Gut｜揭示肠道微生物与COVID-19疫苗免疫效果及母婴保护的关键联系

近日，广东药科大学公共卫生学院陈青松、付曦团队，在国际著名学术期刊Gut（影响因子24.5）发表了题为 “Exploring the impact of gut microbial metabolites on inactivated SARS-CoV-2 vaccine efficacy during pregnancy and mother-to-infant antibody transfer ”的论文，揭示孕妇孕期肠道微生物与COVID-19疫苗免疫效果以及对母婴健康保护之间的关键联系。

发 表 详 情

原文标题：Exploring the Impact of Gut Microbial Metabolites on Inactivated SARS-CoV-2 Vaccine Efficacy during Pregnancy and Mother-to-Infant Antibody Transfer

发表期刊：Gut

影响因子：24.5

第一作者：付曦、杜冰倩

通讯作者：陈青松、孙峪

共同作者：陈沛安、沙马阿呷、陈保兰、张玺、韩雪、徐颖霞、龚雅洁、曾霞、孙崇贞、杨文瀚、邢晓辉、李仲均、付艳艳、柯冬云、王尼萍、夏云

主要作者单位：广东药科大学、华南农业大学、东莞市人民医院、广州市白云区妇幼保健院。

原文链接：http://dx.doi.org/10.1136/gutjnl-2023-330497

结果

该研究纳入了广州、深圳两地接种了两剂新冠疫苗的孕妇97名，对孕妇血浆和新生儿脐带血中的中和抗体（NAb）和IgG抗体水平检测，通过宏基因组测序和非靶向代谢组检测分析了孕妇孕期肠道微生物和代谢物的组成；通过分析不同免疫效果的孕妇组间肠道微生物、代谢物的组成差异和新生儿出生后的感染情况，得出了一系列关键发现。首先，在肠道微生物方面，该研究鉴定了2,304种微生物物种和1,432,165个功能基因，发现在中和抗体（NAb）阳性组中存在一组富集的微生物种群，包括Anaeromyces、Bacteroides plebeius、Collinsella tanakaei等，这些微生物与短链脂肪酸（SCFAs）的产生密切相关。此外，NAb强阳性组中富集了与脂肪酸降解相关的微生物功能通路，这与之前的研究结果一致，表明SCFAs可能在免疫反应中发挥关键作用。

在代谢物方面，该研究鉴定了1,292种代谢物，其中四种异戊烯醇酯/三萜类化合物（齐墩果酸、羽扇烯酮、4α-羧基-4β-甲基-5α-胆甾-8,24-二烯-3β-醇和α-生育三烯酚）在NAb强阳性组的粪便样本中显著富集。这些化合物是来自药用植物和微生物的次生代谢产物，具有潜在的免疫调节作用，可能有助于抑制SARS-CoV-2感染。通过神经网络分析，研究进一步确定了这些三萜类化合物的潜在微生物来源，发现这些化合物与NAb阳性组中富集的微生物物种，如Actinomyces、Collinsella tanakaei、Bacteroides plebeius等，呈强烈的共现关系。这提示这些肠道细菌可能负责产生这些化合物，为未来新冠病毒治疗的抑制剂或疫苗辅助剂提供了潜在的选择。

此外，研究对63名孕妇及其新生儿进行了随访，有80.95%的产妇和82.54%的新生儿感染新冠病毒。该研究发现，孕妇接种新冠疫苗后的NAb水平与婴儿得COVID-19后的最高体温呈负相关；孕妇的IgG抗体水平与新生儿脐带血液中的IgG抗体水平呈正相关，表明了母婴之间的抗体传递。此外，母亲的肠道代谢产物与母亲的抗体水平和新生儿感染SARS-CoV-2后的最高体温之间存在关联，暗示了母亲的肠道代谢产物可能在调节婴儿的免疫反应中发挥作用。

图1：三组母亲孕期肠道微生物分类、功能途径和代谢物的富集情况。三组分为：NAb（中和抗体）阴性、NAb弱阳性和NAb强阳性。（A）通过LEfSe（线性判别分析效应大小）鉴定了富集于各组孕妇肠道的微生物类群，仅展示LDA>2的分类。（B）主要肠道微生物物种的相对丰度。（C）各组孕妇肠道微生物功能通路的富集情况。此分析也使用LEfSe进行，仅展示LDA>2的通路。（D、E）富集在阳性组中的保护代谢物与强（D）和弱（E）阳性组中的特征微生物类群的共现概率。

结论

综上所述，该多组学研究揭示了肠道微生物、代谢物与孕妇接种灭活SARS-CoV-2疫苗的效果之间的潜在相互作用，识别了与疫苗效果和母婴免疫反应相关的母亲肠道微生物物种和代谢物，特别是三萜类化合物与孕期接种新冠疫苗后对母婴健康的保护作用之间的密切关联。