抗生素引起的肠道免疫调节减轻实验性自身免疫性神经炎（EAN）

学术背景

Guillain-Barré综合征（GBS）是一种急性自身免疫性疾病，导致周围神经的炎性脱髓鞘病变。作为急性弛缓性瘫痪最常见的原因，全球年发病率为每10万人1-4例。GBS的病理特点包括肌肉髓鞘抗原反应性T细胞及巨噬细胞在子神经膜的聚集。尽管GBS的某些病理特征在不同亚型之间有所不同，但其核心机制被认为是分子模拟（molecular mimicry）机制驱使自身抗体介导的免疫反应，攻击周围神经节苷脂及其他未知的神经表位。这种机制通常被认为与呼吸道和尤其是胃肠道感染（如曲状菌肠炎）有关。

近来的研究表明，肠道微生物群的组成与GBS及其动物模型实验性自身免疫性神经炎（EAN）之间存在相关性。肠道微生物在调节肠道稳态和免疫耐受方面发挥着重要作用，不利的肠道菌群变化会加剧多种自身免疫性疾病的症状，如多发性硬化症（MS）和克罗恩病。基于这些基础，作者们假设通过抗生素治疗消除肠道细菌可能会调节肠道和系统性细胞免疫效应，从而对EAN产生有益的影响，这一新的研究方向还未在周围神经病变中进行过研究。鉴于现有治疗（如静脉注射免疫球蛋白或血浆置换）无法完全控制GBS病情，致残率仍然较高，因此需要新的治疗方式。

研究来源

本研究题为“抗生素引起的肠道免疫调节减轻实验性自身免疫性神经炎（EAN）”，由Alina Sprenger-Svačina、Ines Klein、Martin K. R. Svačina等人撰写，研究人员隶属科隆大学医学院及相关机构。论文发表于2024年《Journal of Neuroimmune Pharmacology》，文章的接收日期为2023年11月30日，正式接受日期为2024年4月21日。

研究方法

动物实验

实验按照德国北莱茵-威斯特法伦州环境与消费者保护局的指南进行，共使用17只成年路易斯大鼠(7雄10雌，12周龄)，其中10只被用于EAN模型，7只作为健康对照组。为了诱导EAN，大鼠在后肢皮下注射100μg髓鞘P0肽180-199和完全氟氏佐剂。免疫后立即对一组大鼠进行抗生素治疗（在饮用水中添加粘菌素、甲硝唑、万古霉素），共持续14天。通过日常控制饮水量和更换含有抗生素的饮用水，确保抗生素的摄入。

粪便样本收集及基因分析

在EAN诱导前，实验第9天及第14天分别收集每只动物的粪便样本，-80°C保存以备进一步分析。使用FastDNA Spin Kit for Soil提取细菌基因组DNA，并使用Illumina MiSeq平台进行16S rRNA基因扩增和测序。数据通过DADA2软件和QIIME 2处理，进行分类样本推断及多样性分析。

组织收集与免疫组织化学

大鼠在深度麻醉下进行心脏灌注，用4%多聚甲醛固定组织，获取坐骨神经和十二指肠组织，并分别进行冻切片和石蜡包埋。使用免疫荧光染色法评估肠粘膜通透性及各类免疫细胞，如Zonulin、CD3/CD8与CD3/FoxP3阳性细胞。

统计分析

研究使用GraphPad Prism 9.2.0进行统计分析，采用Mann-Whitney U检验、Kruskal-Wallis或One-Way ANOVA检验检测组间差异，同时使用R软件绘制相关数据图表。对每个细菌分类的相对丰度计算调整后的p值以纠正多重比较带来的统计误差。

研究结果

抗生素治疗改善EAN严重程度

获得抗生素治疗的EAN大鼠从免疫后第3天开始表现出明显较轻的神经炎症状，表现为显著较低的平均神经炎评分。

抗生素治疗减少子神经膜内T细胞浸润

未接受抗生素的EAN大鼠显示出显著更高的坐骨神经CD3+ T细胞计数，而接受抗生素的组则表现出与健康对照组无显著差异的T细胞计数。同时，抗生素治疗组显示出肠粘膜CD8+ T细胞减少及具有抗炎特性的肠菌增加，如乳酸杆菌和寄生Sutterellaceae。

抗生素治疗增加抗炎细菌

抗生素治疗显著减少了肠道微生物群的α多样性，并引起β多样性的显著变化。抗生素组的肠道微生物群显示出Sutterellaceae科、乳酸杆菌属和寄生Sutterellaceae属的显著增加，而Bacillaceae科、Anaerotruncus属和UBA1819属则显著减少。

EAN中的肠粘膜屏障功能障碍

在EAN非抗生素组，肠粘膜的zonulin水平显著高于健康对照组，指示出肠屏障通透性增加。然而，抗生素组表现出中间水平的粘膜zonulin，不与健康对照组显著不同。

抗生素治疗减少肠道CD8+细胞毒性T细胞

非抗生素处理小鼠肠道的CD3+CD8+细胞毒性T细胞显著高于抗生素组和健康对照组，而抗生素治疗减少了病鼠肠道细胞毒性T细胞至健康对照水平。

讨论

研究结果表明，EAN中肠粘膜表现出独特的免疫特征，包括粘膜固有层中CD8+细胞毒性T细胞增加及粘膜通透性增加。抗生素治疗导致病鼠肠粘膜CD8+细胞毒性T细胞数量减少，同时显著减少坐骨神经内T细胞浸润，提示肠道免疫——周围神经轴在EAN病理中的作用。

值得注意的是，抗生素促使具有已知抗炎作用的肠菌（如Sutterellaceae和乳酸杆菌）相对丰度增加，表明抗生素诱导的肠道免疫调节可能在调节神经炎中发挥关键作用。本研究显示抗生素治疗可能通过肠道免疫调节改善周围神经炎，具有潜在的临床转化价值。

本文首次提供了抗生素引发的肠道免疫调节可能对免疫性神经病模拟进行改善的初步证据，未来的转化研究应进一步证实其在患者中的疗效。