短程鼻内LAT9997疗法通过重塑肺免疫防御机制预防流感后继发细菌性肺炎

时间:2026年1月24日
来源:Mucosal Immunology

编辑推荐:

本研究针对流感病毒(IAV)感染后易继发细菌性肺炎(如肺炎链球菌Spn)这一临床难题,开发了一种宿主导向的短程鼻内肽疗法LAT9997。研究团队发现,仅在感染后第1-2天给予两次LAT9997,即可通过抑制上皮细胞AKT Ser473磷酸化,减少病毒扩散和肺损伤,并建立保护性免疫环境,使继发Spn感染的小鼠存活率从0%提升至85%。该疗法突破了现有抗病毒药物需连续给药且不针对免疫失调的局限,为预防病毒感染后并发症提供了新策略。

广告
   X   

当流感病毒席卷全球时,人们往往关注病毒本身的威胁,却忽略了另一个潜在的致命风险——继发性细菌性肺炎。甲型流感病毒(IAV)感染后,呼吸道黏膜屏障受损、免疫系统失调,为肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae, Spn)等细菌提供了可乘之机。尽管抗病毒药物能抑制病毒复制,但它们无法修复病毒造成的“生态破坏”,且需连续服用5-10天,耐药性问题日益突出。更棘手的是,目前尚无获批疗法能有效预防这种“雪上加霜”的继发感染。
在这项发表于《Mucosal Immunology》的研究中,科学家们独辟蹊径,将目光投向了宿主自身的防御系统。他们开发了一种名为LAT9997的合成肽(序列RSVEGS),其灵感来源于人类生长激素(GH)的C末端片段。与传统抗病毒药物不同,LAT9997并非直接攻击病毒,而是扮演“免疫调解员”的角色,旨在恢复肺部的免疫平衡和屏障完整性。
研究团队采用小鼠感染模型,模拟了人类流感后继发细菌肺炎的临床过程。小鼠在感染IAV后第1天和第2天接受两次鼻内LAT9997治疗,随后在第3天接种Spn。令人惊叹的是,这短短两剂的干预,竟能产生持久保护效果:与全部死亡的对照组相比,LAT9997治疗组存活率高达85%,肺部细菌负荷显著降低,病理损伤也大幅减轻。这种保护作用在停药72小时后依然强劲,表明LAT9997并非暂时压制症状,而是从根本上改变了疾病的进程。
关键技术方法
研究综合运用体内外模型:通过IAV和Spn序贯感染小鼠模拟临床继发感染;采用免疫印迹、免疫荧光染色及共聚焦显微镜分析肺上皮细胞AKT磷酸化(Ser473/Thr308)及病毒核蛋白(NP)表达;利用流式细胞术量化支气管肺泡灌洗液(BALF)中免疫细胞(如肺泡巨噬细胞AM、炎症单核/巨噬细胞IM、中性粒细胞)数量及表型(CD11b、CD64、MHC II);通过Luminex多因子检测、ELISA评估细胞因子/损伤标志物;借助组织H&E染色及盲法评分系统评估肺病理变化;并采用标准空斑试验和菌落计数法定量病毒和细菌载量。
短程LAT9997治疗增强对严重IAV感染的抵抗力
研究首先证实,仅两次鼻内给予LAT9997即可显著缓解IAV感染引起的体重下降和临床症状,将生存率从0%提升至85%。这表明短程疗法足以对抗严重病毒感染,其3-5天的疗程长度远短于标准神经氨酸酶抑制剂方案,凸显其临床转化潜力。
LAT9997减轻早期IAV诱导的炎症和肺损伤
在感染后第3天,LAT9997治疗显著降低了BALF中多种促炎因子(如IL-6、TNF、MCP-1/CCL2)、趋化因子(如KC/CXCL1、MIP-2/CXCL2)及组织损伤标志物(LDH、ATP、总蛋白)。同时,肺泡巨噬细胞(AM)数量得以保全,中性粒细胞浸润受到遏制。这些变化共同表明,LAT9997能有效抑制病毒引发的过度炎症反应和上皮/内皮损伤,改善肺屏障功能,且对未感染小鼠无影响,说明其作用具有感染特异性,而非普遍免疫抑制。
LAT9997抑制上皮AKT活化并限制病毒扩散
机制探讨发现,LAT9997能特异性且短暂地抑制肺上皮细胞中AKT蛋白的Ser473位点磷酸化(pAKT Ser473),该效应在第二次给药后6小时(感染第2天)最明显,而Thr308位点磷酸化无变化。这种选择性抑制与病毒核蛋白(NP)阳性细胞减少及肺组织病毒载量下降相关。体外实验在人工感染IAV的人支气管上皮细胞(HBEC3-KT)中得到印证:LAT9997处理(感染后1小时)同样抑制了pAKT Ser473,并降低了感染细胞比例和上清液病毒滴度。这表明LAT9997通过调节感染早期上皮细胞的AKT信号通路,限制了病毒复制和扩散。
病毒期短暂LAT9997治疗对后续细菌重叠感染产生持续保护
核心发现在于,早期(第1-2天)短程LAT9997治疗能持久防御后续(第3天)的Spn攻击。在双重感染模型中,PBS处理的IAV感染小鼠在细菌攻击后24-48小时内全部死亡,而LAT9997预处理组无一死亡,仅表现为轻微症状和体重减轻。尽管治疗在细菌攻击前已停止,但在攻击后48小时(感染第5天),LAT9997组小鼠BALF中的细菌载量显著低于对照组,且肺组织病毒载量此时无差异,说明保护作用独立于持续的病毒抑制,而是源于早期干预建立的有利免疫环境。单独细菌感染模型中LAT9997无效,证实其作用依赖于纠正病毒诱导的免疫失调。
LAT9997治疗减轻继发细菌感染期间的肺病理变化
组织学分析显示,LAT9997治疗显著减轻了继发细菌感染后的支气管周围炎症和上皮损伤评分。BALF中总蛋白、ATP和LDH水平降低,提示血管渗漏和细胞损伤减少。炎症因子如MCP-1和IL-6水平也显著下降。这表明早期LAT9997治疗能长期保护肺上皮屏障完整性,减轻二次打击带来的炎症损伤。
气道先天免疫细胞表型反映继发感染期间的平衡激活
流式细胞术分析揭示了LAT9997的持久免疫调节作用。在细菌攻击后(第5天),LAT9997预处理组小鼠气道中性粒细胞数量增加但活性更高(存活率提升),且CD64表达降低,中性粒细胞弹性酶(NE)蛋白水平与酶活性解偶联(蛋白高而活性无增),提示其功能更受调控。肺泡巨噬细胞(AM)表现出CD11b降低、CD64升高的组织保护表型。炎症性单核/巨噬细胞(IM)则显示CD11b和CD64降低,MHC II表达增加,趋向抗原呈递。这些表型变化发生在细胞数量无广泛改变的基础上,说明LAT9997早期干预“校准”了先天免疫细胞的功能状态,使其在细菌挑战时能有效清除病原体的同时,避免过度炎症和组织破坏。
研究结论与意义
本研究确立了“短暂宿主导向疗法持久预防病毒感染后并发症”的新范式。LAT9997作为一种源自人体内源性物质的合成肽,通过鼻内给药精准靶向肺黏膜,在感染早期短暂抑制上皮细胞AKT/mTORC2信号轴,从而减少病毒扩散、减轻上皮损伤和炎症风暴。这一早期干预巧妙地重塑了肺免疫微环境,使得关键先天免疫细胞(如AM、中性粒细胞)在后续细菌入侵时表现出“克制而有效”的活化表型,最终在无需持续给药的情况下,实现了对继发性细菌肺炎的强大防御。
其重要意义在于:
  1. 1.
    机制创新:揭示了通过调控上皮细胞特异性AKT磷酸化,可持久影响整体肺免疫状态,为宿主导向疗法提供了新靶点。
  2. 2.
    治疗策略突破:短程(2剂)、局部(鼻内)给药的方案,极大提升了用药依从性和安全性,尤其适合儿童、老人等脆弱人群,避免了传统抗病毒药耐药性和系统副作用问题。
  3. 3.
    广谱防护潜力:针对宿主免疫机制而非特定病原体,使得LAT9997有望对不同流感病毒株甚至其他呼吸道病毒引发的继发感染提供保护,具有重要的公共卫生价值和临床应用前景。
这项工作不仅为应对流感继发细菌肺炎这一临床难题提供了直接解决方案,更重要的是,它开创了一种通过短暂干预重编程机体免疫记忆、实现持久保护的治疗新思路。

生物通微信公众号
微信
新浪微博


生物通 版权所有