《Journal of Extracellular Vesicles》：Bacterial Extracellular Vesicles: New Hype or Hope to Explain Reproductive Host–Microbiota Interactions
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微生物组研究的快速发展正深刻改变对人类健康与疾病的认知，女性生殖道作为关键但研究不足的特殊生境，其局部微生物组的生物学意义长期存在争议——现有证据多基于细菌核酸检测，尚无法明确信号反映的是活性微生物群落、一过性定植，还是仅具免疫调节作用的微生物残片。细菌胞外囊
微生物组研究的快速发展正深刻改变对人类健康与疾病的认知，女性生殖道作为关键但研究不足的特殊生境，其局部微生物组的生物学意义长期存在争议——现有证据多基于细菌核酸检测，尚无法明确信号反映的是活性微生物群落、一过性定植，还是仅具免疫调节作用的微生物残片。细菌胞外囊泡（Bacterial Extracellular Vesicles, BEVs）已成为宿主-微生物组对话的关键介导者，其纳米级尺寸可跨越组织屏障进入体循环，抵达胎盘等受屏障保护的解剖部位，作用范围远超起源部位。尽管BEVs在胃肠、呼吸及全身疾病领域已被广泛表征，其在生殖道中的相关性仍待明确。阐明BEVs是否参与子宫内膜容受性、配子互作、胚胎植入及早期妊娠免疫耐受等过程，有望揭示生殖生理与病理的新机制。此外，解析BEVs的功能可推动上生殖道（Upper Reproductive Tract, URT）是否存在功能性微生物组的争议从“微生物存在与否”转向“微生物活性如何”。本综述整合了生殖道BEVs领域有限但不断增长的研究证据，重点关注其对女性生育力及早期妊娠结局的潜在影响，同时梳理了该领域的核心方法学挑战：包括BEVs与宿主来源胞外囊泡（Extracellular Vesicles, EVs）的区分、现有检测技术的局限性，以及低生物量环境下的污染风险。最后，研究人员提出了概念框架与未来研究方向，旨在确立BEVs在生殖生物学中的重要地位，并挖掘其在生殖医学中的诊断与治疗潜力。
1 引言
子宫内环境的精准调控是子宫内膜获得容受性并维持成功妊娠的核心前提。历史上上生殖道曾被认为无菌，这一观点源于微生物与感染、疾病的传统关联。当前研究已在宫腔内检测到多种微生物，其菌群失衡（dysbiosis）与不孕、反复胚胎植入失败、早期妊娠丢失及早产等不良生殖结局密切相关。上生殖道微生物组成受年龄、产次、月经周期及医疗操作等多因素影响，而下生殖道（含阴道黏膜）以乳杆菌属（Lactobacillusspp.）为优势菌，该菌属同时也是子宫内膜组织中最突出的类群，子宫内膜乳杆菌主导状态甚至可作为体外受精成功的潜在生物标志物。与之相对，加德纳菌属（Gardnerella）、纤毛菌属（Sneathia）、普雷沃菌属（Prevotella）或脲原体属（Ureaplasma）等微生物的存在则与反复植入失败、流产等不良妊娠结局相关，此类菌群失调在不明原因不孕或复发性流产女性中占比可达60%，并与子宫内膜异位症、子宫腺肌症等妇科疾病存在关联。
子宫微生物组的细菌载量较阴道低104倍，极低的丰度与样本采集过程中的污染风险使得子宫内膜核心微生物组成的检测极具挑战。由于80%的人类共生微生物不可培养，上生殖道研究多依赖测序技术，但宫腔内频繁检出的细菌DNA并不必然代表活性微生物存在，亟需进一步研究阐明宿主与微生物组的复杂互作机制。微生物组被证实可调节宿主基因组活性与局部组织微环境，这种动态互作构成复杂的多因素生物网络，其中关键机制之一是微生物分泌包括蛋白质与代谢产物在内的生物活性物质。细菌胞外囊泡作为界间通讯的关键介质，可在微生物与宿主细胞间转移分子货物，其纳米级膜包被结构使其比完整细菌细胞更易跨越生物屏障。新兴研究显示，微生物组来源的BEVs可到达胎儿区域，进而影响女性生殖健康与胚胎发育。
2 方法学
研究人员截至2026年2月1日进行了全面的文献检索，旨在整合BEVs及其在女性生殖道、生育力与妊娠中潜在作用的现有证据，重点关注人体BEVs检测与体外研究。检索在PubMed（MEDLINE）与Scopus数据库中开展，采用预设的BEVs与生殖结局相关术语结合布尔运算符进行检索。排除会议摘要、信件、研究方案、非英文出版物及无全文文献。两名研究者独立筛选标题与摘要后进行全文评估，分歧通过共识解决。最终纳入5项人体样本BEVs研究与14项探讨BEVs在女性生殖与妊娠中作用的体外研究，整合结果形成本综述，同时讨论了其他为女性生殖健康或妊娠中BEVs潜在作用提供洞见的相关研究。
3 人体生理中的BEVs
3.1 BEVs的生物学特性
早期研究认为仅革兰阴性菌可产生BEVs，后续证实革兰阳性菌同样释放BEVs。由于细胞壁结构的根本差异，革兰阴性菌与革兰阳性菌的BEVs生物发生与分子组成存在显著差异：革兰阴性菌主要分泌外膜囊泡（Outer-Membrane Vesicles, OMVs）与外-内膜囊泡（Outer–Inner Membrane Vesicles, OIMVs），革兰阳性菌主要产生细胞质膜囊泡（Cytoplasmic Membrane Vesicles, CMVs）。OMVs通过外膜出芽分泌，含有外膜蛋白且几乎不含胞质成分；OIMVs因肽聚糖层弱化可使内膜突起并随后释放囊泡，可携带核酸与其他胞质组分；CMVs则通过内溶素触发肽聚糖层破裂与细胞质膜突起（即“起泡样细胞死亡”）形成，因此含有胞质内容物、核酸与内膜蛋白。BEVs尺寸范围为20~400 nm，平均尺寸与货物组成高度取决于亲本细菌、培养条件与生物发生途径。由于不同BEV亚型的组成差异显著，目前尚无通用的BEV标记物可用于生物样本中的BEVs检测。
共生菌来源的BEVs已被证实可支持生理稳态并抵御感染与疾病。值得注意的是，BEVs可影响血管生成、细胞外基质重塑、细胞迁移与免疫调节，这些过程均为胚胎植入与妊娠进展的基础。BEVs的免疫调节潜力已在体外与体内被广泛研究，多数报道描述其促炎效应，但特定菌种可产生具有抗炎特性的BEVs，如布鲁氏菌（Brucella abortus）BEVs可降低THP-1细胞中促炎细胞因子表达，结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis）BEVs可抑制CD4+T细胞活化与增殖，脆弱拟杆菌（Bacteroides fragilis）释放的BEVs可诱导耐受性树突状细胞并促进调节性T细胞发育，多形拟杆菌（Bacteroides thetaiotaomicron）BEVs可促进树突状细胞介导的免疫稳态。通过改变免疫平衡、细胞侵袭/迁移与血管生成，BEVs可能影响生殖成功。巨噬细胞是生殖道的关键免疫调节者，不仅参与病原体清除，还参与早期妊娠中的血管生成、滋养层侵袭与免疫耐受，BEVs可通过不同内吞途径进入巨噬细胞，以其货物调节巨噬细胞活性，并诱导促炎或抗炎反应。
3.2 人体的分布——水平传播
要使BEVs影响局部妊娠相关过程，其需到达上生殖道。越来越多的证据表明，阴道微生物组来源的BEVs可上行穿过宫颈黏液到达上生殖道。有趣的是，多项研究将口腔与肠道微生物组失调与子痫前期（Preeclampsia, PE）、妊娠期糖尿病、自然流产等不良妊娠结局相关联，健康胎盘中已检测到口腔与肠道相关细菌（如具核梭杆菌Fusobacterium nucleatum、大肠杆菌Escherichia coli）的DNA，比较分析显示胎盘微生物DNA与口腔微生物组约71%相似，提示可能存在从母体口腔到胎盘的血源性转移。BEVs的纳米级尺寸与两亲性特性进一步促进其系统性扩散与组织屏障穿透，除口腔共生菌外，胎盘中还检测到肠道菌门双歧杆菌属（Bifidobacteriumspp.）与鼠李糖乳杆菌（Lactobacillus rhamnosus），且不受分娩方式影响。目前活细菌存在于胎盘的观点受到强烈质疑，胎盘样本培养尝试均未成功，提示检测到的信号可能代表细菌残片而非活性胎盘微生物组。近期研究成功从足月胎盘中分离出外膜蛋白A（Outer Membrane Protein A, OmpA）与脂多糖（Lipopolysaccharide, LPS）阳性的BEVs，其16S rRNA谱与胎盘样本高度重叠，提示胎盘中的微生物DNA很可能来源于BEVs而非活细菌。对羊水与人类粪便来源的BEVs进行测序分析，提示两者具有共同的母源肠道微生物组起源。健康孕妇与非孕妇尿液中均检测到BEVs，支持BEVs在体内循环的存在。小鼠模型研究显示，静脉注射或口服荧光标记的BEVs后，BEVs可进入血液循环，在肝脏、肾脏、结肠及部分脾脏、肺脏中富集；在妊娠小鼠中，口服嗜黏蛋白阿克曼氏菌（Akkermansia muciniphila）BEVs后可在胎盘与胎儿中检测到囊泡信号。
4 女性生殖中的宿主-BEV应答
4.1 BEVs与女性生育力
女性生殖道微生物组有助于维持局部免疫平衡与组织健康，塑造成功妊娠所需的微环境。目前针对BEVs在女性生殖健康中作用的研究较少，但现有证据与活细菌研究结果总体一致。乳杆菌属（Lactobacillusspp.）BEVs可通过携带乳酸与细菌素肽减少机会性病原体的黏附与生长，并增强乳杆菌对上皮细胞的黏附。体外研究显示，用卷曲乳杆菌（Lactobacillus crispatus）BC5与加氏乳杆菌（Lactobacillus gasseri）BC12来源的BEVs处理宫颈癌HeLa细胞，可使乳杆菌黏附率提高335%，同时降低大肠杆菌（Escherichia coli）与金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）等机会性细菌的黏附；加氏乳杆菌BEVs还可破坏阴道病原体生物膜。阴道加德纳菌（Gardnerella vaginalis）释放的细胞质膜囊泡尺寸为120~260 nm，其蛋白质组特征与全细胞裂解物或其他细胞组分存在差异，用其处理阴道上皮细胞可诱导剂量依赖性IL-8介导的促炎反应，浓度高于75 μg/mL时显著降低细胞活力，而经乳酸处理的加德纳菌BEVs蛋白质组成发生改变且细胞毒性降低。
4.2 BEVs与女性不孕症
女性生殖道的健康与功能受微生物组紧密调控，菌群失衡（以乳杆菌优势丧失为特征）与阴道微环境改变相关，包括促炎细胞因子水平升高、免疫通路活性改变，整体增加性传播感染（Sexually Transmitted Infections, STIs）易感性或早产风险。加德纳菌与多动单胞菌（Mobiluncus mulieris）来源的BEVs可增加阴道上皮的促炎细胞因子反应，多动单胞菌BEVs还可上调基质金属蛋白酶（Matrix Metalloproteinases, MMPs）表达，增加早产风险。阴道微生物组失衡还与影响生育力的常见妇科疾病相关，如子宫内膜异位症与多囊卵巢综合征（Polycystic Ovary Syndrome, PCOS）。子宫内膜异位症是一种子宫内膜样组织在子宫外生长的炎症性疾病，影响全球6%~10%的育龄女性，与不孕及盆腔疼痛相关，其病因尚未完全明确，被认为部分受生殖道微生物群落失衡影响。研究发现子宫内膜异位症患者腹腔液中不动杆菌属（Acinetobacter）、假单胞菌属（Pseudomonas）、链球菌属（Streptococcus）与恩 hydrobacter属（Enhydrobacter）BEVs比例显著升高，而丙酸杆菌属（Propionibacterium）、放线菌属（Actinomyces）与罗氏菌属（Rothia）BEVs比例显著降低，提示腹腔液BEV组成在子宫内膜异位症患者中存在改变。子宫内膜异位症诊断依赖手术确认异位子宫内膜生长，亟需无创生物标志物，近期一项研究比较了通过宫颈刷或阴道拭子提取的宫颈阴道分泌物胞外囊泡，但仅0.5%的DNA为细菌来源，提示大部分囊泡为宿主来源或BEVs不携带胞质成分（如革兰阴性菌的OMVs）。在PCOS中，肠道微生物组来源的BEVs被证实具有有益效应，包括促进有益菌生长、减少致病菌定植，进而改善葡萄糖与脂质代谢并降低炎症，二甲双胍治疗后血浆BEV组成发生改变，链球菌属（Streptococcus）丰度显著升高，提示治疗可能调节了循环BEVs的组成。
4.3 妊娠中的BEVs与潜在垂直传播
整个妊娠期，发育中的滋养层与局部免疫细胞的互作至关重要，健康的子宫微生物组对子宫健康、生育力与妊娠的贡献已被广泛研究。胎盘来源的BEVs可被人类胎膜来源的真蜕膜细胞（hFM-DEC）与BeWo滋养层细胞内化；乳杆菌、加德纳菌与多动单胞菌BEVs可改变BeWo-p30滋养层细胞与Ishikawa子宫内膜细胞的细胞因子分泌。HTR-8/SVneo滋养层细胞研究显示，嗜黏蛋白阿克曼氏菌BEVs可激活EGFR-PI3K-AKT通路，显著提高细胞活力与迁移能力；卷曲乳杆菌BEVs可减少人胎盘细胞衰老与细胞死亡，通过增加线粒体融合增强对过氧化氢诱导氧化应激的抵抗。免疫细胞层面，孕妇粪便来源的BEVs可诱导T细胞向辅助性T细胞2（T helper 2, Th2）分化，减少Th17丰度，有利于妊娠维持；而胎盘来源的BEVs可上调巨噬细胞分化THP-1细胞中促炎IL-1β与IL-6分泌，可能参与植入的促炎阶段，高剂量致病性大肠杆菌BEVs对细胞具有毒性作用，强调需区分共生菌与致病菌来源的BEVs。B族链球菌（Group B Streptococcus）来源的BEVs可导致小鼠早产、绒毛膜羊膜炎与胎儿死亡。子痫前期与肠道失调相关，小鼠模型中口服嗜黏蛋白阿克曼氏菌BEVs可进入胎盘，降低血压升高、改善胎盘功能障碍，缓解子痫前期表型，并增加胎盘中滋养层侵袭与组织重塑相关标记物表达。低剂量嗜黏蛋白阿克曼氏菌BEVs可改善滋养层增殖与迁移，高剂量则无此效应，提示BEVs的作用具有剂量依赖性。
口腔感染尤其是牙周炎被认为是系统性炎症状态，增加早产、胎儿生长受限、子痫前期等不良妊娠结局风险，牙周病原体牙龈卟啉单胞菌（Porphyromonas gingivalis）的BEVs可通过血液循环到达母胎界面，体外研究显示其可被滋养层细胞内化，导致侵袭潜能降低、代谢紊乱、氧化应激与促炎反应，破坏滋养层与内皮细胞的互作，减少内皮细胞迁移并增强单核细胞黏附，同时促进中性粒细胞趋化与活化，动物模型中给予牙龈卟啉单胞菌BEVs或感染巨噬细胞的囊泡可导致胎盘功能改变与胎儿生长下降。
母体微生物组分可到达胎儿，新生儿胎便中已检测到与胎盘、羊水共享微生物谱的细菌，提示存在产前转移。宫内胎儿暴露于BEVs可能对初始免疫系统接触共生菌的早期启动具有重要意义，胎盘或羊水中细菌DNA的存在与胎儿胎便中Toll样受体（Toll-Like Receptors, TLRs）mRNA表达调控相关，肠道黏膜与次级淋巴组织的发育依赖于通过TLRs等模式识别受体进行的微生物接触。
4.4 BEVs在性传播感染中的保护作用
阴道微生物组中乳杆菌属产生的BEVs有助于维持黏膜稳态并抵御病原体。研究显示卷曲乳杆菌BC3与加氏乳杆菌BC12 BEVs可在体外CD4+T细胞系与人宫颈阴道或淋巴扁桃体组织中发挥抗HIV-1感染的保护作用，抑制效应呈剂量依赖性，通过减少病毒附着与进入细胞实现；而其他菌株（如卷曲乳杆菌BC5与加氏乳杆菌BC13）BEVs虽不能预防HIV-1感染，但仍可抑制人组织中的病毒复制。加氏乳杆菌BEVs含有抗菌蛋白，可抑制阴道寄生虫阴道毛滴虫（Trichomonas vaginalis）的生长与黏附，而加德纳菌BEVs富含毒力因子，可增强阴道毛滴虫的致病性，进一步强调了共生菌BEVs的预防潜力与菌群失调的致病风险。
4.5 BEV研究的当前挑战
BEV相关发现的解释需考虑分离与表征方法的变异性。由于其小尺寸与异质性，BEVs的检测与定量仍是重大挑战，尤其在预期浓度极低的上生殖道中。流式细胞术、电阻脉冲传感（Resistive Pulse Sensing, RPS）、纳米颗粒跟踪分析（Nanoparticle Tracking Analysis, NTA）、基于荧光的颗粒计数与动态光散射（Dynamic Light Scattering, DLS）是当前BEV定量的主流技术，但结果随方法不同存在显著差异，可比性受限。其他表征方法包括成像颗粒计数（透射电子显微镜[TEM]与冷冻电镜[Cryo-EM]）、核酸测序、聚合酶链反应（Polymerase Chain Reaction, PCR）与蛋白质分析（如Western blotting或蛋白质组学）。鉴于EVs的起源与亚型多样，强烈推荐结合多种方法进行情境化解读，但此类全面表征的常规应用仍受限，主要归因于高成本与资源可及性限制，约25%的BEV研究仅进行亲本生物的基本鉴定而未详细表征。
当前大量BEV研究依赖从细菌培养上清中分离囊泡，但常未提及培养条件，而BEV的生物发生与组成对培养基组成、pH、孵育时间、温度、细菌收获生长相等变量高度敏感，此类参数报告不完整严重阻碍BEV研究的可重复性与跨研究可比性，因此标准化表征与实验参数的透明报告对推进可重复、可解释的BEV研究至关重要。
5 未来方向
5.1 方法学考量：评估生殖中（B）EVs的遗传背景
EV生物学的一个长期问题是DNA是封装在EVs腔内还是仅与表面相关，现有证据表明EVs中的DNA含量显著低于RNA与小RNA，DNA主要检测于EVs表面，40~200 nm的小EVs通常不携带DNA货物。尽管从BEVs中提取DNA存在挑战，研究人员已开发方法分析其核酸含量，近期一种策略是分离RNA、逆转录为互补DNA（cDNA）后进行16S rRNA文库制备与测序，该方法已成功用于羊水、粪便与新生儿初代胎便中BEVs的表征，可推广应用于子宫液、输卵管液与卵泡液等女性生殖液体中BEVs的提取，为解析这些微环境中微生物BEVs的贡献提供新视角。蛋白质组学分析BEVs的货物是理解其生理作用的强有力工具，可揭示其在生殖生理中的具体功能。目前子宫液与输卵管液中的宿主EVs已被广泛研究，但尚未明确其中细菌来源囊泡的比例，解析BEVs对生殖液体的贡献将为微生物影响生育力与早期胚胎发育的研究开辟新路径。
5.2 BEVs作为后生元制剂的潜力
益生菌因维持健康、预防或协同治疗疾病的作用日益受到认可，妊娠中使用益生菌也对母婴有益。但根据国际益生菌与益生元科学协会（International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics, ISAPP）的定义，益生菌为“当摄入足够数量时对宿主产生健康益处的活性微生物”，活菌引入存在定植抗性、非预期持续存在与抗生素耐药基因转移等风险，且细菌活力易受加工、储存与不利胃肠道条件影响。以BEVs替代益生菌可克服这些局限，根据ISAPP对后生元的定义——“对宿主产生健康益处的无生命微生物和/或其成分的制剂”，BEVs是后生元补充的合适候选者，此类细菌后生元制剂（Bacterial Postbiotic Preparations, BBPs）在促进健康与减轻疾病中的潜力已被广泛讨论，但在女性生殖健康领域仍待探索。
初步实验提示BBPs可通过促血管生成与抗衰老效应支持早期妊娠的关键过程（如植入与胎盘发育），还可能用于干预与菌群失调相关的妊娠并发症，如口服嗜黏蛋白阿克曼氏菌BEVs可缓解小鼠子痫前期症状并改善体外滋养层功能，为提升早期妊娠成功率与干预女性健康临床菌群失调提供了新视角。BEV生物工程是新兴研究领域，重组设计可将靶向配体或治疗剂选择性装载入BEVs，实现精准递送并减少全身副作用，已有研究在小鼠中成功应用多形拟杆菌重组BEVs进行靶向蛋白递送与免疫接种，证明安全性与有效性。胎盘特异性配体可引导BBPs到达胎盘发挥局部效应，在妊娠这一特殊时期尤为理想。考虑到BEVs可跨越胎盘，其对胎儿的影响也应成为BBP研究的关注点，现有益生菌研究提示母体微生物补充可影响胎儿基因表达与新生儿微生物组组成，尽管尚无BBPs的相关研究，但这些发现强调未来妊娠中BBPs应用需考虑胎儿结局。此类概念仍处于早期阶段，亟需进一步的临床前研究验证BBPs在母婴健康中的安全性、有效性与特异性。
6 结论
细菌胞外囊泡是宿主-微生物组互作的关键介导者，影响局部与系统性过程，包括免疫调节与细胞功能。鉴于人类微生物组的整体组成对生殖结局具有重要塑造作用，在宿主-细菌通讯背景下研究BEVs对于阐明女性生育力、胚胎植入与成功妊娠的复杂机制至关重要。BEVs的纳米级尺寸使其不仅可经宫颈上行到达上生殖道，还可从肠道等远端器官经系统性扩散抵达。到达上生殖道后，BEVs可发挥调节作用：共生菌来源的BEVs具有维持组织完整性、免疫调节与支持早期妊娠过程（如组织重塑、细胞侵袭、迁移与血管生成）的有益作用，还可增强有益微生物定植并阻止病原微生物与病毒入侵，显著降低感染风险，但其调节活性的具体机制仍待阐明。未来研究应通过评估蛋白质与核酸货物解析BEVs的生物活性，2D细胞培养模型常用于研究BEVs对女性生殖道的作用，3D类器官与组装体可更精准模拟人体组织，应成为未来研究的优先选择。
越来越多的证据提示BEVs参与子宫内膜异位症的发生与临床表型，该疾病与菌群失调及子宫液BEV组成改变相关，需进一步研究表征BEV谱并确定其对女性生殖健康与生育相关疾病的影响。总之，BEVs是女性生殖健康领域预防与干预的有前景靶点，但其在健康与疾病中的研究仍具挑战性，低丰度使得体内检测与表征困难，伦理与技术壁垒也限制了健康个体与孕妇的临床样本收集。生殖领域的BEV研究近数年才兴起，现有研究为深入探索奠定了基础，仍有大量未知知识有待揭示。
