产热不稳定毒素肠毒素性大肠杆菌(LT-ETEC)感染诱导肠道炎症及其对人类免疫反应影响的实验性挑战模型研究

　　本研究通过人体挑战模型首次系统揭示仅产热不稳定毒素(LT)的肠毒素性大肠杆菌(ETEC)可引发显著肠道炎症（MPO、IL-1β、CXCL-8升高），且与症状严重程度无关。该发现颠覆了传统认为LT-ETEC致病性较弱的认知，为ETEC疫苗研发和儿童生长迟缓（growth faltering）的炎症机制提供了关键理论依据。

　　

引言

肠毒素性大肠杆菌(ETEC)是低收入和中等收入国家儿童腹泻的重要病原体，每年导致约2.22亿腹泻病例，其中7500万为5岁以下儿童，年死亡率达51,186人。ETEC感染不仅引起急性腹泻，更与长期生长迟缓密切相关，肠道炎症可能是关键驱动因素。虽然既往研究显示产热不稳定毒素(LT)和热稳定毒素(ST)的ETEC菌株可诱导炎症，但单纯产LT毒素的菌株(LT-ETEC)研究甚少。全球肠道多中心研究(GEMS)发现LT-ETEC在重症腹泻和无症状儿童中检出率相当，其致病机制亟待阐明。

材料与方法

研究采用单中心人体挑战模型，15名美国成人志愿者接种5×10⁹ CFU的LT-ETEC菌株LSN03–016011/A（产生LT和定植因子CS17）。每日采集粪便样本检测髓过氧化物酶(MPO)、促炎/抗炎细胞因子（IL-1β、IL-2、IL-4、IL-6、CXCL-8、IL-10、IL-13、IL-17A、TNF-α、IFN-γ）、ETEC排菌量及ETEC特异性抗体反应。中重度腹泻(MSD)定义为24小时内≥4次稀便或>400g排出量。采用非参数检验进行统计分析。

临床结局

73.3%（11/15）的志愿者发生中重度腹泻(MSD)，4例表现为轻度或无腹泻。MSD组疾病严重程度评分、稀便次数和总量均显著高于非MSD组（p<0.05）。53.3%的参与者接受了早期抗生素治疗。

肠道炎症标志物MPO动力学

感染后第2-6天及第10天，粪便MPO水平显著上升，第3天达到峰值（几何均值3602.00 ng/g，较基线升高10.63倍，p<0.001）。抗生素治疗后MPO显著下降。值得注意的是，MSD与非MSD组MPO升高幅度无显著差异（MSD组12.10倍 vs 非MSD组9.89倍），表明无症状感染同样引发显著炎症反应。

LT-ETEC与(LT+ST)-ETEC炎症效应比较

LT-ETEC与产双毒素的H10407菌株诱导的MPO升高幅度相当（总体11倍 vs 10倍），但LT-ETEC组MPO上升更快（峰值出现在感染后第3天，H10407组为第4天）。非MSD患者中，LT-ETEC感染后MPO迅速升高，而(LT+ST)-ETEC感染后呈缓慢上升模式。

细胞因子反应特征

促炎细胞因子IL-1β和CXCL-8呈现显著升高：IL-1β峰值较基线升高107.86倍（p=0.002），CXCL-8升高34.77倍（p=0.002）。两者与MPO峰值呈强正相关（ρ=0.653-0.675）。其他细胞因子（IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、IL-13、IL-17A、TNF-α、IFN-γ）未出现>2倍的显著升高。

基线细胞因子与疾病保护关联

受保护者（非MSD组）基线IL-10、IL-13和IFN-γ水平显著高于MSD组（分别高2.07、1.97和1.67倍）。高基线IL-10水平在先前(LT+ST)-ETEC挑战研究中也显示保护作用，提示先天免疫状态影响疾病结局。

炎症与免疫应答的关联

MPO峰值与ETEC特异性抗体应答呈正相关：CS17血清IgA应答者MPO峰值较无应答者高1.9倍（p=0.180）；CS17 ALS IgA应答者MPO峰值高3.15倍（p=0.040）。细胞因子分析显示，IL-1β、IL-6、CXCL-8、IL-17A和TNF-α的峰值在抗体应答者中显著更高，表明炎症反应促进免疫激活。特别值得注意的是，IL-17A可能通过增强粘膜免疫和上皮屏障功能促进分泌型IgA产生。

讨论与启示

本研究首次证实单纯LT-ETEC感染可在无临床症状情况下引发显著肠道炎症，挑战了传统病原性评估标准。炎症反应与免疫应答的正相关关系为疫苗设计提供新思路：适度炎症可能增强免疫效果。发现基线抗炎细胞因子（IL-10、IL-13）的保护作用提示微环境平衡的重要性。鉴于LT-ETEC在流行区的高携带率，其引起的隐匿性炎症可能对儿童生长发育产生长期负面影响，应在疾病负担评估和疫苗规划中给予充分重视。

研究局限与展望

样本量较小可能掩盖组间差异；未早期检测血清炎症指标；粪便蛋白浓度未标准化。未来需扩大样本量，探索炎症与免疫应答的分子机制，并开展多毒素谱系ETEC的比较研究。