济南实验室吴南屏教授、潘召义助理研究员及吴海波研究员团队发表研究成果：婴儿肠道共生菌通过增强I型干扰素介导的抗病毒应答

近期，济南实验室常务副主任吴南屏教授研究团队从婴幼儿肠道中筛选出一株具有促进I型干扰素（IFN-I）表达的共生菌Escherichia coli JNL-EC1，并揭示了该菌株代谢产物促进STING、TBK1、IRF3蛋白的磷酸化，激活cGAS-STING信号通路，显著抑制HSV-1和VSV的作用机制。该研究以“Escherichia coli JNL-EC1 enhances type I IFN-mediated antiviral response during DNA and RNA virus infection”在《frontiers in Microbiology》发表。济南微生态生物医学省实验室与山东第一医科大学联合培养硕士研究生李瑞为该论文第一作者，济南微生态生物医学省实验室为该论文主通讯作者单位。 

婴幼儿因免疫系统（尤其是适应性免疫）发育尚未成熟，成为病毒感染的极高风险人群。同时，其肝肾功能有限，多数常规抗病毒药物因安全性问题不宜使用。因此，从婴幼儿肠道中筛选具有促进I型干扰素（IFN-I）表达能力的共生菌，并阐明其抗病毒机制，对于开发安全有效的微生态抗病毒干预策略具有重要的临床意义和科学价值。

该研究团队首先从0–3岁婴幼儿粪便样本中分离鉴定了45株肠道细菌，通过筛选平台系统评估了各菌株对仙台病毒（SeV）感染诱导IFN-I表达的影响，首次发现一株编号为JNL-EC1的大肠杆菌能够显著增强SeV和单纯疱疹病毒1型（HSV-1）诱导的IFN-I信号通路激活。研究团队对该菌株进行了全基因组测序、系统发育分析及毒力基因谱鉴定，证实其不具备典型致病性（无溶血活性、不含志贺毒素、热不稳定/热稳定肠毒素等主要毒力因子），符合共生菌或低毒力菌株特征。

接下来，该研究发现JNL-EC1代谢产物能够协同增强cGAS-STING通路介导的IFN-I信号激活，显著提高STING、TBK1和IRF3蛋白的磷酸化水平，同时能够促进RNA病毒感染介导的IFN-I信号激活，但对IRF3-5D（组成型活性突变体）过表达介导的下游基因表达无进一步增强作用，提示其作用靶点位于IRF3上游。

在功能验证层面，JNL-EC1代谢产物预处理能够显著抑制HSV-1和VSV（水泡性口炎病毒）在细胞中的复制，且在THP-1细胞（保留完整cGAS-STING通路）中抑制作用显著，而在INT407细胞（cGAS-STING功能缺陷）中对HSV-1抑制效果消失，明确了该菌株的抗DNA病毒效应依赖于cGAS-STING通路。在体内实验中，经灌胃给予JNL-EC1活菌的SeV感染小鼠模型中，脾脏Ifnb1 mRNA表达上调，免疫细胞亚群分析显示脾脏中树突状细胞（DCs）、CD4⁺T细胞和CD8⁺T细胞比例增加，表明JNL-EC1能够通过肠道菌群定植系统性地调控机体抗病毒免疫细胞网络。

科研启发：

该研究为从婴幼儿肠道微生态中挖掘抗病毒功能菌株提供了重要启发。基于宿主天然免疫关键通路的功能筛选，是发现具有免疫调节潜力共生菌的有效路径；同时也提示，肠道中数量庞大的“非益生菌”类群可能蕴藏尚未被认识的正向免疫调节功能，值得突破传统“益生菌/致病菌”二元框架加以重新审视。该研究也提示，推动其从基础发现向临床转化迈进，需进一步完善活性成分鉴定、剂量优化、体内长期安全性评价及多病毒广谱性验证。

济南微生态生物医学省实验室吴南屏、潘召义、吴海波为共同通讯作者。该项目得到了山东省实验室项目（SYS202202）、山东省自然科学基金（ZR2023QH546、ZR2023QH494、ZR2023LZY003）、济南微生态生物医学省实验室研究项目（JNL-2022004Q、JNL-2023014D、JNL-2025005B）及国家重点研发计划（2023YFC2506004）的资助。