由韩国浦项科技大学(POSTECH)和ImmunoBiome的研究团队，在Im Sin-Hyeog教授的带领下，发现了一种新机制，揭示了丁酸——一种由肠道共生细菌产生的短链脂肪酸——如何增强滤泡辅助性T细胞(Tfh)活性以促进抗体产生并加强黏膜疫苗的效能。该研究确定了一个新的微生物群-免疫-抗体产生轴，将微生物代谢与黏膜免疫反应联系起来，为最大化黏膜疫苗的保护效果提供了策略。研究结果发表在《Microbiome》期刊上。
黏膜疫苗及其面临的挑战
黏膜疫苗作为一种下一代疫苗接种方法正受到关注，因为它们可以通过非侵入性方式给药，并直接在黏膜表面（如肠道或呼吸道——这些常见感染部位）引发免疫反应。
然而，其开发受到几个挑战的阻碍：抗原必须在严苛的胃部条件下存活，穿透粘液屏障，并克服肠道的耐受性环境。因此，这些疫苗通常需要高剂量抗原、强效佐剂或复杂的递送系统，引发了对安全性和成本的担忧。本研究通过证明丁酸（一种天然存在的微生物代谢物）可作为先天佐剂，安全有效地增强黏膜疫苗反应，提供了一种新的解决方案。
主要发现：微生物群-Tfh-IgA轴
尽管肠道微生物群在维持免疫稳态中起着关键作用，但它对黏膜抗体反应的影响一直不明确。
POSTECH-ImmunoBiome团队发现，小肠派伊尔集合淋巴结衍生的Tfh细胞比脾脏Tfh细胞具有更强的诱导IgA抗体产生的能力。当抗生素治疗（新霉素）耗尽特定细菌群时，粪便IgA水平和Tfh细胞频率显著下降；在粪便微生物群移植后，这些效应得到恢复。进一步分析确定，毛螺菌科和瘤胃球菌科（主要的丁酸产生菌）是维持Tfh-IgA轴的关键微生物驱动因素。
机制研究表明，丁酸促进Tfh分化和IgA⁺生发中心B细胞形成，从而增强黏膜IgA的产生。给予丁酸前药三丁酸甘油酯显著增强了IgA反应并对鼠伤寒沙门氏菌感染提供保护，降低了感染率和组织损伤。在GPR43缺陷细胞中，这种效应被消除，证实了丁酸-GPR43信号通路介导Tfh激活和IgA诱导。
意义
这项研究表明，由肠道微生物产生的代谢物丁酸建立了一个新的微生物群-Tfh-IgA轴，将共生代谢与抗体介导的黏膜防御联系起来。这些结果突显了肠道环境调节在控制感染和增强疫苗反应中的关键作用。
Im教授表示："我们的发现表明，肠道微生物不仅仅是被动的居民，而是免疫系统的主动调节者。微生物代谢物可以直接增强对抗体产生和疫苗效能至关重要的免疫细胞功能。这一发现为开发基于微生物群的佐剂和下一代黏膜疫苗开辟了新途径。"
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