肺结核(Pulmonary Tuberculosis,PTB)是严重危害人类健康的全球性重大传染性疾病,也是一种免疫性疾病,其发生、发展及预后与机体的免疫功能密切相关。大量的研究证实,肠道微生物不仅影响局部免疫,而且影响全身免疫,可以调节、优化和抑制宿主的免疫反应。但目前很少有研究能够充分阐述不同治疗阶段的PTB患者肠道菌群改变与机体免疫反应的相互作用。本课题研究初复治PTB患者肠道菌群特征,包括组成变化、特异性标志菌种筛选、代谢功能预测等;同时对初复治PTB患者进行全面免疫评估,包括免疫细胞、细胞因子等联合检测。进一步对筛选出的肠道内组间标志性差异菌种与机体免疫指标进行相关性研究,探讨结核分枝杆菌(Mycobacterium.Tuberculosis,M.tb)感染下肠道菌群调节机体抗结核保护性免疫应答的潜在机制,以期为PTB患者适时进行免疫干预、实现精准医疗与个体化治疗提供一些思路。本研究纳入2021年12月至2022年11月解放军总医院第八医学中心结核病区住院PTB患者40例及健康体检者(Health controls,HC)20例。依据分组标准分为初治PTB组(First-treated PTB,FT-PTB)20例及复治PTB组(Re-treated PTB,RT-PTB)20例。纳入人员在入院一周内收集血液及新鲜粪便标本。粪便标本进行16Sr RNA测序,研究不同组别PTB患者肠道菌群特征及变化。对全部纳入者血液标本行流式细胞术检测Th1细胞和Th17细胞比例、Th1\Th2细胞因子谱(IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、TNF-α、IFN-γ)以及CD3~+T、CD4~+T、CD8~+T计数、NK细胞和B细胞计数等。补充个人史资料、血常规、肝肾功及痰涂片抗酸染色、结核菌DNA检测,Gene Xpert检测等结核相关检查,并根据两组PTB患者临床资料及影像学CT检查进行二次分组(肺部受累范围及有无空洞)的分析研究。研究结果如下:(1)PTB组较HC组肠道菌群丰富度、物种多样性均显著降低。两个PTB组相比,RT-PTB组比FT-PTB组的肠道菌群物种多样性明显降低。不同组别间菌属分布既具有相似性又有显著独特富集情况。如在两PTB患者肠道中青春双岐杆菌(B.adolescentis)、嗜热嗜酸双歧杆菌亚种(B.thermacidophilum)、普雷沃氏菌(P.copri)、梭状芽孢杆菌(C.clostridioforme)、经黏液真杆菌(B.obeum)较HC组丰度明显降低;卵形拟杆菌(B.ovatus)、多尔氏菌亚种(D.longicatena)等在FT-PTB组的丰度高于另外两组;多枝梭菌(C.ramosum)是RT-PTB组中特异性标志菌种。(2)FT-PTB组的白细胞、嗜碱性粒细胞、中性粒细胞、Th1细胞比例、IL-2AMG510临床试验、IL-4、IL-6、IL-10、TNF-α、IFN-γ均显著高于HC组。RT-PTB组的淋巴细胞显著低于HC组,IL-2、IL-4、IL-6、IL-10表达水平显著高于HC组,中性粒细胞、Th17细胞比例、CD4~+细胞计数显著低于FT-PTB组。FT-PTB、RT-PTB两组的中性粒与淋巴细胞比值(NLR)、CD4/CD8均显著高于HC组,两组PTB血红蛋白均明显低于HC组。(3)RT-PTB组的肺部双侧病变、肺部空洞比例明显多于FT-PTB组。双侧FT-PTB组淋巴细胞、血红蛋白、CD4/CD8显著低于单侧FT-PTB组;双侧RT-PTB组淋巴细胞、血红蛋白、CD4/CD8显著低于单侧RT-PTB组。有空洞FT-PTB组的血红蛋白显著低于无空洞FT-PTB组;而NLR、总胆红素、IL-6显著高于无空洞FT-PTB组。(4)前期筛选出的各组内特异性菌种与血液免疫指标之间存在相关性。HC组中普氏栖粪杆菌(F.prausnitzii)与IL-2呈明显负相关性;梭状芽孢杆菌(C.clostridioforme)与嗜酸性粒细胞计数、单核细胞计数、淋巴细胞计数呈负相关。FT-PTB组中有2个特异性菌种与血液免疫指标之间存在相关性。嗜粘蛋白-阿克曼氏菌(A.muciniphila)与IL-4、IL-6呈明显正相关性;卵形拟杆菌(B.ovatus)与嗜酸性粒细胞计数正相关,与IL-6呈显著负相关性。RT-PTB组中特异性菌种与机体免疫指标的相关性无统计学意义。综上所述,机体在M.tb感染状态下的肠道微生态发生显著改变,影响多种肠道微生物的生长定植,尤以RT-PTB组肠道菌群改变更为明显。我们的结果初步证明肠道菌群或许参与了PTB的潜在免疫调节机制,并筛选MK-1775半抑制浓度出2种在PTB患者体内丰度明显降低且与机体细胞免疫存在明显相关性的特异性菌种,2种在FT-PTB患者体内明显聚集并与细Pathologic nystagmus胞因子表达量具有一定相关性的差异标志菌种。另外我们发现PTB患者血红蛋白的降低与筛选的肠道标志性菌种的丰度降低密切相关,贫血导致的营养缺乏可能会损伤机体的免疫系统功能,而免疫状态的下降或损伤程度或许直接取决于机体营养损失的严重程度,纠正肠道菌群的失衡或许对于PTB营养状况以及免疫水平改善存在临床意义,值得进一步研究。本研究为后续课题验证特异性菌种制剂是否可以应用于PTB动物模型来平衡肠道失调及进行免疫干预做前期基础铺垫。