《mSystems》：High humidity reprograms the gut mycobiome to promote Meyerozyma caribbica–derived syringic acid and attenuate sepsis-induced acute kidney injury
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脓毒症诱导的急性肾损伤（SAKI）仍是导致死亡的重要因素，但环境因素——尤其是湿度——对疾病进展的影响尚不清楚。研究人员在本研究中考察了短期高湿暴露如何塑造宿主对SAKI的易感性，并探索其背后的微生物群及代谢物介导机制。经高湿预暴露的小鼠在盲肠结扎穿孔（CLP
脓毒症诱导的急性肾损伤（SAKI）仍是导致死亡的重要因素，但环境因素——尤其是湿度——对疾病进展的影响尚不清楚。研究人员在本研究中考察了短期高湿暴露如何塑造宿主对SAKI的易感性，并探索其背后的微生物群及代谢物介导机制。经高湿预暴露的小鼠在盲肠结扎穿孔（CLP）后表现出显著减轻的肾损伤和改善的生存率。值得注意的是，这种保护作用在细菌清除后仍然存在，但在两性霉素B处理后被消除，提示其为依赖真菌的机制。内转录间隔区（ITS）测序及微生物群操纵实验鉴定出Meyerozyma caribbica（M. caribbica）是一种在高湿条件下富集、且对肾脏保护必不可少的共生真菌。代谢组学分析进一步揭示，丁香酸（SA）是M. caribbica来源的关键代谢物，并对观察到的有益效应负责。SA在体外抑制丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）和核因子κB（NF-κB）激活，减少炎性细胞因子释放，并抑制巨噬细胞焦亡。综上，这些发现表明，高湿度通过调控巨噬细胞炎症与焦亡的M. caribbica–SA轴对SAKI产生保护作用，揭示了一种此前未被认识的环境–微生物群–宿主在脓毒症免疫调节中的相互作用。
传统上，脓毒症结局主要归因于宿主免疫和微生物感染，而环境影响在很大程度上被忽视。本研究揭示，短期环境湿度可通过共生真菌来源代谢物深刻塑造脓毒性肾损伤，并确立M. caribbica及其产物丁香酸为肾脏保护的关键介质。这些发现挑战了以细菌为中心的脓毒症–微生物群相互作用传统观点，并揭示湿度驱动的真菌组重塑是免疫应答的重要调节因素。通过界定一种可减轻巨噬细胞炎症和焦亡的环境–真菌–宿主作用轴，本研究为利用环境调节或真菌代谢物作为脓毒症新型治疗策略提供了概念框架。
该研究发表于《mSystems》，聚焦脓毒症诱导的急性肾损伤（SAKI）这一重症医学中的关键并发症。脓毒症本质上是感染触发的宿主反应失调，可导致全身炎症、免疫功能紊乱和多器官衰竭，而急性肾损伤是其中最常见且最严重的器官损害之一，与病死率显著升高密切相关。既往关于SAKI的研究主要集中在微循环崩溃、代谢失衡和炎症风暴等经典机制上，但对环境因素如何影响脓毒症结局认识不足。与此同时，肠道微生物群被认为是调节脓毒症易感性和炎症强度的重要宿主因素，不过相关研究长期偏重细菌群落，肠道真菌组（mycobiome，肠道真菌生态群）在脓毒症中的功能地位尚未被充分阐明。已有研究提示，真菌既可能通过β-葡聚糖转位加重炎症，也可能经代谢物产生发挥免疫调节作用，因此有必要明确环境变化是否能够通过重塑肠道真菌组而改变脓毒症器官损伤进程。
基于这一科学问题，研究人员围绕“高湿环境—肠道真菌—宿主免疫—肾损伤”这一链条开展研究，系统评估短期高湿暴露是否影响脓毒症后肾损伤，并进一步解析其中的关键真菌成员及代谢物介质。研究显示，室温下短期高湿预暴露可显著改善CLP诱导脓毒症小鼠的生存，减轻肾功能损害、组织学损伤、细胞凋亡及全身炎症反应；这一效应在广谱抗生素清除细菌后仍保留，但在两性霉素B去真菌处理后消失，提示保护作用依赖肠道真菌而非细菌。进一步通过ITS测序、定量PCR（qRT-PCR）和定植实验，研究人员锁定高湿条件下富集的共生酵母M. caribbica，并证明其本身即可复制高湿暴露带来的肾脏保护效应。代谢组学和液相色谱串联质谱（LC–MS/MS）进一步确认，M. caribbica可产生丁香酸（SA），且高湿暴露和M. caribbica定植均可提高肠内容物中SA水平。功能实验表明，SA不仅可在体内缓解SAKI并提高生存，还可在体外抑制巨噬细胞炎症激活与焦亡。由此，论文建立了“高湿度通过重塑肠道真菌组，富集M. caribbica并促进其来源SA生成，进而抑制巨噬细胞炎症与焦亡，减轻SAKI”的机制框架。其重要意义在于，研究将环境湿度这一常被忽视的外界因素纳入脓毒症免疫调控网络，突破了脓毒症微生物研究以细菌为中心的传统视角，并提示真菌来源代谢物可能成为重症感染相关器官损伤干预的新方向。
本研究主要采用以下关键技术方法：以雄性C57BL/6J小鼠建立盲肠结扎穿孔（CLP）脓毒症模型，并设置常湿与高湿预暴露条件评估生存和肾损伤；通过广谱抗生素（ABX）、两性霉素B（AMB）及粪菌移植（FMT）解析细菌与真菌的相对贡献；采用ITS测序和qRT-PCR分析肠道真菌组组成及M. caribbica丰度；通过非靶向代谢组学和LC–MS/MS鉴定并定量真菌来源代谢物SA；结合骨髓来源巨噬细胞（BMDMs）体外刺激体系、蛋白质印迹（Western blot）、酶联免疫吸附测定（ELISA）、免疫荧光及焦亡相关检测解析MAPK、NF-κB和NLRP3炎性小体（炎症信号复合体）通路变化。
在研究结果部分，论文首先报告了“Short-term high humidity exposure protects against sepsis-induced kidney injury”。研究人员将小鼠在23 ± 2°C条件下分别置于常湿和高湿环境中7天后进行CLP造模，结果发现高湿预处理并不影响术前体重、摄食和饮水，但可显著延长脓毒症后生存时间。血清肌酐（Cr）和血尿素氮（BUN）检测显示高湿组肾功能损害明显减轻；肾脏苏木精-伊红（H&E）染色提示肾小管损伤、炎症浸润和肾小球结构破坏均得到缓解；原位末端脱氧核苷酸转移酶介导缺口末端标记（TUNEL）染色显示肾组织凋亡细胞减少；ELISA结果显示TNF-α、IL-1β和IL-6水平下降。该部分说明，短期高湿暴露能够降低脓毒症相关全身炎症并减轻急性肾损伤。
第二部分“Intestinal fungi mediate the protective effects of high humidity in septic mice”旨在判定这一保护作用依赖哪类肠道微生物。研究人员先以ABX构建拟无菌状态，结果发现即使在细菌大量清除后，高湿组仍保留生存优势；进一步将高湿或常湿供体的粪菌移植给受体小鼠，也未能转移这种保护效应，提示单纯细菌群落并非关键介质。随后在高湿暴露期间给予AMB去除真菌，发现高湿带来的生存获益完全丧失，Cr、BUN及肾组织病理也不再改善。该组实验共同表明，肠道真菌而非细菌是高湿保护脓毒症小鼠的重要中介。
第三部分“High humidity promotes M. caribbica–derived SA production”进一步追踪具体真菌及其代谢产物。ITS测序结果显示，高湿暴露不明显改变Shannon和Simpson指数，但提高了Chao1和ACE所反映的真菌丰富度，且基于Bray–Curtis距离的主坐标分析（PCoA）显示常湿与高湿组真菌群落构成明显分离。LEfSe分析鉴定出Malassezia、Vishniacozyma、Sporobolomyces和Meyerozyma等在高湿条件下富集，其中Meyerozyma因既往报道具有益生潜力而成为重点对象。qRT-PCR证实M. caribbica丰度在高湿组显著升高。随后，研究人员对M. caribbica培养上清进行非靶向代谢组学分析，发现其与培养基空白对照之间存在显著代谢差异，共获得210种差异代谢物。经候选物筛选和LC–MS/MS验证，SA被确定为M. caribbica显著富集的代谢产物，并且在高湿暴露小鼠和M. caribbica定植小鼠盲肠内容物中的SA水平也同步升高。该部分结论是，高湿可富集M. caribbica，并促进其来源的SA生成。
第四部分“M. caribbica mitigates sepsis-induced kidney injury”直接检验该真菌是否具有保护功能。研究人员连续5天灌胃M. caribbica后，证实其可稳定定植于肠道，且不影响小鼠体重、饮水和进食。CLP后，M. caribbica处理组表现为生存期延长，Cr和BUN下降，肾组织结构损伤减轻，TUNEL阳性细胞减少，血清TNF-α、IL-1β和IL-6下降。肾组织qRT-PCR进一步显示Tnf-α、Il-1β、Il-6、Ccl2和Cxcl2转录水平显著下调，Ccl3呈下降趋势但无统计学意义。该部分说明，M. caribbica本身就是高湿相关肾脏保护效应的关键执行者。
第五部分“SA mediates the renoprotective effects of M. caribbica in sepsis”验证SA是否能够重现M. caribbica的作用。研究人员在CLP前口服给予SA，结果发现其可显著延长生存时间，降低Cr和BUN，缓解肾小管损伤和炎症细胞浸润，并减少TUNEL阳性凋亡。与此同时，循环中TNF-α、IL-1β和IL-6下降，肾组织中Tnf-α、Il-1β、Il-6、Ccl2、Ccl3和Cxcl2等炎症因子与趋化因子转录亦被抑制。该部分建立了SA作为M. caribbica关键功能代谢物的地位，表明其足以复制真菌介导的抗炎、肾保护和生存改善效应。
第六部分“SA suppresses macrophage activation via MAPK and NF-κB inhibition”从分子层面解释SA的抗炎机制。研究人员采用脂多糖（LPS）刺激BMDMs建立炎症激活模型，发现SA预处理后，MAPK通路中的p38、ERK1/2、JNK以及NF-κB通路中的p65磷酸化均明显受抑。与之对应，细胞上清中TNF-α、IL-1β和IL-6分泌减少，相关mRNA转录也显著下降。由此可见，SA可通过抑制MAPK和NF-κB信号通路活化，直接削弱巨噬细胞促炎反应。
第七部分“SA inhibits macrophage pyroptosis by suppressing NLRP3 inflammasome activation”进一步考察SA对焦亡的影响。在LPS预激并经ATP刺激的BMDMs中，SA降低了caspase-1 p20和GSDMD-N水平，提示经典焦亡过程受抑；乳酸脱氢酶（LDH）释放减少、碘化丙啶（PI）摄取下降，说明膜破裂和细胞死亡减轻；ASC speck免疫荧光结果显示炎性小体组装受抑；Nlrp3、Il1β和Il18 mRNA表达以及上清中IL-1β分泌均下降。该部分证明，SA能够通过抑制NLRP3炎性小体激活，阻断巨噬细胞焦亡及其炎症放大效应。
讨论部分围绕三个层面展开。其一，论文将肠道真菌组提升为脓毒症结局的重要调节者，指出在既往重视细菌的研究框架之外，共生真菌同样能够显著塑造宿主炎症反应。其二，研究强调环境湿度并非单纯背景变量，而是可通过选择性重塑肠道真菌生态，影响脓毒症相关器官损伤。与既往关注高温高湿长期暴露导致菌群失衡不同，本研究显示室温下短期高湿暴露可产生有利于宿主的真菌组重编程效应。其三，研究将M. caribbica及其代谢物SA与巨噬细胞信号转导和焦亡机制联系起来，构建出环境—真菌—代谢物—免疫细胞—器官保护的完整链条。作者同时指出若干局限，包括M. caribbica合成SA的酶学途径尚未明确、其他真菌代谢物及跨界微生物互作的贡献尚不能完全排除、体外巨噬细胞机制仍需更多体内证据支持，以及尚缺乏人体样本或更临床相关模型验证。因此，论文在保持机制清晰的同时，对结论外推保持审慎。
研究结论部分可译为：总之，本研究鉴定出M. caribbica是一种在室温短期高湿暴露后富集的有益肠道真菌。研究进一步揭示，SA是一种具有保护作用的真菌代谢物，可在脓毒症过程中减轻炎症、焦亡和肾损伤。这些发现强调了环境对肠道真菌组调控在宿主免疫中的重要性，并凸显了真菌来源代谢物在重症疾病治疗中的潜在应用价值。
