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尽管抗逆转录病毒治疗（ART）广泛应用，HIV相关的神经精神与神经认知障碍在HIV感染者（PWH）中依然顽固地高发，这凸显了对新机制见解和治疗策略的迫切需求。本研究利用EcoHIV小鼠模型，揭示了与雌性相关的肠道马拉色菌（Malassezia globosa）富集及其激活Dectin-1+肠道巨噬细胞轴的新机制，并发现源自茯苓的β-葡聚糖pachyman可作为一种Dectin-1配体，逆转这些行为缺陷。该研究为理解HIV相关的肠道菌群-免疫-脑轴病理提供了重要的性别特异性视角，并提出了靶向真菌-免疫相互作用的新治疗策略。
在抗逆转录病毒治疗（ART）时代，人类免疫缺陷病毒（HIV）感染已转变为一种可控的慢性疾病，但一个令人困扰的“后遗症”却挥之不去：超过30%的HIV感染者会经历抑郁症，其发生率是普通人群的近两倍；同时，高达40-50%的感染者会经历不同程度的HIV相关神经认知障碍。这些神经精神与神经认知问题如同顽固的“幽灵”，持续影响着感染者的生活质量，而现有的抗抑郁疗法效果有限，其背后的病理机制也远未清晰。近年来，科学家们将目光投向了连接肠道与大脑的复杂网络——“肠-免疫-脑轴”，试图在其中寻找答案。大多数研究聚焦于肠道细菌群落的改变，然而，一个同样庞大且重要的“真菌王国”——肠道真菌组（mycobiome）在其中扮演的角色却被长期忽视。真菌细胞壁的组分，如β-葡聚糖，已被证明可作为“肠漏”的生物标志物，并与HIV感染者的神经认知缺陷相关。更重要的是，性别是塑造免疫反应和微生物生态的关键因素，这提示真菌-免疫对行为的影响可能存在性别差异。为了深入探索这一未知领域，来自约翰斯·霍普金斯大学医学院的研究团队利用EcoHIV小鼠感染模型，开展了一项研究，相关成果发表在《Brain, Behavior, and Immunity》上。
研究者们运用了多种关键技术方法来探索科学问题。他们通过EcoHIV小鼠模型模拟HIV感染的关键特征。利用内部转录间隔区（ITS）扩增子测序和鸟枪法宏基因组测序，分别分析了小鼠粪便样本中的真菌和细菌群落组成。通过一系列行为学测试（包括旷场试验、三箱社交互动测试、高架十字迷宫和新物体识别测试）评估了小鼠的运动、焦虑、社交和认知功能。采用流式细胞术分析了结肠固有层单核细胞的免疫细胞亚群，特别是Dectin-1+巨噬细胞。此外，还通过非靶向代谢组学（UPLC–MS）分析了粪便代谢物谱。研究还利用了已发表的人类数据，包括对HIV感染者粪便真菌ITS克隆文库数据的二次分析，以及对接受ART治疗的HIV感染者外周血单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据的分析，以验证小鼠研究发现的临床相关性。
3.1. EcoHIV感染小鼠和PWH中雌性相关的肠道马拉色菌（Malassezia globosa）特征
通过对感染EcoHIV的雄性和雌性小鼠粪便进行ITS测序，研究人员发现，尽管感染在雄性和雌性小鼠中都诱导了行为障碍，但仅在雌性小鼠中观察到了真菌物种水平的显著变化：马拉色菌（Malassezia globosa）的丰度显著增加。这种变化并非伴随显著的细菌菌群失调，表明这是一个相对独立的雌性特异性真菌特征。对已发表人类数据的分析进一步支持了这一发现：马拉色菌（Malassezia globosa）仅在HIV感染的女性参与者中可检测到，而在HIV感染的男性或未感染的对照组中均未检出。这为小鼠研究结果提供了转化医学证据。
3.2. 马拉色菌（Malassezia globosa）丰度与EcoHIV感染雌性小鼠的社交互动比和新物体识别指数相关
行为测试表明，EcoHIV感染的雌性小鼠并未表现出运动或焦虑样行为的改变，但出现了明显的社交回避（社会互动比率降低）和识别记忆缺陷（新物体识别指数降低）。相关性分析显示，马拉色菌（Malassezia globosa）的丰度与社交互动比率和识别记忆表现均呈显著负相关。这表明肠道中这种特定真菌的增加可能与观察到的神经行为缺陷有关。
3.3. Pachyman对EcoHIV诱导的社交回避和识别记忆缺陷的改善作用
基于β-葡聚糖-Dectin-1轴在HIV相关炎症中的作用，研究者选用了源自茯苓的真菌1,3-β-D-葡聚糖Pachyman（一种已知的Dectin-1配体）进行干预。结果显示，为期两周的Pachyman口服治疗成功地逆转了EcoHIV感染雌性小鼠的社交回避和识别记忆缺陷，且不影响其运动或焦虑样行为。这提示靶向Dectin-1信号通路可能具有治疗潜力。
3.4. Pachyman治疗减少EcoHIV诱导的结肠固有层Dectin-1+巨噬细胞增多
机制探索发现，EcoHIV感染特异性地增加了雌性小鼠结肠固有层中Dectin-1+巨噬细胞的频率和比例。而Pachyman治疗则能逆转这种增多。相关性分析进一步表明，Dectin-1+巨噬细胞的百分比与社交互动行为呈负相关，与马拉色菌（Malassezia globosa）丰度呈正相关。这表明Pachyman可能通过调节肠道真菌驱动的Dectin-1+巨噬细胞活化来发挥治疗作用。
3.5. EcoHIV感染和Pachyman治疗不改变结肠淋巴细胞群
流式细胞术分析表明，EcoHIV感染或Pachyman治疗并未显著改变结肠固有层中B细胞、总T细胞、CD4+T细胞、CD8+T细胞和γδ T细胞等主要淋巴细胞亚群的频率，表明其免疫调节作用具有细胞特异性。
3.6. Pachyman调节EcoHIV诱导的小鼠肠道代谢物水平改变
非靶向代谢组学分析发现，EcoHIV感染导致雌性小鼠粪便中多种代谢物水平改变，包括色氨酸代谢途径的产物5-羟基吲哚-3-乙酸（5-HIAA）和脂质代谢物棕榈酰天冬氨酸（palmitoyl-aspartate）等显著上调。Pachyman治疗恢复了这些代谢物的异常水平。棕榈酰天冬氨酸的水平与社交、认知功能、马拉色菌（Malassezia globosa）丰度及Dectin-1+巨噬细胞比例均存在显著相关性。这表明Pachyman还能纠正EcoHIV感染相关的肠道免疫代谢紊乱。
3.7. HIV感染者循环血单核细胞中CLEC7A (Dectin-1)阳性比例增加
对接受ART治疗的HIV感染者外周血单细胞测序数据的分析显示，无论是CD14+经典单核细胞还是CD16+非经典单核细胞，其CLEC7A（编码Dectin-1的基因）阳性细胞比例均显著高于HIV阴性对照。这一发现与小鼠模型中结肠Dectin-1+巨噬细胞上调的现象相呼应，支持了Dectin-1驱动的先天免疫特征在小鼠和人类研究中的保守性。
该研究的主要结论与重要意义在于，它首次在EcoHIV感染模型中揭示了一个雌性特异性的肠道真菌-免疫-脑轴机制。研究发现，雌性（而非雄性）小鼠在感染后肠道马拉色菌（Malassezia globosa）特异性富集，这一变化与社交回避和认知缺陷相关，并伴随着结肠Dectin-1+巨噬细胞的激活以及肠道色氨酸和脂质代谢途径的紊乱。重要的是，源自茯苓的β-葡聚糖Pachyman作为一种Dectin-1配体，能够有效逆转这些行为缺陷，同时降低Dectin-1+巨噬细胞水平并纠正代谢异常。对人类数据的分析进一步证实，接受ART治疗的HIV感染者的循环单核细胞中也存在Dectin-1信号的上调，这提示该通路在人类疾病中可能同样重要。
这项研究的意义深远。首先，它将关注点从细菌扩展到了长期被忽视的肠道真菌组，并强调了性别在HIV相关神经病理中的关键作用，为理解疾病表现的性别差异提供了新视角。其次，研究不仅描述了现象，还通过Pachyman干预验证了Dectin-1信号通路作为潜在治疗靶点的可行性，为开发针对HIV相关神经精神与神经认知障碍的整合治疗策略（例如基于真菌多糖的免疫调节疗法）提供了全新的思路和实验依据。最后，研究成功地将小鼠模型的机制发现与人类临床数据相关联，增强了其转化医学价值，预示着未来针对肠道真菌-免疫轴的干预可能成为改善HIV感染者长期生活质量和神经健康的新途径。
