Cell Host & Microbe封面文章 | 冯玉鹏等揭示肠道菌群如何调控疫苗效力

在全球疫苗研发与推广不断加速的背景下，科学家们也在追问：为什么同样的疫苗，在不同个体中产生的保护力差异巨大？如何理解个体间免疫应答差异，进而实现疫苗精准优化，成为现代免疫学和公共卫生领域的重要科学问题。肠道微生物群作为免疫系统的重要调节因子，近年来在动物模型中已显示出其对疫苗免疫应答的深刻影响。然而，要在人群中验证“微生物群是否直接决定疫苗应答强弱”这一因果关系，长期受限于伦理、设计与技术难题，尚无系统研究突破。

2025年4月18日，冯玉鹏博士与斯坦福大学Bali Pulendran教授课题组合作，在Cell Host & Microbe发表了封面文章：Antibiotic-inducedgut microbiome perturbation alters the immune responsesto the rabies vaccine，该研究是国际上首项通过前瞻性人群干预临床试验，系统揭示肠道微生物群通过“代谢—免疫”通路调控初次疫苗抗体应答强度、持久性与多样性的工作。研究不仅在人群中确立了微生态对疫苗反应的因果调控关系，更推动了微生态领域从基于人类样本的“相关性描述”迈向“机制验证”的研究范式转型。

研究团队在健康成年人中建立了抗生素诱导的肠道菌群耗竭模型，系统评估其对灭活狂犬病疫苗初始免疫反应的影响。研究发现，抗生素处理显著降低肠道细菌总负荷，并造成核心共生菌群的持续性丧失。肠道菌群破坏与以下多维免疫表型改变紧密相关：（1）狂犬病疫苗诱导的抗原特异性IgG和中和抗体水平显著下降，提示B细胞应答能力与抗体生成效率受损；（2）外周血转录组分析显示，促炎症基因表达增强、干扰素信号通路上调，反映免疫稳态失衡；（3）抗原特异性cTfh/Th1比例偏移，Th1型细胞频率显著升高，而Tfh功能受限，表明T细胞辅助信号发生方向性偏倚；（4）代谢组分析显示多种脂肪酰肉碱上调、次级胆汁酸显著减少，提示肠道菌群紊乱通过代谢轴对免疫稳态产生广泛影响。

在机制探索方面，研究团队整合微生物组、血液转录组、代谢组和免疫表型等多组学数据，构建了跨层级的多因子响应网络模型（Multiscale, multifactorial response network, MMRN），系统描绘了“肠道菌群—胆汁酸代谢—T细胞功能—B细胞与抗体应答”之间的功能性关联通路，并探讨了利用外源补充次级胆汁酸逆转抗生素干预所导致的疫苗抗体应答下降的可能性。该研究是国际上首项以系统免疫学方法在人群中建立“肠道微生态对疫苗初始免疫应答的因果机制模型”的工作，不仅拓展了对疫苗应答个体差异本质机制的理解，也为开发基于微生态干预的个体化疫苗增强策略提供了理论基础与功能验证。同时，该研究亦为抗生素合理使用、肠道菌群重建及新型疫苗佐剂设计提供了重要的科学依据与理论支撑。