一項關於致命病毒的研究，其背景環境幾乎不可能更加戲劇化了。研究的第一作者之一被迫逃離戰火紛飛的祖國；2000多公里外，團隊負責人的實驗室被彈道導彈摧毀。儘管遭遇這些挫折，經過近十年在埃塞俄比亞和以色列的工作，研究團隊終於將成果發表。
他們的研究發表在《自然·微生物學》上，顯示腸道微生物有助於增強HIV感染者的免疫力——而且有一天，這些微生物可能被利用來保護這一人羣免受免疫缺陷驅動的感染。
該研究由埃蘭·埃利納夫教授領導，他在雷霍沃特魏茨曼科學研究所的實驗室於2025年6月被伊朗導彈摧毀；另一位領導人是內科科學家希拉·埃利納夫教授，她是傳染病專家、耶路撒冷哈達薩艾滋病中心主任。兩人不僅是科研合作伙伴，也是夫妻。
他們選擇在兩個地理和社會環境截然不同的地點開展研究，因爲微生物組——棲息在我們腸道中的龐大微生物羣落——受到遺傳、生活方式、飲食和衛生條件等因素的塑造。因此，如果在來自高度不同環境的人羣微生物組中發現相同的生物學模式，它更可能反映基本的生物學原理，而非當地條件的偶然特性。
追蹤HIV感染過程中的微生物組
研究人員分析了約70名以色列HIV感染者和類似數量的埃塞俄比亞感染者糞便中的腸道微生物組組成，在病毒感染過程中從每位參與者處多次採集樣本。對於兩個國家，他們將參與者的微生物組與來自同一地理區域的未感染對照組進行比較。所有HIV陽性參與者都接受各自國家的標準抗病毒治療，儘管埃塞俄比亞的藥物往往不如以色列的先進。
除了分析微生物組外，科學家還測量了所有參與者體內CD4 T細胞——一種核心免疫細胞——的水平。HIV逐漸破壞這些細胞，如果不治療，CD4計數最終會驟降，爲與艾滋病相關的感染和其他疾病打開大門。這種破壞很大程度上發生在腸道內壁，那裏棲息着大量免疫細胞。同一腸道內壁也是HIV的主要藏身之處，使病毒能在腸道中潛伏和存活，即使抗病毒雞尾酒療法使其在血液中檢測不到。
HIV感染者的微生物組與未感染對照組不同。此外，科學家注意到腸道微生物的混合——以及微生物種羣的功能方式——隨着感染進展持續變化，且與病毒治療無關：數十種細菌菌株消失，而另一些則佔據優勢。隨着CD4水平下降和免疫缺陷加劇，這些變化變得更加明顯。其中一些微生物變化出現在埃塞俄比亞和以色列參與者中，表明存在普遍的生物學規律；另一些則獨特於一個國家，可能反映了當地飲食和生活方式對腸道微生物的影響。
"我們相信病毒並非直接影響細菌，"埃蘭·埃利納夫說。"相反，HIV影響免疫系統，免疫系統通常分泌天然抗生素分子，這些抗菌肽決定了哪些細菌能在腸道中繁衍。當免疫系統受到病毒攻擊時，抗菌肽的組成發生變化，微生物組也隨之改變——一些微生物受到抑制，而另一些則蓬勃生長。"
研究人員發現，CD4計數的下降與腸道微生物組的變化並行發生——換句話說，HIV感染可能通過破壞免疫系統部分來影響微生物組。但他們隨後想知道反向是否也成立，即腸道微生物組是否影響感染進程——或者更準確地說，與感染相關的免疫機制。
"醫生們都知道，腸道是HIV的一種儲存庫，即使身體其他部位的免疫系統因抗病毒治療而恢復，其內壁的T細胞仍然受損，"希拉·埃利納夫說。"在這方面，研究微生物組在HIV感染期間對免疫的作用尤爲重要。"
當微生物組反擊時
爲測試HIV相關微生物組對免疫系統的影響，團隊將來自HIV感染者和未感染志願者的腸道微生物轉移到完全沒有微生物或因抗生素而微生物大幅減少的小鼠體內。由於小鼠不易感染HIV，這些動物的任何免疫變化必須來自微生物混合物，而非病毒直接造成。
結果起初讓研究人員困惑：來自HIV攜帶者的微生物組使小鼠腸道中的CD4 T細胞水平比接受未感染供體腸道微生物的小鼠更高。這種實驗轉移使研究人員首次在人類研究中超越相關性，證明微生物組在塑造HIV感染期間免疫功能方面的因果作用。
這一驚人發現表明，在感染早期，微生物組通過增加腸道中 dwindling 的T細胞羣，部分補償HIV造成的免疫損傷。然而，對於一些進展到嚴重免疫缺陷和艾滋病的參與者，情況並非如此。他們的微生物組不再爲免疫系統提供支持。接受這些艾滋病患者腸道細菌的小鼠CD4水平較低；微生物組的"援手"消失了。
最後，研究人員詢問微生物組對CD4 T細胞的顯著增強是否能抵禦威脅HIV相關免疫缺陷者的感染。在接受HIV感染者微生物組的小鼠中，腸道中較高的CD4水平確實轉化爲對隱孢子蟲（一種經典艾滋病定義性疾病）的更好清除。定植艾滋病患者微生物的小鼠表現較差。這表明微生物組可以增強腸道免疫細胞，降低免疫系統減弱時腸道感染的風險——但僅在HIV尚未進展太遠的情況下。
從這些發現得出的結論是雙重的。"就基礎科學而言，我們的研究爲人類中微生物組和免疫系統相互因果影響提供了有力證據，"埃蘭·埃利納夫說。"事實上，微生物組充當一種免疫器官——它既塑造免疫，也對免疫做出反應。"
在臨牀意義方面，這些發現可能與HIV感染者相關，因爲微生物組原則上可以通過飲食、精確配製的益生菌、微生物代謝物，甚至選擇性殺死某些細菌的噬菌體來修改。
"確定涉及的確切微生物和分子仍需大量工作，"希拉·埃利納夫說。"但我們的研究表明，未來改變微生物組可能有助於支持免疫力——並降低HIV感染者危及生命的感染風險。這在先進抗病毒療法仍遙不可及的地方，或免疫系統未通過抗病毒治療充分恢復的患者中，將尤爲關鍵。"
Publication details：Nature Microbiology (2026). DOI: 10.1038/s41564-025-02253-8.
