科學(xué)家在做肺部菌群與肺部疾病的研究時(shí)逐漸意識(shí)到,除了肺部的微生物,腸道中的微生物也似乎對(duì)肺部健康有一定的影響。某項(xiàng)研究中133例腸易激綜合征患者中33%患者有一定程度的呼吸問(wèn)題,近16%患者患有哮喘。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)COPD患者與健康對(duì)照組相比,發(fā)生潰瘍性結(jié)腸炎和克羅恩病的幾率要高出3倍,腸粘膜通透性顯著增加。腸道是機(jī)體最大的免疫器官,消化道菌群構(gòu)成和功能的改變通過(guò)共同粘膜免疫系統(tǒng)影響到呼吸道,而呼吸道菌群紊亂也通過(guò)免疫調(diào)節(jié)影響到消化道,這種腸道和肺部相互影響的作用稱(chēng)為肺-腸軸(Gut-lung axis)。
最新研究發(fā)現(xiàn),共生菌的腸道定植可以驅(qū)動(dòng)新生鼠的肺部免疫反應(yīng)。 腸道共生菌通過(guò)促進(jìn)產(chǎn)IL-22的3型天然淋巴細(xì)胞(IL-22+ILC3) 進(jìn)入新生小鼠的肺部來(lái)抵御肺炎感染。腸道菌群與腸道樹(shù)突細(xì)胞 (CD103+CD11b+ DCs )之間的互作,會(huì)誘導(dǎo)腸道的IL-22+ILC3過(guò)表達(dá)CCR4歸巢受體,介導(dǎo)腸道IL-22+ILC3選擇性地進(jìn)入肺部。肺上皮細(xì)胞表達(dá)的趨化因子CCL17 激活CCR4受體,促進(jìn)IL-22 + ILC3進(jìn)入新生小鼠肺部的傳播。而肺中高水平的IL-22會(huì)抑制病原體的增殖(圖1)。 圖1:共生菌的腸道定植驅(qū)動(dòng)新生鼠的肺部免疫反應(yīng)
還有研究表明健康的腸道細(xì)菌對(duì)肺部健康有益。試驗(yàn)中20%的腸道菌群耗竭的小鼠在感染肺炎后的50小時(shí)內(nèi)死亡,而所有腸道菌群保留完整的小鼠在相同時(shí)間內(nèi)還活著。
另外,有人認(rèn)為消化副產(chǎn)物會(huì)影響人體的免疫系統(tǒng),對(duì)肺部炎癥起到控制作用。腸 - 肺軸方面的研究大部分是關(guān)于過(guò)敏和炎癥性疾病,比如哮喘。對(duì)于這些疾病,解釋腸和肺如何關(guān)聯(lián)的主要假說(shuō)強(qiáng)調(diào)了腸部細(xì)菌代謝物的重要作用。短鏈脂肪酸(SCFAs)就被認(rèn)為是影響炎癥的一組代謝物。當(dāng)腸部細(xì)菌發(fā)酵膳食纖維時(shí)產(chǎn)生SCFAs,在免疫細(xì)胞如單核細(xì)胞的生成中起作用。這些單核細(xì)胞遷移到肺部,在那里它們成為能抑制初始T細(xì)胞分化為TH2細(xì)胞的樹(shù)突細(xì)胞。同時(shí),SCFAs也可促進(jìn)幼稚T細(xì)胞分化成T調(diào)節(jié)(Treg)細(xì)胞。哮喘和過(guò)敏反應(yīng)被認(rèn)為是TH2細(xì)胞過(guò)度活躍和Treg細(xì)胞抑制的結(jié)果,TH2細(xì)胞過(guò)度活躍會(huì)引發(fā)針對(duì)過(guò)敏原的抗體細(xì)胞因子的大量釋放,而Treg細(xì)胞的抑制,會(huì)導(dǎo)致對(duì)過(guò)敏原的免疫反應(yīng)的失控。因此,研究人員開(kāi)始嘗試?yán)?/span>SCFAs抑制TH2細(xì)胞群體并增加體內(nèi)Treg細(xì)胞數(shù)量,從而緩解哮喘和過(guò)敏反應(yīng)。
基于近十年來(lái)對(duì)肺腸軸的研究,自2015年以來(lái),一些臨床試驗(yàn)已經(jīng)開(kāi)始測(cè)試是否能通過(guò)調(diào)控腸道細(xì)菌影響肺部健康。 有的為患者提供益于細(xì)菌生長(zhǎng)的有益“益生元”雞尾酒式組合或其他營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑。有的實(shí)驗(yàn)則通過(guò)施用改變腸道菌群的抗生素來(lái)影響腸 - 肺軸。 甚至全球營(yíng)養(yǎng)公司雀巢也研究了是否可以通過(guò)營(yíng)養(yǎng)干預(yù)影響腸道微生物群來(lái)預(yù)防哮喘。
鑒于某些腸道微生物可能對(duì)肺部健康有益,研究人員正在尋找治療肺部感染而不干擾腸道共生菌群的抗生素。瑞士洛桑大學(xué)醫(yī)院的Beno?tGuery率領(lǐng)的小組正在開(kāi)展一項(xiàng)試驗(yàn),調(diào)查針對(duì)高度特異性病原體的“窄譜”抗生素是否比會(huì)消除有益的腸道微生物廣譜抗生素對(duì)于肺炎患者的治療成功率更高。初步30人試驗(yàn)中的一半患者將使用廣譜抗生素碳青霉烯類(lèi), 而另一半則將使用頭孢菌素。
隨著糞便微生物群移植(FMT)越來(lái)越受歡迎,腸肺研究人員開(kāi)始考慮其是否可用于改善肺部健康。肺炎是敗血癥的最常見(jiàn)原因之一,美國(guó)某項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),ICU中近20%的患者死于肺炎相關(guān)膿毒癥。已有研究表明實(shí)施FMT恢復(fù)腸道菌群有助于緩解敗血癥。因此,通過(guò)FMT治療潛在的肺炎可能是預(yù)防和治療敗血癥的有效途徑。
參考文獻(xiàn): Chakradhar, S. (2017). 'A curious connection: Teasing apart the link between gut microbes and lung disease.' Nature Medicine 23(4): 402-404. Tamburini, S. and J. C. Clemente (2017). 'Neonatal gut microbiota induces lung immunity against pneumonia.' Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology 14(5): 263-264. 來(lái)源:腸道科學(xué) |
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