肺部局部免疫系统是抵御呼吸道病原体入侵的重要防线。据世界卫生组织报告，下呼吸道感染的死亡人数位列全球疾病死亡人数第四，在感染性疾病死亡人数中位列第一。由结核分枝杆菌等病原体引发的慢性肺部感染，每年仍导致数百万人死亡。呼吸道感染性疾病的防治离不开对呼吸道免疫机制的深入研究。肺局部免疫在介导黏膜区域性免疫保护中具有至关重要的作用。

近日，中国科学院微生物研究所王硕团队在hLife上发表题为“Interplay between bacteria and pulmonary immune system in respiratory infections”的综述文章（图1）。

图1 论文标题及作者信息

本文旨在综述病原体激活肺部免疫应答的炎症信号通路，阐明肺部微生态在维持黏膜免疫稳态的重要作用，并概括肠道共生菌及其代谢产物通过“肠-肺轴”调控肺部免疫耐受、抑制过度炎症反应的机制（图2）。

图2 病原菌和共生菌对黏膜免疫稳态的影响

当病原体突破物理与化学屏障入侵呼吸道后，肺黏膜免疫系统迅速启动多层次防御应答。病原体相关分子模式被模式识别受体特异性识别，继而激活细胞内信号转导通路，诱导多种炎症相关基因表达，促使I型干扰素、白细胞介素前体及NLRP3炎性小体等关键免疫介质大量合成，为后续免疫应答奠定分子基础。在炎症小体的效应阶段，合成的炎症信号分子组装成炎症小体复合物，通过激活Caspase-1执行双重功能：一方面，活化的Caspase-1切割GSDMD蛋白诱导细胞焦亡，以清除感染细胞；另一方面，它将IL-1β、IL-18等细胞因子前体加工成熟，并通过细胞膜孔道释放成熟的炎症因子，从而招募更多免疫细胞聚集至感染部位（图3）。

图3 模式识别受体介导的免疫反应和炎性小体的激活途径

抗感染免疫调控还与肺部微环境和肺部微生态密切相关，肺部的共生微生物在维持肺部免疫稳态过程中发挥了重要作用。研究表明，健康个体的下呼吸道并非无菌环境，而是稳定定植着以嗜血杆菌、韦荣球菌及普雷沃菌等为主的共生菌群。这些微生物与宿主免疫系统经长期共进化，形成了动态平衡的共生关系，共同构筑了维持肺部免疫稳态的微生态基础。尤其关键的是，肺部免疫稳态受到“肠-肺轴”的跨系统调控。 肠道菌群通过产生短链脂肪酸、胆汁酸代谢物等生物活性物质，可经循环系统迁移至肺部，进而调节肺泡巨噬细胞功能、调控调节性T细胞的分化，并影响Th1/Th2/Th17免疫应答的平衡。然而，病原体入侵可导致微生态与免疫平衡被打破。临床研究证实，在流感病毒或结核分枝杆菌感染期间，病原菌如链球菌、葡萄球菌等会异常增殖，而具有抗炎作用的有益菌如普雷沃菌则显著减少。这种菌群失调不仅削弱了呼吸道局部防御能力，更通过改变细胞因子谱和免疫细胞活化状态，加剧感染进程（图4）。

图4 健康和感染状态下的肺部微生态

面对日益严峻的细菌耐药性问题，针对“肠-肺轴”及局部微生态的创新干预策略正成为研究前沿，借助益生元、益生菌和合生元精准调控菌群，通过膳食干预调节肠道菌群代谢以跨组织方式影响肺部免疫，以及开发靶向性噬菌体疗法等手段，为重塑呼吸道微生态平衡提供了新思路。这些研究不仅深化了我们对呼吸道免疫防御机制的理解，更为突破现有治疗瓶颈、开发下一代抗感染疗法提供了重要理论依据。

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作者简介

李佳琪 硕士研究生

第一作者

机构：中国科学院微生物研究所

研究方向：黏膜免疫与感染免疫

杨乐童 硕士研究生

第一作者

机构：中国科学院微生物研究所

研究方向：黏膜免疫与感染免疫

赵敏 副研究员

通讯作者

机构：中国科学院微生物研究所

研究方向：黏膜免疫与感染免疫

王硕 研究员

通讯作者

机构：中国科学院微生物研究所

研究方向：黏膜免疫与黏膜疾病调控

引用格式：Li J, Yang L, Qin X, et al. Interplay between bacteria and pulmonary immune system in respiratory infections. hLife 2026; 4: 3–15.