Dalam beberapa tahun terakhir, studi tentang mikroorganisme usus telah menjadi lebih intensif dan ekstensif, yang menegaskan bahwa mikroorganisme tersebut tidak hanya merupakan komponen penting dari penghalang kekebalan lokal di mukosa gastrointestinal, tetapi juga memainkan peran yang tidak terduga dalam regulasi sistem kekebalan sistemik. Namun, peran mikroorganisme usus dalam pneumonia bakteri masih belum jelas. Untuk tujuan ini, ditunjukkan bahwa flora usus tikus memainkan peran penting dalam mempertahankan fungsi kekebalan tubuh yang normal dan melawan Streptococcus pneumoniae pneumonia, dan penelitian ini dipublikasikan secara online dalam edisi Oktober 2015 Gut. Para peneliti pertama-tama menggunakan antimikroba untuk mengganggu flora usus tikus C57BL/6 sebagai kelompok uji, yang kemudian diinfeksi secara intranasal dengan Streptococcus pneumoniae. Setelah infeksi, jumlah bakteri di paru-paru dan darah, tingkat sitokin dan tingkat kelangsungan hidup tikus diamati. Efek perlindungan organ dari flora usus pada sepsis Streptococcus pneumoniae, efek dan mekanisme kerja pada fagositosis makrofag di paru-paru dan efek perlindungan dari transplantasi bakteri feses (FMT) pada tikus yang terinfeksi diselidiki lebih lanjut. Ditemukan bahwa jumlah bakteri di paru-paru 6 jam setelah infeksi dan jumlah bakteri dalam darah 48 jam setelah infeksi secara signifikan lebih tinggi pada tikus uji dibandingkan dengan kelompok kontrol. Kadar IL-1β, IL-6 dan CXCL-1 di paru-paru meningkat dan kadar TNF-α dan IL-10 menurun setelah 6 jam infeksi, dan tingkat kematian secara signifikan lebih tinggi daripada kelompok kontrol. Semua indikator ini meningkat secara signifikan pada kelompok uji tikus yang diobati dengan FMT, mendekati tingkat kelompok kontrol, yang mengkonfirmasikan efek perlindungan flora usus normal pada inang pada infeksi Streptococcus pneumoniae yang parah. Selain itu, para peneliti melakukan studi semi-kuantitatif histologis pada organ paru-paru, hati, dan limpa tikus pada periode waktu yang berbeda setelah infeksi dan menemukan bahwa tingkat kerusakan inflamasi pada setiap organ secara signifikan lebih tinggi pada kelompok uji daripada kelompok kontrol, yang selanjutnya mengkonfirmasi efek perlindungan organ dari mikroorganisme usus normal. Atas dasar ini, para peneliti berhipotesis bahwa mungkin ada poros usus-paru yang menghubungkan mikroba usus ke makrofag paru-paru, yang bertindak sebagai kunci untuk memulai respons kekebalan paru-paru setelah invasi patogen. Aktivitas fagositik makrofag paru pada kelompok uji tikus dalam penelitian ini secara signifikan lebih rendah daripada kelompok kontrol, terkait dengan berkurangnya respons mereka terhadap lipofosfat (LTA) dan lipopolisakarida (LPS). Pemetaan makrofag di seluruh genom menunjukkan bahwa ekspresi beberapa jalur metabolisme diregulasi dalam makrofag paru-paru dari tikus dengan flora usus normal yang terganggu. Perubahan ini dikaitkan dengan penurunan respons makrofag terhadap LTA dan LPS, yang pada gilirannya menyebabkan berkurangnya fagositosis Streptococcus pneumoniae. Meskipun tidak bijaksana untuk mengekstrapolasi temuan dari penelitian pada hewan secara langsung ke manusia, hasil penelitian ini menunjukkan bahwa mikrobiota usus bermanfaat tidak hanya dalam mempertahankan diri terhadap infeksi usus lokal, tetapi juga dalam memodulasi respons imun sistemik dan memulai pertahanan makrofag alveolar terhadap Streptococcus pneumoniae melalui sumbu enteropulmoner. Kesimpulannya, para peneliti menyimpulkan bahwa penggunaan klinis antimikroba spektrum luas dapat mengganggu keseimbangan mikroekologi usus dan melemahkan pertahanan intrinsik tubuh terhadap infeksi. Selain itu, penggunaan agen mikroekologi atau FMT untuk membangun kembali mikroekologi usus dalam pengobatan infeksi parah menawarkan jalan baru untuk meningkatkan prognosis pasien.