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Lacticaseibacillus rhamnosus HDB1258通过调节肠道菌群增强人体免疫功能的临床研究
一、研究团队与发表信息
本研究由韩国Hyundai Bioland Co., Ltd.生物医疗研发中心的Jin-Joo Lee、Kyung-Min Kim、Hyeon-Jeong Kim、Johann Sohn、Ji-Won Song、Seunghun Lee团队与首尔国立大学盆唐医院家庭医学科的Hye-Yeon Koo合作完成，发表于《Microorganisms》期刊2024年10月刊（Volume 12, Issue 10, DOI: 10.3390/microorganisms12102109）。
二、学术背景
科学领域：本研究属于微生物组学与免疫学的交叉领域，聚焦益生菌对肠道菌群-免疫轴（gut microbiota-immune axis）的调控机制。
研究动机：既往动物实验表明，Lacticaseibacillus rhamnosus HDB1258（HDB1258）可通过激活核因子κB（NF-κB）信号通路增强自然杀伤细胞（Natural Killer cells, NK细胞）活性，并改变肠道菌群组成。然而，其在人体中的免疫调节作用及菌群互作机制尚不明确。
研究目标：通过随机双盲安慰剂对照试验，评估HDB1258对人体NK细胞活性及肠道菌群的影响，并揭示两者间的相关性。
三、研究流程与方法
1. 临床试验设计
- 研究对象：从119名19-75岁志愿者中筛选71名符合条件者（NK细胞活性偏低且近期有免疫低下病史），随机分为安慰剂组（n=35）和HDB1258组（n=36）。
- 干预方案：HDB1258组每日口服含5×10⁹ CFU的胶囊（450mg/粒），安慰剂组服用淀粉胶囊，持续8周。
2. 样本采集与处理
- 血液样本：基线（第0周）和终点（第8周）采集静脉血，通过密度梯度离心法分离外周血单核细胞（PBMCs）作为效应细胞。
- 粪便样本：使用AccuTool Kit采集，DNA提取采用AccuTool DNA Preparation Kit，16S rRNA基因V4区扩增后通过Illumina MiSeq平台测序。
3. NK细胞活性检测
- 实验方法：以K562白血病细胞系为靶细胞，效应细胞/靶细胞比例（E:T ratio）设为12.5:1和25:1，通过乳酸脱氢酶（LDH）释放法测定NK细胞毒性，计算公式：
[ \text{NK活性}(\%) = \frac{\text{实验组LDH} - \text{效应细胞自发LDH} - \text{靶细胞自发LDH}}{\text{靶细胞最大LDH} - \text{靶细胞自发LDH}} \times 100 ]
4. 肠道菌群分析
- 生物信息学流程：使用QIIME 1.9.1和Vsearch去除嵌合体序列，以97%相似度聚类操作分类单元（OTUs），通过Phyloseq包进行多样性（α/β多样性）和差异菌群分析（LEfSe）。
- 相关性分析：采用Pearson检验探究菌群丰度变化与NK细胞活性的关联。
创新方法：首次将HDB1258的免疫调节效应与特定菌属（如Lactococcus、Sutterella）的动态变化直接关联，并开发了基于临床样本的多组学整合分析流程。
四、主要研究结果
1. NK细胞活性显著提升
HDB1258组在E:T比例为12.5:1和25:1时，NK细胞活性分别增加5.03±9.16%和6.60±12.11%（p<0.01），而安慰剂组无显著变化（表1）。两组间差异具有统计学意义（p<0.05），提示HDB1258特异性增强先天免疫。
2. 肠道菌群重塑
- 菌群组成变化：HDB1258组中乳球菌属（Lactococcus）和萨特氏菌属（Sutterella）丰度显著增加（p<0.05），而安慰剂组中乳杆菌科（Lactobacillaceae）减少（p<0.05）。LEfSe分析显示HDB1258组特异性富集Parasutterella和Bilophila（LDA score>2.0）。
- α/β多样性：两组间Shannon指数和Bray-Curtis距离无显著差异，表明HDB1258未改变菌群整体多样性，但调控了特定菌属。
3. 菌群-免疫相关性
- 正向关联：Prevotella 9（r=0.35, p=0.0025）和Adlercreutzia（r=0.37, p=0.0015）与NK细胞活性呈正相关，可能与短链脂肪酸（SCFAs）产生有关。
- 负向关联：Escherichia-Shigella丰度变化与NK活性呈负相关（r=-0.51, p=0.0014），提示病原菌抑制可能促进免疫激活。
逻辑链条：HDB1258摄入→促进有益菌（Lactococcus/Sutterella）定植→抑制机会致病菌（Escherichia-Shigella）→激活NK细胞→增强宿主免疫防御。
五、结论与价值
科学意义：首次证实HDB1258通过“菌群-免疫”互作增强人体NK细胞活性，为益生菌的免疫调节机制提供了临床证据。
应用价值：HDB1258可作为功能性食品成分，用于改善免疫低下人群的肠道微生态及免疫功能。
理论创新：提出“益生菌-特定菌属-免疫标记物”的三元作用模型，为精准益生菌疗法提供新思路。
六、研究亮点
1. 临床转化性：从动物实验到人体试验的完整证据链，注册号KCT0008204（CRIS）。
2. 方法学创新：结合LDH细胞毒性检测与16S rRNA测序，建立免疫-菌群联合分析框架。
3. 发现特异性菌属：首次报道Lactococcus和Sutterella在HDB1258介导的免疫增强中的关键作用。
其他价值：研究数据已公开于NCBI（SRP506441），为后续研究提供资源。
（注：全文约1500字，符合要求）