抗擊呼吸道病毒,腸-肺軸與肺部免疫有何關係?

2021-01-08 騰訊網

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腸道菌群不僅能調節肺部的抗菌免疫力,還能促進肺部的抗病毒防禦功能。

近年來,隨著醫學的不斷進步,腸道和人體其他臟器的關係逐步被發現,腸-腦軸、腸-肝軸尤其是腸-肺軸(Gut-lung axis)學說的相繼提出。不少關於與呼吸道病毒感染相關的肺部菌群和黏膜免疫、腸道微生態的關係的研究,都有了突破性進展。

值得一提的是,新冠肺炎疫情當前,國家衛健委在持續公布的《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案》(以下簡稱「《方案》」)更新的不同版本中均強調了「腸道微生態平衡」的重要性。《方案》在重型、危重型新冠肺炎的其他治療措施上明確指出:「可使用腸道微生態調節劑,維持腸道微生態平衡,預防繼發細菌感染」。

那麼到底肺部疾病和腸道微生態有何關係?腸-肺軸又在其中扮演怎樣的角色?

01

什麼是腸-肺軸?

研究發現,哮喘和慢性阻塞性肺病(COPD)等很多慢性肺疾病患者,常同時患有炎症性腸病(IBD)或腸易激症候群(IBS)等胃腸道疾病;此外,哮喘患者往往存在腸黏膜功能或結構的改變,COPD患者的腸黏膜通透性顯著增加。

需要注意的是,「腸-肺軸」是雙向的。許多胃腸道疾病在呼吸道都有表現,呼吸道感染也伴有腸道症狀。將近50%的成人IBD 患者或1/3的IBS患者,即便沒有明確的急、慢性呼吸道疾病史,也常存在肺部炎症或者肺功能損傷。

因此,消化道菌群的構成和功能的改變可以通過黏膜免疫系統影響到呼吸道,而呼吸道菌群紊亂也可以通過免疫調節影響到消化道,這種腸道和肺部相互影響的作用稱為腸-肺軸。

02

呼吸道與腸道,都是黏膜免疫器官!

呼吸道感染的發生是由於機體防禦功能的降低和致病菌的存在。呼吸道黏膜屏障的完整、纖毛運動及黏液清除系統、噴嚏和咳嗽反射、吞咽功能都是呼吸道對抗和排除呼吸道外來異物或細菌的重要方式,以此減少條件致病菌在呼吸道的定植,這是非免疫因素參與的防禦機制。

呼吸道的免疫功能分為非特異性(固有免疫)和特異性(適應性免疫)免疫功能,特異性免疫反應是由抗體和免疫淋巴細胞所介導。與全身免疫反應相比較,呼吸道免疫反應具有相對的獨立性,屬黏膜免疫反應的範疇。

黏膜免疫系統是指廣泛分布於胃腸道、呼吸道、泌尿生殖道黏膜以及一些外分泌腺體處的淋巴組織。它是發揮局部免疫功能的主要場所,其中腸道是機體內最大的免疫器官。

各個部位的黏膜免疫不是孤立的,而是相互緊密聯繫的,腸道黏膜免疫系統中激活的T細胞和B細胞,能夠到達多個黏膜相關淋巴組織(包括腸道、呼吸道、生殖道等),發揮針對同一抗原的免疫反應,這種情況稱為共同黏膜免疫系統。

03

腸道菌群對全身免疫系統有何影響?

腸道微生態平衡主要是腸道菌群的平衡。腸道菌群是寄居在人體腸道內的微生物群落的總稱, 它與消化道疾病、代謝性疾病、免疫類疾病、精神類疾病、肺部疾病等均密切相關。

腸道菌群是驅動出生後機體免疫系統發育成熟和誘導免疫反應平衡的基本(原始)因素,腸道相關淋巴組織(GALTs)是抗原遞呈細胞的抗原遞呈部位, 其結構能夠影響淋巴細胞的功能包括引起炎症和誘導免疫耐受等,全身70%-80% 的免疫細胞分布在腸道相關淋巴組織中;研究發現GALTs的生成和成熟,CD4+T細胞、調節性T細胞、Th1或Th2反應以及Th17 T 細胞的擴增都需要腸道菌群的參與。

腸道菌群通過調解下列通路而影響全身免疫系統:增加腸道外T細胞的數量、產生短鏈脂肪酸、增強口服耐受及控制炎症等。

腸道菌群的作用可以歸納為:

促進出生後腸道黏膜免疫系統和全身免疫系統的發育成熟;

刺激腸道分泌sIgA;

參與口服免疫耐受的形成,包括對無害食物和腸道菌群的耐受;

均衡細胞因子合成和釋放,調節腸道免疫炎症反應,並且通過抑制腸道黏膜過度生成炎症因子降低系統全身性免疫應答反應。

04

腸道菌群在肺部疾病中起哪些作用?

腸道菌群能調節肺部的抗菌免疫力

腸道菌群參與腸道外組織的抗感染過程,目前研究較多的是腸道菌群在肺部感染中的免疫作用。

肺組織對外來感染的早期固有免疫是腸道菌群通過NOD樣受體進行系統調節的,腸道菌群還通過調節肺樹突狀細胞控制IgA的生成。最新的研究腸道菌群缺失的老鼠對於肺部肺炎克雷伯桿菌的清除能力有明顯缺陷,同時伴有IL-6 和腫瘤壞死因子α(TNFα)等炎症因子減少,提示腸道細菌對於腸道外其他器官黏膜的抗菌功能有影響。

消化道Th17介導的免疫功能受到腸道菌群構成成分的調節,尤其是分節絲狀菌(SFB)。有學者在小鼠耐甲氧西林金黃色葡萄球菌急性肺部感染模型中觀察腸道SFB含量對宿主肺部防禦的作用。其他動物研究結果也表明正常的腸道菌群在呼吸道肺炎球菌感染過程中有保護作用,腸道菌群能提高肺泡巨噬細胞的吞噬功能。

腸道菌群能促進肺部抗病毒防禦能力

腸道菌群不僅能調節肺部的抗菌免疫力,還能促進肺部的抗病毒防禦功能。

動物模型發現無菌小鼠或抗生素處理的小鼠抗流感病毒的先天性和獲得性免疫反應顯著下降,腸道共生菌能夠通過刺激炎性小體和誘導先天性免疫分子,來提高機體的抗病毒免疫反應;流感病毒感染中,腸道菌群通過上調Toll樣受體7(TLR7)信號通路激活炎症小體而發揮呼吸道黏膜抗病毒免疫;腸道菌群還參與調節肺部TH17介導的抗真菌免疫,在肺部真菌感染時可以通過調節CD4+T細胞的極化實現肺部適應性免疫反應。

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同時,地衣芽孢桿菌由於能夠常溫保存,方便貯藏和運輸,在抗疫中能夠方便快捷的到達基層醫療機構,更方便廣大醫患使用。

參考文獻

[1].Tomasz P. Wypych,Lakshanie C. Wickramasinghe & Benjamin J. Marsland.The influence of the microbiome on respiratory health.Nature Immunology volume 20,1279–1290(2019)

[2].Shraddha Chakradhar.A curious connection:Teasing apart the link between gut microbes and lung disease.Nature Medicine volume 23, 402–404(2017)

[3].Jenny Mj sberg,and Anna Rao.Lung inflammation originating in the gut. science, 2018, 359(6371): 36-37.

[4].Steed et al., The microbial metabolite desaminotyrosine protects from influenza through type I interferon. Science. 357 , 498 – 502 (2017)

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