乳酸杆菌GG来源的胞外囊泡通过激活NOD2-IFN-I信号通路抑制HSV-2感染的机制研究

（编辑推荐）本研究首次揭示乳酸杆菌GG（LGG）分泌的胞外囊泡（EVs）通过携带胞壁酰二肽（MDP）激活宿主NOD2-IFN-I信号通路，显著抑制单纯疱疹病毒2型（HSV-2）感染。该发现为开发基于微生物EVs的抗病毒疗法提供了新靶点，对解决HSV-2免疫逃逸和终身潜伏难题具有重要临床意义。

乳酸杆菌GG胞外囊泡的抗HSV-2感染机制

ABSTRACT

单纯疱疹病毒2型（HSV-2）的免疫逃逸策略和终身潜伏特性给治疗带来巨大挑战。研究发现共生微生物群在抗病毒免疫中起关键作用。乳酸杆菌GG（LGG）的胞外囊泡（EVs）通过激活核苷酸结合寡聚化结构域蛋白2（NOD2）-I型干扰素（IFN-I）信号通路，在体内外诱导干扰素刺激基因（ISGs）表达，从而抑制HSV-2感染。进一步证实EVs中的关键成分胞壁酰二肽（MDP）通过NOD2-IFN-I通路发挥抗病毒作用。

1 Introduction

HSV-2是全球最常见的性传播疾病，可导致生殖器疱疹并增加HIV感染风险。现有抗病毒药物无法清除潜伏感染，亟需新策略。研究表明共生微生物通过调节I型干扰素（IFN-I）增强抗病毒免疫，但具体机制不明。细菌EVs作为细胞间通讯载体，在免疫调节中发挥重要作用。前期工作发现LGG能诱导IFN-I抑制HSV-2，但其效应分子及通路尚未阐明。

2 Materials and Methods

采用超速离心法从LGG培养上清中分离EVs，通过纳米颗粒追踪分析（NTA）和透射电镜（TEM）表征。建立ABX处理的小鼠模型和HSV-2阴道感染模型，通过qRT-PCR、Western blot和共聚焦显微镜分析病毒载量及免疫应答。使用siRNA敲低NOD2验证通路机制，ELISA检测EVs中MDP含量。

3 Results

3.1 微生物群缺失增强HSV-2易感性

广谱抗生素（ABX）处理的小鼠出现更严重的生殖器病变和神经症状，阴道组织HSV-2载量显著升高，证实共生微生物群是抗HSV-2感染的关键防线。

3.2 LGG-EVs通过IFN-I通路发挥免疫调节

Transwell实验显示LGG培养上清（LGG-sup.）依赖EVs诱导RAW264.7细胞IFN-β和ISGs表达。GW4869抑制EVs分泌后该效应消失。体内实验证实LGG-EVs可上调脾脏和结肠中ISG15、MX1等基因表达。

3.3 LGG-EVs体外抑制HSV-2感染

预处理LGG-EVs的HEK293T和VK2/E6E7细胞中，HSV-2糖蛋白B（gB）表达降低80%，病毒DNA拷贝数减少3倍，共聚焦显微镜显示病毒颗粒显著减少。

3.4 IFN-I信号缺失取消保护效应

在IFNAR1敲除（Ifnαr1^−/−）小鼠中，LGG-EVs无法改善HSV-2引起的组织病理损伤，证实其抗病毒作用完全依赖IFN-I通路。

3.5 NOD2是LGG-EVs的关键靶点

转录组分析揭示LGG-EVs激活NOD信号通路。敲低NOD2后，EVs诱导的ISGs表达被抑制，病毒载量回升。动物实验使用NOD2抑制剂GSK717得到相同结论。

3.6 MDP是EVs的活性成分

ELISA证实LGG-EVs富含MDP（每μg含15.6 ng）。外源MDP处理可模拟EVs效应，而siNOD2转染取消该作用，明确MDP-NOD2轴的核心地位。

4 Discussion

本研究首次阐明LGG-EVs通过MDP-NOD2-IRF3级联反应激活IFN-I信号，为解决HSV-2潜伏感染提供新思路。相较于传统益生菌疗法，EVs具有跨越生物屏障、靶向递送和低免疫原性优势。但EVs的大规模生产、纯化工艺及给药方案仍需优化。

5 Conclusion

LGG-EVs作为天然纳米载体，通过MDP激活宿主固有免疫实现抗HSV-2作用。该发现为开发基于微生物EVs的抗病毒制剂奠定理论基础，未来或可拓展至其他疱疹病毒感染治疗。