8月5日，Nature 最新发表了瑞士伯尔尼大学 Andrew Macpherson 教授团队、李海博士为共同第一作者的研究论文 Mucosal or systemic microbiota exposures shape the B cell repertoire。该研究揭示了不同的微生物刺激路径和顺序，在塑造 B 细胞库方面的特点和差异。我们特别附上对该研究的共同第一作者李海博士的专访，以飨读者。

首先特别感谢热心肠对我们研究进展的报道。我所在实验室主要研究方向是微生物肠道共生，这包括宿主所构建的肠道微环境对共生菌的作用以及机理，以及共生菌对宿主各系统的塑造作用。这项研究中，我们的研究目的是想了解共生菌是如何影响 B 细胞受体组库的形成的。

问：请问您觉得这项研究中最重要/有意思的发现和突破有哪些？

B 细胞是获得性免疫系统的一个重要组成部分，它通过识别外界抗原并分泌对应抗体来协助机体清除潜在病原。每个 B 细胞都拥有其独特的抗原识别能力，这是由抗原受体决定的。每个生物个体中现存全部 B 细胞识别能力（B 细胞库）会决定该个体对再次进入机体的不同抗原的应答。

共生菌群对宿主的免疫系统有着广泛的作用和影响，但是由于菌群的复杂多样性，共生菌如何参与塑造 B 细胞库以及由此而来的 B 细胞反应性并不清楚。

我们这项研究的亮点在于运用了单菌可逆定殖对无菌鼠进行不同路径刺激的研究思路，来简化该问题的研究。单菌可逆定殖刺激是通过工程菌的构造使得细菌只能在体外复制，进入无菌鼠体内由于必需氨基酸合成能力缺陷，会在三天左右时间内消失。

利用该技术我们发现同一菌株不同路径刺激无菌鼠会在机体内形成差别巨大的 B 细胞库，随之而来的对新进入机体的菌株反应性也不相同。这意味着宿主早期被哪些共生菌定殖会影响它未来的对外界抗原的反应性。

同时我们也阐释了系统性免疫和粘膜免疫对共生菌反应性的区别由来，系统性免疫倾向于快速清除细菌感染，所以有反应门槛低（非常少量的细菌就会引发）、反应谱系广（区别对待不同菌株和形成不同的反应性）的特点，反之粘膜免疫反应门槛很高、反应性存在上限瓶颈。这很好的解释了宿主在不同系统中的目的，在机体内快速清除细菌防止可能出现的脓毒血症，在肠道中与有益菌和平共生，互惠惠利。

问：可否请您再展开讲讲“对无菌鼠进行单菌可逆定殖”这项技术的优势和在研究中的应用？

这项技术的优势在于：

1）可逆，能够区分刺激路径，防止交叉污染，如对系统免疫用普通菌株刺激会导致菌株在肠道中定殖，进而无法区分塑造作用的来源，也排除在多菌株按顺序刺激过程中所可能出现的交叉反应或菌株间的竞争而模糊问题；

2）可控，可以控制对无菌鼠共生菌刺激的时间和刺激的剂量，从而回答免疫系统应答的有效反应剂量。

这一模型首先可以用来回答时间窗口的问题，我们知道很多免疫功能是在发育早期形成的，而且绝大部分有共生菌参与，具体是在胚胎期、在新生期还是在成年期受菌群作用形成这个问题就必须由可逆定殖来区分。此外如何区别一个现象是由肠道细菌直接作用还是由定殖所产生的免疫、内分泌变化介导，也需要这一研究模型。

我们实验室最近在 Science 也发表了对母婴界面研究的相关综述（https://www.mr-gut.cn/papers/read/1054341015），里面介绍了一个很好的例子，就是我们能够对无菌孕鼠在孕期进行共生菌刺激，可以使子代鼠诞生后表现为无菌状态，这就可以回答在孕期的肠道共生菌对子代分化发育的具体作用，也可以回答这些早期的塑造作用对子代生活周期中代谢、免疫、内分泌的具体影响。

问：这项研究表明，菌群的两种刺激路径会引起非常不同的 B 细胞应答，您觉得这一现象的背后可能有哪些原因？

我们对可能的原因做了一部分分析，首先就是对两种刺激路径形成的抗原识别的差异进行了分析，我们发现在肠粘膜系统中，形成的 IgA 主要识别细菌的表面抗原，相反在系统性免疫中，IgG 能很好的识别细菌表面和胞质抗原。

我们在进一步研究中，通过对小鼠用裂解的菌株和完整菌株刺激作比较，初步认定为两个系统的抗原递呈方式不同，系统性免疫是通过完全裂解细菌递呈全部抗原来激发反应，粘膜系统则是仅递呈表面抗原，具体原因我们有相应假设，也在进一步工作中尝试证明。

问：微生物组与免疫的相互调控作用，是目前研究的一大热点，可否请您分享一下对这个领域的研究方向和进展的看法？

微生物组和免疫系统的相互关联越来越紧密而广泛，我只能说点自己的浅见。

从 2000 年前后 Jeffrey Gordon 组利用转录组对单菌定殖的小鼠进行分析，发现大量的免疫相关基因表达差异，再到后来陆续发现的对 B 细胞，各个 T 细胞亚群，天然淋巴细胞、NK 细胞，及由此衍生的多种相关疾病的影响和联系，可以说共生菌是机体正常行使免疫功能不可或缺的组成部分。这个领域现阶段由于组学技术尤其是单细胞测序的大量应用，进展非常快。

我个人觉得对复杂微生物组的具体菌株在特定过程中的解析，以及归因到具体微生物代谢产物的研究会变多，这也方便本领域的归因研究和未来向临床的转化潜力。

问：最后，请问您对未来的发展有什么计划？

我自己希望能够继续利用无菌鼠和悉生鼠（单菌，或几种菌定殖）叠加多种组学技术对肠道菌群在定殖过程及肠道微环境中互相影响，以及在免疫系统中的广泛作用继续进行相关研究。我个人非常希望能在 1~2 年之内回到国内建立实验室，也特别希望得到国内各位老师、前辈的指导和帮助，以及同行的合作、交流。