当前位置: 肠道感染专科治疗医院 >> 肠道感染饮食 >> 肠道菌群与肠道外的免疫疾病关系
肠道菌群不仅与肠道相关的免疫疾病相关,而且对肠道外的免疫疾病也会产生重要影响。最近几十年来自世界各地的研究显示人在早期接触宠物或者年长的兄弟姐妹可以抵御过敏性疾病的发生。这种相关性应该归因于“卫生假说(hygienehypothesis)”。卫生假说是Strachan在1989年提出的,它阐述了微生物在免疫系统成熟过程中发挥的重要作用。在过去的近一百年的时间里随着家庭人数的减少、家庭设施的改进和个人清洁标准的提高,家庭成员间的交叉感染几率下降,这种生活早期的有限的感染会阻碍免疫系统的自然发育,造成对过敏疾病的易感性增加。卫生假说在修订后成为“微生物群落假说”,该假说指出相较于特异的有限的感染,过度干净的西方生活方式限制了普遍的微生物接触,改变了婴儿肠道的菌群定植,从而破坏了免疫系统的发育,最终造成过敏性疾病的发生。不同的流行病学调查研究支持了卫生假说而且清楚的表明,接触的微生物的改变是过敏性疾病发病率上升的关键因素,而且这种过敏性疾病的增多反映了幼年时期感染几率的下降。
在婴儿的临床研究中发现,非过敏症的孩子在出生后的前两年内,Th2响应会逐渐减弱。如果从卫生假说合理的免疫基础角度来说,发育的免疫系统需要来自环境的病原接触来激活Th1响应。降低Th2/Th1的免疫响应比例,避免过敏的发生。本质上来说,现代生活方式使得婴儿接触充足的免疫刺激的机会大大减少,肠道菌群的定植发生改变。肠道稳态被破坏。这种降低的免疫刺激和紊乱的肠道状态导致了Th1细胞的活性极低,缺乏足够的IFN-γ调节IgE诱导的Th2细胞响应。肠道微生物的构成、食物接触和病原菌的感染对肠道稳态的建立有重要作用]。
在一项前瞻研究中,通过对957名一个月大的婴儿2年的追踪研究发现,肠道菌群组成的改变要早于特异反应的发生。大肠埃希菌的早期定植和皮肤湿疹的发生相关,而且定植的数目越大,发生湿疹的风险就越高;艰难梭菌的定植和许多过敏性疾病的发生相关,比如,皮肤湿疹、过敏性皮炎、复发性喘息、过敏性敏化作用等,但是这种相关性是不依赖于定植的梭菌数目。菌群组成改变,比如,乳酸菌、双歧杆菌、肠杆菌减少,梭菌增多都和过敏性疾病有很大的相关性。除了过敏性疾病,许多其他的免疫疾病也与肠道菌群相关。比如,早期的关节炎患者(病程6个月)会出现肠道菌群紊乱的症状。
在实验性动物模型中,一些自主免疫的大鼠模型建立是依赖于肠道菌群的定植状态的。所以,在关节炎、实验性脑脊髓炎和各种结肠炎的模型中,无菌小鼠的症状要明显减弱。(IL-1Rn-/-)IL-1受体拮抗剂缺陷小鼠是自发性的T细胞介导的关节炎模型。无菌的IL-1Rn-/-小鼠不会像肠道菌群正常的该鼠一样产生自发的关节炎。而且,当在无菌的IL-1Rn-/-小鼠体内定植单一的双叉乳杆菌后就会诱导产生关节炎。可见,肠道菌群对于IL-1Rn-/-的关节炎发病是个必要条件。
1型糖尿病(Type1diabetes,T1D),是由T细胞介导的胰岛素合成细胞β细胞受损,是一种自主免疫疾病。在T1D患者中,肠道内的Treg细胞数目显著减少,这暗示肠道菌群可能参与到T1D的发病过程中。许多其他的自主免疫疾病在肠道无菌的情况下病情会减轻不同,T1D在肠道无菌情况下发病率会显著提高。在自发性T1D的小鼠模型NOD小鼠中,无菌的比SPF环境下的小鼠患病率显著提高。这个结果和在流行病学的调查结果一致,该调查结果显示在卫生条件更好的国家,T1D的发病率更高。
多发性硬化(MultipleSclerosis,MS)又称为脑脊髓炎,是一种慢性的炎症性的免疫疾病,主要表现是患者脑内和脊髓内神经细胞的髓鞘脱落。在动物模型中,实验性自身免疫性脑脊髓炎(Experimentalautoimmuneencephalomyelitis,EAE)是多发性硬化的动物模型,抗生素处理引起的肠道菌群改变可以显著减弱MS的症状。无菌小鼠诱导产
生的EAE模型症状也比正常小鼠模型中的要轻,这和无菌小鼠体的内促炎症因子比如IL-17的浓度较低相一致。当无菌小鼠体内定植单一的SFB菌后,中枢神经系统中Th17细胞增多,其发育恢复正常而且EAE的病程进展也如正常小鼠一样。这些结果暗示SFB可能在EAE的发病中起着一定的作用。
肠道菌群可能通过以下几个途径对肠道外的免疫疾病产生影响。
(1)通过肠道菌群产生的小分子物质进入血液,通过循环系统影响全身。
肠道菌群紊乱后,某些过度生长的微生物产生过量的小分子物质可能会随循环系统到达肠道外的器官,影响这些器官的正常免疫反应。抗生素Abx处理小鼠后,肠道菌群失衡,肠道内特异性真菌念珠菌属过度生长,血浆中前列腺素的浓度升高。升高的前列腺素促进了肺内M2巨噬细胞的极化,影响了全身的免疫反应,导致了过敏性炎症的发生。
肠道菌群中某一类细菌代谢食物中的组分产生的物质也可能对免疫产生很好的保护作用。结肠内的细菌发酵膳食纤维后可以产生短链脂肪酸,具有抗炎功能:拟杆菌门的细菌可以产生大量的醋酸盐和丙酸盐;硬壁菌门的细菌可以产生丁酸盐。短链脂肪酸与其受体GPR43相互作用参与炎症相应的调节。无菌小鼠体内没有定植菌因此就不会产生这些短链脂肪酸。在无菌小鼠的饮水中添加醋酸盐可以明显改善其肠道缺陷,比如,延长其结肠长度,降低日常活动指数,改善炎症-髓过氧化物酶(MPO)的水平,降低TNFα水平。动物实验显示当NOD小鼠饲喂特异的大豆为基础的饲料后,结肠内的促炎因子IL-17、IL-23减少,糖尿病的发病率显著降低。
(2)通过遍布全身的共有黏膜免疫系统。
共有黏膜免疫系统是40年前John7_,FD_____Bienenstock提出的概念,他们发现支气管相关的淋巴组织和肠道内的淋巴组织及其相似。从那时起,人们就鍖椾含鍝娌荤枟鐧界櫆椋庣殑鍖婚櫌濂?鍖椾含涓撴不鐤楃櫧鐧滈鐨勫尰闄?
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