真菌-细菌串扰影响疾病的进展，如酒精性肝炎。然而，肠道真菌和细菌之间的相互作用形成肠道或肠外疾病的潜在机制尚不清楚。我们发现，肠道菌群失调导致肠道大肠杆菌扩张并向肺部迁移，从而增强了感染期间肺部的炎症反应。这一结果表明，在感染期间，肠道真菌-细菌串扰通过肠-肺轴影响了肺部炎症。然而，肠道真菌-细菌串扰决定肠道疾病或其他肠外疾病发病或进展的确切机制需要进一步探索。

肠道菌群是一个复杂的微生物群落。除了真菌和细菌之间的相互作用外，其他微生物似乎也相互作用并影响宿主的健康。研究发现，肠道细菌通过增加病毒适应度来促进几种哺乳动物肠道RNA病毒的感染。因此，这些肠道微生物对宿主健康的相互作用需要进一步探索。此外，宿主共生菌群分布在皮肤、口腔、胃肠道、呼吸道和下生殖器。虽然胃肠道是研究真菌与常驻细菌相互作用最充分的部位之一，但肠道外部位的真菌-细菌相互作用也决定了宿主的健康。在口腔中，白色念珠菌增强了金黄色葡萄球菌的毒力，可引起严重的院内感染和社区获得性感染。此外，呼吸道中白色念珠菌与铜绿假单胞菌的相互作用也调节囊性纤维化患者的肺功能。微生物在不同部位之间的相互作用可能不同，因此它们对不同疾病的影响可能是环境依赖的。在这里，我们只描述了肠道真菌-细菌串扰在感染期间肺部炎症中的作用。肠外真菌-细菌串扰在调节疾病中的作用有待进一步研究。

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“iMeta” 是由威立、肠菌分会和本领域数百千华人科学家合作出版的开放获取期刊，主编由中科院微生物所刘双江研究员和荷兰格罗宁根大学傅静远教授担任。目的是发表所有领域高影响力的研究、方法和综述，重点关注微生物组、生物信息、大数据和多组学等。目标是发表前10%(IF > 20)的高影响力论文。期刊特色包括视频投稿、可重复分析、图片打磨、青年编委、前3年免出版费、50万用户的社交媒体宣传等。2022年2月正式创刊发行！发行后相继被Google Scholar、ESCI、PubMed、DOAJ、Scopus等数据库收录！2024年6月获得首个影响因子23.7，位列全球SCI期刊前千分之五(107/21848)，微生物学科2/161，仅低于Nature Reviews，同学科研究类期刊全球第一，中国大陆11/514！

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