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Science | 打完疫苗为什么有人更易发热?线索藏在接种前的肠道菌群里

来源:生物探索 发表时间:2026-10-16 阅读:0
近日,《Science》的研究报道 “The human gut microbiome primes fever after vaccination”,将171名健康成人的体温记录、肠道微生物组和免疫特征,与人体细胞及小鼠实验连接起来。
研究发现:接种后体温升幅较高的人,在接种前就具有更活跃的细菌鞭毛蛋白表达,以及低度肠道炎症。 疫苗带来的急性刺激,可能叠加在一个已经受到微生物持续影响的免疫状态之上。
但这是否意味着,改变饮食就能减少发热?证据还需要逐层拆开看。

比起“有没有到38℃”,他们先关注“比自己平时高了多少”

这项名为µHEAT的研究,纳入德国18-40岁的健康成人,最终分析171人,中位年龄为25岁。其中,143人在研究期间接种第三剂新冠疫苗。

参与者每天早、中、晚记录口腔体温,研究人员共获得 7079条体温记录。这一设计的重要之处,在于能够区分个人基础体温、日内波动与接种后的变化。

整个队列的基础体温中位数为36.5℃。研究人员没有用一个统一的绝对温度划分所有人,而是计算体温升幅(ΔT):接种后一周内,相对于本人接种前一周同一时段体温中位数的最大升幅。

ΔT范围为0.2—2.4℃,中位数为0.7℃,平均值为0.8℃。以平均值为界,72人被归入高升温组,99人归入低升温组。

这里的“高升温”,指体温比个人基线升高至少0.8℃,并不等同于临床诊断的发热。 如果忽略这一点,就容易把研究中的分组误读成发热发生率。

体温升幅与接种后报告的流感样症状数量呈正相关;过去接种疫苗曾有发热经历的人,这次也更容易出现较大升幅。这提示,接种反应存在一定的个体稳定性。问题因此转向:这种稳定差异,在接种之前是否就能找到线索?

发热之后,肠道里的细菌并没有明显“换班”

研究人员首先检验了一个方向相反的假设:会不会是接种后的升温,改变了肠道菌群?

他们分析了 1022份纵向粪便样本,进行宏基因组测序(metagenomic sequencing);又在38名参与者中分析230份样本,开展宏转录组测序(metatranscriptomic sequencing)。前者帮助判断有哪些微生物和基因,后者进一步观察这些基因是否正在表达。

结果出乎最初预期:接种后,无论属于哪一组,菌群的α多样性(alpha diversity)、β多样性(beta diversity)以及预测的细菌生长速率,都没有出现明显变化。

体外培养也提供了呼应。对24种常见人类肠道细菌而言,从37℃升至更高温度,并没有普遍抑制生长;平均生长表现甚至可随温度升高而增强,直至42℃。

这不意味着高温没有危害,也不能外推到严重感染或持续高热。它支持的是一个更具体的判断:在本研究观察到的短期疫苗后升温范围内,肠道菌群总体保持稳定。

既然接种反应没有明显重塑菌群,那么两组之间的差异,就可能早于接种存在。

关键不只是谁更多,而是谁一直在表达鞭毛蛋白

高升温组最突出的微生物特征,与鞭毛蛋白(flagellin)有关。

鞭毛蛋白是细菌鞭毛的重要组成成分。对细菌,它参与运动;对宿主,其中一些鞭毛蛋白能够被Toll样受体5(Toll-like receptor 5,TLR5)识别,启动先天免疫(innate immunity)信号。

研究人员发现,高升温组的多种鞭毛蛋白及运动相关基因表达更高。将RNA丰度按对应DNA丰度校正后,这一差异更加突出。这一步有助于区分:表达信号增强,究竟只是因为携带这些基因的细菌更多,还是因为这些基因本身更活跃。

更重要的是,较高的鞭毛蛋白表达在接种前就已存在,接种后仍相对稳定。 它并非急性升温之后才出现的变化。

在表达上调的鞭毛蛋白中,67.2%被归属于Waltera属,76.3%来自毛螺菌科(Lachnospiraceae)。Waltera的相对丰度,也在高升温组持续偏高。

不过,“有鞭毛蛋白”不等于“必然激起炎症”。不同鞭毛蛋白刺激TLR5的能力并不相同。研究人员进一步表达相关蛋白,用报告细胞检验,确认高升温组富集的鞭毛蛋白中,确实包含能够刺激TLR5的类型。

因此,值得关注的并不只是某种细菌的名字,还包括它表达什么,以及这些产物能否被宿主识别。

从人体关联到实验机制,中间还差哪几步?

高升温组还表现出低度肠道炎症特征,例如接种两周后的粪便钙卫蛋白(calprotectin)水平更高。但人体中的共同出现,不能单独证明谁导致了谁。

研究人员于是将两组参与者的粪便上清液,分别用于刺激人结肠类器官(human colonic organoids),每组30名供者。

高升温组样本诱导了更多白细胞介素-8(interleukin-8,IL-8),并增强了与TLR信号有关的基因表达。样本中生物活性鞭毛蛋白越高,类器官产生的IL-8也越多。这说明,这些样本中的微生物产物具有更强的促炎能力。

接下来,研究人员实施粪菌移植(fecal microbiota transplantation,FMT):分别选取6名高升温组和6名低升温组供者的菌群,移植到无菌小鼠(germ-free mice),定植一周后接种mRNA疫苗。

接受高升温组菌群的小鼠,接种后出现更明显的体温下降,并伴随更高的血清白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)。

为什么人体升温,小鼠却降温?在这类饲养和实验条件下,小鼠的系统性炎症可表现为低体温(hypothermia)。这里比较的是急性炎症反应强度,不能直接把小鼠温度变化等同于人体发热。

当小鼠同时缺失TLR5和细胞内鞭毛蛋白感受器NLRC4时,高升温组菌群带来的反应差异减弱,却没有完全消失。

这一结果支持鞭毛蛋白识别参与了菌群对接种反应的影响,同时提示还有其他通路。 Waltera本身在移植小鼠中定植不佳,也提醒我们:不能把整个机制归因于一个菌属。

独立人群验证:方向相近,细节没有完全重现

研究人员还分析了一个加拿大独立队列:1014名成人、1549份粪便宏基因组样本,约90%的参与者接种的是第二剂mRNA疫苗。

报告接种后出现任何不适的人,Waltera相对丰度更高。毛螺菌科整体也与总的不适反应,以及发热、疲劳和肌肉痛相关。

这使最初发现获得了跨人群支持,但复现并非完全一致:Waltera与头痛的关联达到统计学显著性,与自报发热等单项症状则主要表现为升高趋势。

而且,加拿大队列依靠症状自报,并未采用µHEAT中同样的个人体温基线方法。

所以,更稳妥的结论是:两个队列共同支持了相关肠道细菌与疫苗反应之间的联系,但特定菌属、特定症状及关联强度,仍需进一步验证。 目前还不能据此开发一个可靠预测个人发热的菌群检测。

饮食可能影响这条链,但“吃素就不发热”跳过了证据

µHEAT队列中,46人自报为纯素食者或素食者,其接种后的体温升幅低于其余125人。校正年龄、性别、体重指数、疫苗情况、既往发热等因素后,饮食与体温升幅的关联仍然存在,P值为0.004。

然而,粗略的饮食分类,并不能解释全部鞭毛蛋白和炎症差异。研究人员进一步检测粪便中的食物来源DNA,发现高升温组检出的食物DNA更少。

由于这种方法更容易检出完整、较少加工食物的DNA,结果提示加工食品摄入可能参与其中。但它仍是间接线索,不能代替详细饮食记录。

实验层面,研究人员考察了羧甲基纤维素(carboxymethylcellulose,CMC)。在含0.5% CMC的培养条件下,部分Waltera细菌的生长得到促进;按细菌密度校正后,W. intestinalis产生的TLR5刺激性鞭毛蛋白也增加。

在人源菌群生物反应器(bioreactor)中,CMC联合另外13种食品添加剂,增强了Waltera相对丰度及生物活性鞭毛蛋白产量。小鼠实验则显示,高脂、低纤维的西式饮食(Western-style diet,WSD)加重了接种后的急性炎症反应。

这些实验说明饮食成分能够改变相关微生物功能,却没有证明日常食品中的相应暴露必然产生同样效果。人体部分没有随机饮食干预,因此不能把观察关联直接转成接种前的饮食处方。

反应更强,未必意味着保护更好

还有一个容易被忽略的问题:既然鞭毛蛋白增强了先天免疫,是否也让疫苗产生了更好的保护?

该研究中,高升温组在接种前后都有较高的抗新冠病毒抗体水平,但加强接种后的抗体相对增幅,并未因升温分组而明显不同。饮食分组之间,抗体水平和相对增幅也没有显著差异。

在人体菌群移植小鼠实验中,两组的急性炎症反应不同,实验终点的特异性抗体水平却没有明显差异。

这提示,疫苗反应原性(reactogenicity)与免疫原性(immunogenicity)虽然可能相关,却不能简单画等号。更何况,这项研究没有直接评价感染风险或临床保护效果。

发热强弱,不能被当作疫苗保护效果的个人成绩单。

这项研究最有启发性的地方,是把一次短暂的接种反应,放回长期的微生物—免疫互动中理解:肠道细菌持续表达的产物,可能影响宿主面对新刺激时的反应强度。

下一步值得关注的是,改变饮食或微生物功能,能否在人群中减少不适,同时保持免疫应答。答案需要人体干预研究,而不是仅凭菌群关联推断。

在此之前,我们获得的是一个有实验支持、仍待临床验证的新机制:疫苗后的体温变化,可能部分取决于接种之前,肠道微生物已经怎样影响了免疫系统。