2020肠道微生物与免疫的研究进展
肠道寄生虫与肠道微生物相互作用研究进展
肠道寄生虫与肠道微生物相互作用研究进展李思瑶;侯斌;玛丽雅其其格;哈斯苏荣【期刊名称】《中国畜牧兽医》【年(卷),期】2024(51)1【摘要】在脊椎动物的肠道内,存在着数量庞大、结构多样、动态变化的微生物群,它们对肠道的生理、代谢、免疫等具有重要的作用。
在自然条件下,这些微生物和真核生物(如蠕虫、原生动物、真菌等)共同存在于脊椎动物肠道内。
寄生虫与微生物群均可显著改变机体肠道生理与免疫环境,为它们之间的相互作用创造了机会。
肠道微生物与寄生虫之间的相互作用会极大地影响感染的结果,进而对宿主的健康产生重要影响。
如寄生虫感染会影响宿主与微生物的相互作用关系,从而促使或保护宿主免受细菌的侵害。
另一方面,菌群又会影响寄生虫的定植、繁殖和毒性,使其沿着与宿主寄生性-互惠共生性的生存模式发展。
这些相互作用的机理与结果是微生物学与寄生虫学之间交叉研究的前沿课题。
笔者对近年来有关肠道寄生虫与肠道微生物间相互作用的最新研究成果进行了总结,并对其可能未考虑到的因素提出了自己的观点,旨在为肠道寄生虫病防控及肠道菌群研究提供参考。
【总页数】8页(P330-337)【作者】李思瑶;侯斌;玛丽雅其其格;哈斯苏荣【作者单位】内蒙古农业大学兽医学院;乌审旗动物疫病预防控制中心【正文语种】中文【中图分类】S852.7【相关文献】1.昆虫肠道微生物功能及家蚕肠道微生物研究进展2.非人灵长类动物肠道寄生虫与宿主相互作用的研究进展3.姜黄素与肠道微生物间相互作用研究进展4.单胃动物肠道微生物菌群与肠道免疫功能的相互作用5.肠道上皮与肠道微生物相互作用的研究现状因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
肠道菌群与人体疾病的研究进展
肠道菌群与人体疾病的研究进展[摘要]肠道菌群是人体肠道的正常微生物,参与了人体维生素及氨基酸的合成、糖及蛋白质的代谢、矿物的吸收等。
近年来,我们对肠道菌群在健康和疾病中的作用的了解显著增加。
其中,许多文章指出人体的健康不仅与自身的基因组有关, 还与肠道内环境微生物有密不可分的联系。
肠道菌群通过与宿主间的相互作用调控肠道稳态,肠道菌群失调是多种疾病的发病因素和诱因。
[关键词]肠道菌群;肠道疾病; 代谢性疾病;癌症;1.肠道菌群与肠道疾病1.1肠道菌群与肠易激肠易激综合征是一种功能性肠病,表现为反复发作的腹痛,与排便相关或伴随排便习惯改变。
肠道菌群失衡导致肠易激的主要机制包括:发酵食物导致气体的生成(在同样的标准饮食条件下,IBS 患者的排气总量明显高于正常人)、菌群易位致黏膜屏障遭到破坏、菌群与胆盐结合引起免疫炎症反应的激活、肠道细菌刺激影响胃肠动力、菌群失调可增加内脏敏感性【2】。
近年来,对于肠易激患者调节肠道菌群治疗方面也取得了不同程度的进展,其中包括:微生态制剂疗法【3】(目前临床最常用治疗 IBS 的微生态制剂有双歧杆菌、活性乳酸菌、肠球菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌等)、抗生素疗法(如:新霉素、利福昔明)、粪菌移植、三氧疗法、中药制剂治疗等。
1.2肠道菌群与炎症性肠病炎症性肠病是一种病因尚不十分明确的慢性炎症性疾病,包括溃疡性结肠炎和克罗恩病。
临床研究显示,益生菌、粪菌移植对 IBD 患者临床症状及肠道炎症的缓解均具有一定疗效【3】,这证实了肠道菌群对于炎症性肠病的致病作用。
肠道菌群影响IBD的主要机制可能有:益生菌数量减少、致病菌数量增加肠道免疫平衡打破。
近期有一项研究表明,IBD的抗TNF抗体治疗中肠道微生物生态系统与TNF拮抗剂的治疗效果之间存在功能性关联,并且抗TNF治疗能恢复IBD患者的代谢产物交换作用。
2.肠道菌群与代谢性疾病2.1肠道菌群与非酒精性脂肪NAFLD中涉及肠道菌群的病理机制(1)GM生态失调、细菌异味、导致肝脏脂质摄取增加的TLR4活化、脂质生成及炎症增强。
tuft cell-ilc2环路在肠道2型黏膜免疫中作用的研究进展
一、Tuft细胞 (一)Tuft细胞概述 Tuft细胞是一种高度分化 的上皮细胞,在气道、消化道均有分布,其胞体呈椭 圆形,胞质中含有一纤维束状微管系统连接细胞顶 端的微绒 毛 和 靠 近 细 胞 核 的 囊 泡 系 统,微 绒 毛 呈 “簇状”(Tuft)伸入脏器体腔,因而根据这一形态特 征被命名为 Tuft细胞。透射电子显微镜还观察到 Tuft细胞侧膜有单独的微绒毛可直接连接到相邻细 胞的细胞核[8]。Tuft细胞数量极少,仅占成熟小鼠 小肠和结肠上皮中 0.4%,其表达化学感受 G蛋白 偶联受体,及化学感受信号分子如瞬时受体阳离子 通道 M5(transientreceptorpotentialcationchannel subfamilymmember5,Trpm5)、味 导 素 (Gustducin)、 磷脂酶 β2(Plcβ2)。Dclk1与 Tuft细胞微管系统结 构有 关,被 普 遍 用 于 其 细 胞 标 记[9]。Pou2f3(Pou domainclass2)是味觉细胞特化过程中的重要转录 因子,Pou2f3敲 除 将 导 致 小 鼠 肠 上 皮 Tuft细 胞 缺 失。Haber等[10]通 过 单 细 胞 RNA 测 序 (scRNA Seq)发现了 Tuft细胞的异质性,并根据基因表达特 征将 成 熟 Tuft细 胞 分 为 Tuft1、Tuft2两 个 亚 型, Tuft1高表达神经相关基因,Tuft2高表达免疫相关 基因及 2型细胞因子相关受体 Il4ra(IL4)、Il13ra1 (IL13)和 Il17rb(IL25)。此外,Ptprc(CD45)在 Tuft2高表达,这也是第一次在非造血细胞系发现 了白细胞相关 CD45。 (二)小肠 Tuft细胞通过分泌 IL25激活肠道 2 型黏膜免疫 Gerbe等[2]以 Dclk1、Sox9、Plcγ2标记 N.b感染 小 鼠 后 新 分 化 的 Tuft细 胞,发 现 标 记 的 Tuft细胞 5天后即出现在小肠隐窝快速增殖的前体 细胞(TAcell)区,7天后抵达小肠绒毛。N.b感染 导致 Tuft细胞数量增加 8.5倍,Goblet细胞肥大,而 肠内分 泌 细 胞 (Insm1)及 其 他 分 泌 性 细 胞 显 著 减
免疫学的最新研究进展
免疫学的最新研究进展免疫学是研究机体免疫系统、免疫反应和免疫调节的科学领域。
近年来,免疫学领域取得了许多重要的研究进展,为人类的健康和疾病治疗提供了新的方向和可能性。
本文将介绍免疫学的最新研究进展,并分析其在临床应用中的前景。
一、免疫细胞治疗免疫细胞治疗是一种通过调节或改变机体免疫系统来治疗疾病的新型疗法。
其中最著名的就是CAR-T细胞治疗,即通过改造患者自身的T细胞,使其在体外表达特定受体,然后再重新注入患者体内,以增强患者免疫系统对抗癌症的能力。
这一疗法已经在多种恶性肿瘤治疗中取得了显著的疗效,为晚期癌症患者带来了希望。
二、肠道微生物和免疫系统的相互作用肠道微生物组是指人体消化道中居住的各种微生物群落。
它们与人体的免疫系统存在着复杂的相互作用关系。
最新研究表明,肠道微生物组的失调可能会导致免疫系统异常激活,从而引起一系列炎症性疾病,如炎症性肠病和自身免疫性疾病。
因此,通过调节肠道微生物组的平衡,可能可以预防和治疗这些疾病,并提高免疫系统的整体功能。
三、单细胞免疫组学传统的免疫学研究通常是基于大量细胞的平均表达水平进行分析,忽略了不同细胞在免疫反应中的异质性。
而单细胞免疫组学的发展,使得研究人员能够对单个免疫细胞进行深入的分析。
这一技术的出现不仅提供了免疫系统的全景图,还发现了许多以前未知的细胞亚群和新的免疫细胞类型,这对于研究免疫反应的调控机制、发现新的免疫疗法具有重要意义。
四、免疫检查点抑制剂免疫检查点抑制剂是一类能够抑制肿瘤对免疫系统的抑制信号的药物。
这类药物在近年来的临床应用中取得了显著的突破,被认为是肿瘤治疗的一大进展。
免疫检查点抑制剂可以激活患者自身的免疫系统,增加对肿瘤细胞的攻击力,从而达到治疗肿瘤的效果。
它不仅被应用于多种恶性肿瘤的治疗,还显示出在肿瘤预防、治疗其他疾病(如感染性疾病和自身免疫性疾病)方面的潜力。
五、疫苗设计与新型疫苗的开发免疫学的另一个重要进展是疫苗设计与新型疫苗的开发。
肠道菌群在肿瘤免疫治疗中的作用研究进展
肠道菌群在肿瘤免疫治疗中的作用研究进展摘要:机体微生物菌群直接影响着人类健康多方面,科学家认为,肠道菌群对人类免疫系统的健康非常关键。
通过研究可知,肠道菌群构成状态和血液中多类型免疫细胞浓度的改变存在直接联系,也就是肠道菌群可以对人类机体免疫系统构成进行直接塑造。
所以,研究人员可以追踪接受抗肿瘤药物治疗的患者的微生物菌群变化。
文章论述了肠道菌群在肿瘤免疫治疗中的作用研究,旨在可以为行业人士提供有价值的参考和借鉴,更好的促进行业发展。
关键词:肠道菌群;肿瘤;免疫治疗;作用引言:在肿瘤发生前,良好的肠道微生态可使肠道有害物质减少,保持肠粘膜的完整性,减少炎症反应,在肿瘤形成阶段,可使机体产生强大的免疫系统对抗肿瘤,减少肿瘤细胞增殖,提升其凋亡速度;肿瘤使用化疗或免疫疗法治疗时,肠道菌群为抑制肿瘤免疫逃逸和增加药物敏感性的主要因素,肠道菌群通过调节“免疫检查点”可更好的实现抗肿瘤免疫治疗。
“免疫检查点”是一种免疫抑制分子,其生理学功能是对T细胞功能的抑制,在肿瘤组织中,它被肿瘤利用并帮助它们免疫逃逸。
据研究可证,肿瘤通过免疫疗法杀伤时,离不开肠道菌群参与,对肠道菌群进行有效调整,可更好的实现良好的治疗效果。
1肠道菌群在肿瘤发展、抗肿瘤免疫治疗中的作用1.1 肠道菌群对胃肠道肿瘤发展的影响肠道菌群中的部分细菌能够使胃肠道组织中出现肿瘤,据多项研究表明,幽门螺杆菌(HP)同萎缩性胃炎、不典型增生、胃癌和肠上皮化生进展间有紧密的联系。
想要更好的降低由GP引发胃癌发生风险,最理想的方式就是幽门杆菌的根除,HP感染可经过多类机制引发胃癌,其中有释放毒力因子VacA、CagA和引发胃上皮细胞内质网应激、自噬以及氧化应激反应。
然而部分研究也证明了,HP同食道癌(EAC)发生成负相关,在一定情况下可以发挥保护作用,最近一些年还有一些研究表明,非HP同胃癌发生相关。
1.2 肠道微生物群对胃肠道外组织肿瘤发展的远距离影响1.2.1肠道细菌向胰腺肿瘤的易位肠道细菌可以迁移到其他密切相关的组织并影响肿瘤的进展,如果给小鼠喂食荧光标记的共生细菌,能够观察到其从肠腔室向胰腺转移。
使用益生元菊苣根纤维有助于增强人体抵抗力
使用益生元菊苣根纤维有助于增强人体抵抗力作者:来源:《食品安全导刊》2020年第04期当前,新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情正在全球肆虐,健康和强大的身体内部防御系统比以往任何时候都显得更为重要。
尽管物理防护和药物治疗是保持身体健康的重要手段,但选择均衡的营养摄入更有助于人们建立起强大的内部防御能力。
究其缘由,是因为消化道在人体内部与外部之间构建了一道屏障。
事实上,消化道每天都会通过嘴巴与食物、饮料甚至细菌和病原体接触,但绝大多数人并没有意识到这一点。
人体的消化道始于嘴,经过胃、小肠、大肠,最后到达肛门。
消化道不仅可以起到屏障保护作用,更是人体约70%免疫系统的所在之地。
由于病原体可以从外界进入身体,因此消化道良好的屏障功能和强大的免疫系统可以帮助人体免受病原体的侵害。
与此同时,人体的消化道也是数以万亿计微生物的栖息之地,故肠道微生物对调节免疫系统起着重要作用。
有研究显示,肠道微生物失衡与免疫力低下和疾病有关,因此,保持身体健康首先要保证肠道微生物,尤其是有益微生物的平衡。
从生命之初就应加强人体内部的防御能力培养健康的肠道微生物应从出生之时便开始进行。
婴儿出生时,消化道尚未发育成熟,几乎不含任何微生物。
在生命最初的几周至几个月内,婴儿的免疫系统会逐渐受细菌在肠道定殖的影响,这时一种叫做“双歧杆菌”的有益肠道微生物就会起到关键作用。
有研究表明,婴儿肠道中的雙歧杆菌含量较高可有效提高免疫力,以及减少有害细菌的数量。
与传统婴儿配方奶粉相比,喝母乳的婴儿肠道中双歧杆菌的含量更高。
那么,为什么母乳喂养的婴儿肠道中双歧杆菌数量较多?因为母乳中含有益生元,其会促进婴儿免疫系统的发育,让孩子少生病,所以母乳是婴儿的最佳营养品。
菊苣根中的低聚果糖和菊粉是天然存在的益生元。
目前,低聚果糖和菊粉是唯一经过科学验证的源于植物的益生元,通过热水法能够将其从天然菊苣根中萃取出来。
此类益生元可以增加肠道中有益的双歧杆菌,改善消化系统健康,并增强婴儿和儿童的内部防御能力。
2020年结直肠癌的研究新进展(最全版)
2020年结直肠癌的研究新进展(最全版)WHO国际癌症研究机构发布的2020年全球最新癌症负担的数据显示,全世界有超过193万人被新确诊为结直肠癌,占全球新确诊癌症人数的9.7%。
在2020年,中国有超过55万人新患结直肠癌,占中国新确诊癌症人数的12.2%。
值得注意的是女性结直肠癌的死亡人数仅次于肺癌,已成为中国女性癌症死亡的第二大原因。
因此,深入了解结直肠癌的研究新进展,对结直肠癌的早诊断、早治疗、早预防具有重要意义。
在此,笔者就结直肠癌在2020年的研究新进展作简要回顾。
病因学及发病机制新发现结直肠癌的发病是涉及多因素、多步骤参与的复杂过程。
(一)饮食与结直肠癌2020年3月,发表在Gastroenterology的一项研究在动物水平上探讨了西式饮食与结肠癌术后复发的关联。
芝加哥的学者将雄性BALB/c 小鼠随机分为两组,分别接受西式饮食(高脂、低纤维素、低矿物质和维生素)或者标准饮食持续4周,行结直肠切除术和吻合术。
术后第1天给予含有鼠源性肠球菌(e2株)灌肠,第2天给予小鼠结肠癌细胞(CT26)灌肠。
第21天后发现,接受西式饮食干预组中,88%的小鼠发生了结直肠肿瘤,接受标准饮食组中仅30%的小鼠发生结直肠肿瘤。
因此提出西式高脂饮食方式是促进结直肠癌手术后吻合口肿瘤复发的高危因素。
近年来,我国结直肠癌的发病率和死亡率逐渐升高,并且呈年轻化趋势,这与我们城市居民的饮食结构和生活方式逐渐西方化密不可分。
2020年12月,来自剑桥的Ömer H. Yilmaz团队在Trendsin Endocrinology&Metabolism发表的综述中提出高糖高脂肪的西式饮食通过调节胰岛素/IGF-1及酮体代谢信号通路影响肠道干细胞的数量和功能,进而促进结直肠癌的发生。
高脂肪的西式饮食习惯、吸烟、体重增加和肥胖、糖尿病和大量饮酒,都和结直肠癌的发生密切相关。
因此,鼓励居民调整饮食方式,避免高脂饮食,增加富含纤维的蔬菜水果和谷类膳食,适量运动等有利于预防结直肠癌。
罗伊氏乳杆菌调节仔猪肠道黏膜免疫功能的研究进展
动物营养学报2020,32(6):2454⁃2459ChineseJournalofAnimalNutrition㊀doi:10.3969/j.issn.1006⁃267x.2020.06.002罗伊氏乳杆菌调节仔猪肠道黏膜免疫功能的研究进展黄金秀1,2㊀王㊀琪1,2㊀肖㊀融1,2㊀王瑞生1∗(1.重庆市畜牧科学院,重庆402460;2.农业部养猪科学重点实验室,重庆402460)摘㊀要:罗伊氏乳杆菌是一种天然存在于人和动物肠道内的优势乳酸菌,具有较强的耐受性和黏附能力,在抑制病原菌生长㊁调节肠道微生态平衡㊁增强肠黏膜免疫力等方面具有重要的功能㊂本文将重点阐述罗伊氏乳杆菌在胃肠道内的定植及其对仔猪肠道黏膜免疫功能的调控作用,为罗伊氏乳杆菌的合理开发与科学使用提供参考㊂关键词:罗伊氏乳杆菌;肠道;黏膜免疫;仔猪中图分类号:S828㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀文章编号:1006⁃267X(2020)06⁃2454⁃06收稿日期:2019-12-05基金项目:国家青年科学基金项目(31702151);重庆市财政专项资金项目(19513);重庆市百千万工程领军人才培养计划(19234)作者简介:黄金秀(1977 ),女,江西进贤人,研究员,博士,主要从事猪营养代谢与品质调控研究㊂E⁃mail:short00@163.com∗通信作者:王瑞生,副研究员,E⁃mail:50856054@qq.com㊀㊀动物肠道栖息着大量的微生物群体,这些微生物与宿主共同进化,形成稳定互利的共生系统,在宿主动物营养㊁生长发育㊁免疫等方面发挥着极其重要的作用㊂肠道微生物与宿主免疫系统间的协调与动物健康密切相关㊂诸多试验证实肠道菌群结构或组成的改变可以引起肠道免疫系统功能的紊乱,同时肠道免疫细胞㊁组织的改变也可以导致肠道微生态平衡的失调㊂罗伊氏乳杆菌(Lacto⁃bacillusreuteri)是一种天然存在于人和动物肠道内的优势乳酸菌㊂目前,人们已经从人㊁豚鼠㊁大鼠㊁猪㊁肉鸡中筛选到一些特异性的罗伊氏乳杆菌菌株,这些菌株均具有益生特性,有利于宿主动物健康㊂研究表明,罗伊氏乳杆菌对猪肠黏膜和小肠上皮细胞具有很强的黏附能力[1-2],且具有抑制病原菌生长㊁调节肠道微生态平衡㊁增强机体免疫力等重要的生理功能[3-4],是国际上公认的新型益生菌㊂本文就罗伊氏乳杆菌在胃肠道内的定植及其对仔猪肠道免疫功能的调控作用及机制进行综述,为罗伊氏乳杆菌的合理开发与科学使用提供参考㊂1 罗伊氏乳杆菌在胃肠道内的定植㊀㊀动物胃肠道系统是摄入食物消化和吸收的场所,某些特殊部位的微环境不利于微生物的定植,如胃酸造成的低pH及小肠前段的胆汁盐㊂因此,外源性微生物在胃肠道内定植的最关键一步就是要在这些严格的微环境中存活下来㊂比较不同乳酸菌在断奶仔猪肠道内的定植研究发现,与干酪乳杆菌K9⁃1和发酵乳杆菌K9⁃2相比,适应宿主的罗伊氏乳杆菌在仔猪肠道转运过程中存活更好[5]㊂目前,人们分离得到的多种猪源罗伊氏乳杆菌菌株对低pH和胆汁盐都具有很强的耐受力[6-7],可能与它们形成的生物膜有关[8]㊂试验表明,定植在宿主胃肠道的罗伊氏乳杆菌能形成生物膜,但受宿主来源的影响,用来源于人㊁小鼠㊁大鼠㊁鸡和猪等不同宿主的9株罗伊氏乳杆菌处理无菌小鼠,发现不同来源的菌株在前胃内容物的数量类似,但只有鼠源罗伊氏乳杆菌能形成生物膜并黏附在前胃上皮细胞[9]㊂进一步研究发现,猪源和鼠源罗伊氏乳杆菌菌株存在一种特异性的转运路径,即SecA2⁃SecY2通路[10]㊂紧邻SecA26期黄金秀等:罗伊氏乳杆菌调节仔猪肠道黏膜免疫功能的研究进展基因簇的Lr70902基因表达的是罗伊氏乳杆菌100⁃23的一种主要细胞壁蛋白,并通过SecA2系统进行分泌㊂SecA2突变菌株仅缺失Lr70902蛋白,体内定植试验发现Lr70902蛋白的缺失使菌株无法正常形成生物膜,提示Lr70902蛋白和SecA2⁃SecY2通路是罗伊氏乳杆菌100⁃23形成生物膜的关键要素[10]㊂然而,对于罗伊氏乳杆菌形成生物膜的分子机制及与菌株和宿主肠道上皮细胞之间的黏附力的关系,迄今仍不清楚㊂最近研究发现,罗伊氏乳杆菌能形成半渗透的生物相容性聚糖酐微球体生物膜,且该特性能促进其与肠上皮细胞的黏附,提高抗菌物质和抗炎因子的产生[11-12]㊂㊀㊀罗伊氏乳杆菌可以与黏蛋白和肠上皮细胞黏合,且某些菌株还可附着于多种宿主动物的肠上皮细胞上[13-14],其机制可能是菌体表面分子与黏液层结合,如特定簇上的同源基因编码的黏液结合蛋白(MUBs)和MUB类似蛋白可作为黏附因子[15]㊂罗伊氏乳杆菌MUBs多样性的研究发现,不同菌株的MUBs结构及在细胞表面的丰度存在明显的差异,且与其黏液结合能力密切相关[16]㊂可见,MUBs识别黏液蛋白或聚合能力存在菌株差异性,导致其表面黏附功能也因菌株不同而异㊂试验还发现,菌表多糖(exopolysaccharide,EPS)可促进罗伊氏乳杆菌100⁃23的定植,当突变果糖基转移酶(fructosyltransferase,ftf)基因造成EPS无法合成时,明显减少ftf突变菌株在无乳酸菌小鼠前胃和盲肠内的定植,但不影响它们在前胃上皮细胞表面的生物膜形成[17]㊂因此,罗伊氏乳杆菌在肠道内的定植可能涉及多种机制的共同作用,以保证其益生功能的发挥㊂2㊀罗伊氏乳杆菌对仔猪肠道黏膜免疫功能的影响㊀㊀新生期和断奶期是仔猪个体发育的关键时期,也是肠道微生物区系构建的关键时期,这2个时期仔猪肠道微生物区系非常不稳定,而且免疫功能尚未发育完全,机体防御能力不足;当面临外界环境的不良刺激时,肠道极易受到致病菌侵袭导致腹泻等疾病的发生,对仔猪生长发育造成不可逆的负面影响㊂罗伊氏乳杆菌作为一种肠道优势菌,通过外源补充的方式对仔猪肠道微生物区系稳定及肠道黏膜免疫功能均具有正向调控作用,主要途径包括:1)通过重塑肠道菌群结构,形成肠道微生物稳态平衡;2)通过提高肠道结构完整性,增强肠黏膜机械屏障功能;3)通过促进肠道免疫细胞发育及改变免疫因子的效应,提高肠黏膜免疫防御功能㊂2.1㊀重塑肠道微生物菌群㊀㊀外源补充罗伊氏乳杆菌可以重塑动物肠道菌群结构,进而影响肠道黏膜免疫功能,这已在啮齿动物㊁猪和人上得到大量证实㊂口服人源罗伊氏乳杆菌可以使肠道微生物区系失调的皮屑小鼠得到重塑,促进肠道微生物产生肌苷,再通过腺苷A2A受体的作用减少Th1/Th2细胞及相关的细胞因子,降低机体炎症[18]㊂罗伊氏乳杆菌作为肠道中的原籍菌,在新生阶段进行干预有助于仔猪肠道微生物群落的建立,促进肠道发育成熟,增强抵御病原菌感染的能力㊂试验发现,给新生仔猪补充猪源罗伊氏乳杆菌KT260178,可促进罗伊氏乳杆菌在远端空肠和回肠的定植,同时增加盲肠内乳酸菌和双歧杆菌的总数,降低大肠杆菌和葡萄球菌的总数,改善机体抗氧化状态和免疫功能[19]㊂在新生阶段灌服猪源罗伊氏乳杆菌I5007可影响仔猪肠道菌群结构及形成过程,提高肠道有益菌乳酸菌和双歧杆菌的数量,减少肠道潜在致病菌肠杆菌及梭菌属的数量,降低肠道pH,增强肠道对炎症反应的抗性;而且灌服时间对肠道菌群结构及代谢过程的影响存在差异,间隔4d灌服1次的作用效果优于新生早期连续4d灌服[20]㊂㊀㊀补充罗伊氏乳杆菌也会影响断奶仔猪肠道微生物区系,且因菌株不同而异㊂口服罗伊氏乳杆菌ZLR003显著提高断奶仔猪空肠微生物多样性,改变肠道微生物组成,聚类分析表明罗伊氏杆菌组的空肠微生物组成更接近于抗生素组,而结肠和盲肠内容物微生物组成更接近于对照组[21]㊂经罗伊氏乳杆菌发酵的饲料饲喂断奶仔猪,能明显抑制产肠毒性大肠杆菌(ETEC)在肠道内的定植,降低小肠及粪便中ETEC及其热稳定性肠毒素丰度[22]㊂试验还发现,用2种不同的罗伊氏乳杆菌菌株分别发酵饲料,饲喂断奶仔猪后,与未发酵组相比,饲喂罗伊氏乳杆菌发酵饲料的仔猪粪便中6种不同细菌丰度发生显著改变,显著降低肠杆菌科丰度;而且,不同菌株的作用效果不同,罗伊氏乳杆菌TMW1.656可以提高光冈菌属数量,降低拟杆菌门数量,但罗伊氏乳杆菌LTH5794没有此5542㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报32卷作用㊂进一步试验发现,罗伊氏乳杆菌TMW1.656可产生reutericyclin,而罗伊氏乳杆菌LTH5794不能产生,说明罗伊氏乳杆菌TMW1.656对仔猪肠道微生物的影响与reutericyc⁃lin的产生有关[23],但其具体机制仍需深入研究㊂2.2㊀增强肠道黏膜机械屏障功能㊀㊀肠黏膜机械屏障是肠道黏膜免疫发挥作用的重要结构基础㊂研究表明,罗伊氏乳杆菌可以促进新生仔猪肠黏膜发育,改善肠道形态结构㊂给饲喂代乳粉的新生仔猪每日灌服罗伊氏乳杆菌I5007,对7d后的空肠绒毛高度㊁隐窝深度均无显著影响,但显著提高14d后的空肠绒毛高度,说明早期灌服罗伊氏乳杆菌I5007对仔猪肠道形态的改善作用具有时间依赖性[24]㊂给母猪喂养的新生仔猪每隔4d灌服1次罗伊氏乳杆菌I5007,也能提高仔猪十二指肠的绒毛高度及绒毛高度/隐窝深度㊁空肠绒毛高度/隐窝深度,且隔4d灌服的效果优于前4天灌服;同时还发现,不管是隔4d灌服,还是前4天灌服,回肠形态结构均未出现显著变化[25],提示灌服罗伊氏乳杆菌I5007对新生仔肠道形态的影响主要体现在十二指肠和空肠上㊂在断奶仔猪的试验上也发现,饲粮中添加罗伊氏乳杆菌,使平均日增重显著提高,回肠绒毛高度显著提高,回肠隐窝深度显著降低,回肠和空肠的绒毛高度/隐窝深度也显著提高[26-27]㊂可见,外源补充罗伊氏乳杆菌也能改善断奶仔猪肠道形态,增强肠道黏膜屏障功能㊂㊀㊀罗伊氏乳杆菌还可通过促进紧密连接蛋白(tightjunctions,TJs)的表达来维持上皮细胞的屏障功能㊂体内外试验表明,罗伊氏乳杆菌I5007能促进仔猪肠上皮细胞闭锁蛋白㊁闭合蛋白和紧密连接蛋白-1(ZO⁃1)等TJs蛋白的表达,增强仔猪肠黏膜屏障功能;同时还能明显抑制脂多糖所致炎性因子表达量的升高和TJs蛋白表达量的下降,且具有一定的时间依赖性[26]㊂Wang等[3]对猪肠上皮细胞的试验发现,罗伊氏乳杆菌LR1可阻碍肠毒性大肠杆菌诱导引起的ZO⁃1表达异常,进而维持猪肠上皮细胞屏障的完整性㊂Yi等[26]在断奶仔猪的试验上也发现,罗伊氏乳杆菌LR1显著提高空肠和回肠黏膜的ZO⁃1和闭合蛋白的基因表达㊂在IPEC⁃1细胞感染ETECK88前加入罗伊氏乳杆菌LR1,能降低上皮细胞通透性,减少大肠杆菌对IPEC⁃1细胞的黏附和入侵;同时提高ZO⁃1和闭合蛋白的表达水平,其作用机制可能是通过肌球蛋白轻链激酶(myosinlight⁃chainkinase,ML⁃CK)信号通路调控,用MLCK抑制剂ML⁃7处理IPEC⁃1细胞,阻碍了罗伊氏乳杆菌LR1对感染ETECK88的细胞TJs蛋白表达的促进作用[28]㊂此外,罗伊氏乳杆菌ZJ617通过抑制脂多糖诱导下p38丝裂原活化蛋白激酶(p38mitogen⁃activatedproteinkinases,p38MAPK)和细胞外信号调节激酶1/2(extracellularsignal⁃regulatedkinases1/2,ERK1/2)的磷酸化,减少肌球蛋白轻链(myosinlightchain,MLC)磷酸化,从而恢复紧密连接蛋白的表达,维持紧密连接的结构[29]㊂2.3㊀促进肠道免疫防御功能㊀㊀在仔猪新生期间间隔4d灌服罗伊氏乳杆菌I5007,对回肠CD4+㊁CD8+和IgA+阳性细胞数量的影响不显著,但有降低CD8+阳性细胞数量的趋势,同时显著降低肠系膜淋巴结中与Th1型相关细胞因子干扰素-γ(IFN⁃γ)mRNA水平,显著提高与Treg型相关细胞因子转化生长因子-β(TGF⁃β)mRNA水平,增强仔猪黏膜免疫耐受[20]㊂断奶仔猪饲粮中添加罗伊氏乳杆菌LR1,显著提高回肠黏膜分泌型免疫球蛋白A(sIgA)含量以及肠道黏膜抗炎因子白细胞介素-22(IL⁃22)和TGF⁃β含量[26]㊂罗伊氏乳杆菌LR1还可抑制肠毒性大肠杆菌诱导的促炎因子白细胞介素-6(IL⁃6)和肿瘤坏死因子-α(TNF⁃α)的表达,而促进抗炎细胞因子白细胞介素-10(IL⁃10)的表达[30]㊂可见,罗伊氏乳杆菌可通过改变肠道相关细胞因子的作用来影响仔猪肠道及整体免疫防御功能,但其具体机制仍不清楚㊂无菌小鼠补充罗伊氏乳杆菌可诱导小肠CD4+CD8αα+双阳性上皮内T淋巴细胞(DPIELs)的生成,其机制是通过产生内源性色氨酸激活CD4+T细胞的芳烃受体,导致ThPOK下调,再将肠道上皮内CD4+T细胞重塑为免疫调节性T细胞[31]㊂罗伊氏乳杆菌也可诱导抗炎性Treg细胞,但其抗炎性作用并不总是由诱导抗炎性Treg细胞引起的[32]㊂在Treg细胞缺失的小鼠,罗伊氏杆菌通过肌苷-腺苷A2A受体路径抑制Th1/Th2细胞的分化并下调促进细胞因子IFN⁃γ和白细胞介素-4(IL⁃4)的水平,进而降低机体炎性反应[19]㊂㊀㊀宿主内源防御肽作为机体第1道防御线,是先天性免疫系统的重要组成部分,主要由胃肠道65426期黄金秀等:罗伊氏乳杆菌调节仔猪肠道黏膜免疫功能的研究进展内的肠上皮细胞和吞噬细胞产生㊂研究表明,罗伊氏乳杆菌可以通过诱导肠道内源防御肽的产生来刺激先天性免疫功能㊂用罗伊氏乳杆菌I5007灌服新生仔猪20d,显著提高空肠β-防御素pBD2及结肠pBD2㊁pBD3㊁pBD114㊁pBD129的mRNA表达,并显著增加结肠内容物中丁酸含量,显著提高结肠组织中过氧化物酶体增殖物激活受体-γ(PPAR⁃γ)和G蛋白偶联受体41(Gprotein⁃coupledreceptor41,GPR41)的mRNA表达量,提示罗伊氏乳杆菌I5007刺激新生仔猪结肠防御肽的表达,其作用机制可能是通过增加结肠丁酸含量进而上调其下游分子PPAR⁃γ和GPR41表达来发挥作用,而不是通过改变肠道菌群结构来实现[33]㊂IPEC⁃J2细胞培养试验表明,与肠上皮细胞接触并不是罗伊氏乳杆菌I5007刺激防御肽表达的必要条件[34]㊂此外,罗伊氏乳杆菌I5007刺激猪肠道先天性免疫防御肽表达的同时不会诱发炎症反应,并且可以通过抑制ETECK88定植黏附㊁降低TNF⁃α和IL⁃6的过表达以及刺激IL⁃10的表达来缓解由ETECK88引起的炎症反应[34]㊂3㊀小㊀结㊀㊀罗伊氏乳杆菌在仔猪胃肠道环境中具有较强的耐受性和黏附能力,能在消化道内定植并且存活下来形成生物屏障,且存在菌株差异性特点㊂在新生期和断奶期外源补充罗伊氏乳杆菌,对仔猪肠道微生物群落的正常构建㊁肠黏膜免疫系统功能的发育与成熟具有重要的作用㊂因此,罗伊氏乳杆菌作为一种益生菌,具有较高的理论研究和应用价值,未来需要进一步探究在仔猪肠道内定植的分子机制及影响因子,深入探明其调节仔猪肠道黏膜免疫的分子信号通路,为适用于仔猪消化道内环境的新型功能性益生菌的改造和开发提供理论依据㊂参考文献:[1]㊀HOUCL,WANGQW,ZENGXF,etal.CompletegenomesequenceofLactobacillusreuteriI5007,aprobioticstrainisolatedfromhealthypiglet[J].JournalofBiotechnology,2014,179:63-64.[2]㊀LIXJ,YUELY,GUANXF,etal.Theadhesionofputativeprobioticlactobacillitoculturedepithelialcellsandporcineintestinalmucus[J].JournalofAp⁃pliedMicrobiology,2008,104(4):1082-1091.[3]㊀WANGZL,WANGL,CHENZ,etal.Invitroevalu⁃ationofswine⁃derivedLactobacillusreuteri:probioticpropertiesandeffectsonintestinalporcineepithelialcellschallengedwithenterotoxigenicEscherichiacoliK88[J].JournalofMicrobiologyandBiotechnology,2016,26(6):1018-1025.[4]㊀HOUCL,ZENGXF,YANGFJ,etal.StudyanduseoftheprobioticLactobacillusreuteriinpigs:areview[J].JournalofAnimalScienceandBiotechnology,2015,6:14.[5]㊀ZHAOX,WANGW,BLAINEA,etal.ImpactofprobioticLactobacillussp.onautochthonouslactoba⁃cilliinweanedpiglets[J].JournalofAppliedMicrobi⁃ology,2019,126(1):242-254.[6]㊀YUT,YANGX,WANGZ,etal.Draftgenomese⁃quenceofLactobacillusreuteristrainLRCGMCC11154,isolatedfromthefecesofhealthyweanedpig⁃lets[J].McrobiologyResourceAnnouncements,2019,8(10):e00085-19.[7]㊀SEOBJ,MUNMR,REJISHKVJ,etal.BiletolerantLactobacillusreuteriisolatedfrompigfecesinhibitsentericbacterialpathogensandporcinerotavirus[J].VeterinaryResearchCommunications,2010,34(4):323-333.[8]㊀SALAS⁃JARAMJ,ILABACAA,VEGAM,etal.BiofilmformingLactobacillus:newchallengesforthedevelopmentofprobiotics[J].Microorganisms,2016,4(3):35.[9]㊀FRESESA,MACKENZIEDA,PETERSONDA,etal.Molecularcharacterizationofhost⁃specificbiofilmformationinavertebrategutsymbiont[J].PLoSGe⁃netic,2013,9(12):e1004057.[10]㊀FRESESA,BENSONAK,TANNOCKGW,etal.TheevolutionofhostspecializationinthevertebrategutsymbiontLactobacillusreuteri[J].PLoSGenetic,2011,7(2):e1001314.[11]㊀OLSONJK,RAGERTM,NAVARROJB,etal.Harvestingthebenefitsofbiofilms:anovelprobioticdeliverysystemforthepreventionofnecrotizingen⁃terocolitis[J].JournalofPediatricSurgery,2016,51(6):936-941.[12]㊀NAVARROJB,MASHBURN⁃WARRENL,BAKALETZLO,etal.EnhancedprobioticpotentialofLactobacillusreuteriwhendeliveredasabiofilmondextranomermicrospheresthatcontainbeneficialcargo[J].FrontiersinMicrobiology,2017,8:489.7542㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报32卷[13]㊀ROOSS,JONSSONH.Ahigh⁃molecular⁃masscell⁃surfaceproteinfromLactobacillusreuteri1063ad⁃herestomucuscomponents[J].Microbiology,2002,148(2):433-442.[14]㊀KLEEREBEZEMM,HOLSP,BERNARDE,etal.Theextracellularbiologyofthelactobacilli[J].FEMSMicrobiologyReviews,2010,34(2):199-230.[15]㊀GUNNINGAP,KAVANAUGHD,THURSBYE,etal.Useofatomicforcemicroscopytostudythemulti⁃modularinteractionofbacterialadhesinstomucins[J].InternationalJournalofMolecularSciences,2016,17(11):1854.[16]㊀MACKENZIEDA,JEFFERSF,PARKERML,etal.Strain⁃specificdiversityofmucus⁃bindingproteinsintheadhesionandaggregationpropertiesofLactobacil⁃lusreuteri[J].Microbiology,2010,156(11):3368-3378.[17]㊀SIMSIM,FRESESA,WALTERJ,etal.StructureandfunctionsofexopolysaccharideproducedbygutcommensalLactobacillusreuteri100⁃23[J].TheISMEJournal,2011,5(7):1115-1124.[18]㊀HEB,HOANGTK,WANGT,etal.Resettingmicro⁃biotabyLactobacillusreuteriinhibitsTregdeficien⁃cy⁃inducedautoimmunityviaadenosineA2Areceptors[J].JournalofExperimentalMedicine,2017,214(1):107-123.[19]㊀YANGJJ,WANGCL,LIULQ,etal.LactobacillusreuteriKT260178supplementationreducedmorbidityofpigletsthroughitstargetedcolonization,improve⁃mentofcecalmicrobiotaprofile,andimmunefunc⁃tions[J].ProbioticsandAntimicrobialProteins,2019,18:1-10.[20]㊀刘宏.发酵乳酸杆菌I5007干预新生仔猪产道菌群形成及黏膜免疫的研究[D].硕士学位论文.北京:中国农业大学,2013:49-56.[21]㊀ZHANGDY,JIHF,LIUH,etal.Changesinthedi⁃versityandcompositionofgutmicrobiotaofweanedpigletsafteroraladministrationofLactobacillusoranantibiotic[J].AppliedMicrobiologyandBiotechnolo⁃gy,2016,100(23):10081-10093.[22]㊀YANGY,GALLES,LEMHA,etal.Feedfermenta⁃tionwithreuteran⁃andlevan⁃producinglactobacillusreuterireducescolonizationofweanlingpigsbyEnter⁃otoxigenicEscherichiacoli[J].AappliedandEnviron⁃mentalMicrobiology,2015,81(17):5743-5752.[23]㊀YANGY,ZHAOX,LEMH,etal.Reutericyclinpro⁃ducingLactobacillusreuterimodulatesdevelopmentoffecalmicrobiotainweanlingpigs[J].FrontiersinMi⁃crobiology,2015,6:762.[24]㊀LIUH,ZHANGJ,ZHANGSH,etal.OralAdminis⁃trationofLactobacillusfermentumI5007favorsintes⁃tinaldevelopmentandalterstheintestinalmicrobiotainformula⁃fedpiglets[J].JournalofAgriculturalandFoodChemistry,2014,62(4):860-866.[25]㊀YANGFJ,WANGAN,ZENGXF,etal.Lactoba⁃cillusreuteriI5007modulatestightjunctionproteinexpressioninIPEC⁃J2cellswithLPSstimulationandinnewbornpigletsundernormalconditions[J].BMCMicrobiology,2015,15:32.[26]㊀YIHB,WANGL,XIONGYX,etal.EffectsofLac⁃tobacillusreuteriLR1onthegrowthperformance,in⁃testinalmorphology,andintestinalbarrierfunctioninweanedpigs[J].JournalofAnimalScience,2018,96(6):2342-2351.[27]㊀YUHF,WANGAN,LIXJ,etal.EffectofviableLactobacillusfermentumonthegrowthperformance,nutrientdigestibilityandimmunityofweanedpigs[J].JournalofAnimalandFeedSciences,2008,17(1):61-69.[28]㊀YIHB,WANGL,XIONGYX,etal.LactobacillusreuteriLR1improvedexpressionofgenesoftightjunctionproteinsviatheMLCKpathwayinIPEC⁃1CellsduringInfectionwithEnterotoxigenicEscherichi⁃acoliK88[J].MediatorsofInflammation,2018,2018:6434910.[29]㊀CUIYJ,LIUL,DOUXX,etal.LactobacillusreuteriZJ617maintainsintestinalintegrityviaregulatingtightjunction,autophagyandapoptosisinmicechallengedwithlipopolysaccharide[J].Oncotarget,2017,8(44):77489-77499.[30]㊀WANGPP,LIY,XIAOH,etal.IsolationofLacto⁃bacillusreuterifromPeyer spatchesandtheireffectsonsIgAproductionandgutmicrobiotadiversity[J].MolecularNutrition&FoodResearch,2016,60(9):2020-2030.[31]㊀CERVANTES⁃BARRAGANL,CHAIJN,TIANEROMD,etal.Lactobacillusreuteriinducesgutintraepi⁃thelialCD4+CD8αα+Tcells[J].Science,2017,357(6353):806-810.[32]㊀MUQH,TAVELLAVJ,LUOXM.RoleofLactoba⁃cillusreuteriinhumanhealthanddiseases[J].Fron⁃tiersinMicrobiology,2018,9:757.[33]㊀LIUHB,HOUCL,WANGG,etal.LactobacillusreuteriI5007modulatesintestinalhostdefensepeptide85426期黄金秀等:罗伊氏乳杆菌调节仔猪肠道黏膜免疫功能的研究进展expressioninthemodelofIPEC⁃J2cellsandneonatalpiglets[J].Nutrients,2017,9(6):E559.[34]㊀侯成立.罗伊氏乳杆菌全基因组序列分析及其调节仔猪肠黏膜免疫功能的研究[D].博士学位论文.北京:中国农业大学,2015:85-95.∗Correspondingauthor,associateprofessor,E⁃mail:50856054@qq.com(责任编辑㊀陈㊀鑫)ResearchAdvanceinRegulationofIntestinalMucosalImmuneinPigletsbyLactobacillusreuteriHUANGJinxiu1,2㊀WANGQi1,2㊀XIAORong1㊀WANGRuisheng1∗(1.ChongqingCollegeofAnimalScience,Chongqing402460,China;2.KeyLaboratoryofPigIndustrySciences,MinistryofAgriculture,Chongqing402460,China)Abstract:Lactobacillusreuteri(L.reuteri)isadominantlacticacidbacterianaturallyexistintheintestinaltractofhumansandanimals.L.reuterihasstrongtoleranceandadhesionability,anditexertsimportantfunc⁃tionssuchas:inhibitthegrowthofpathogens,regulatebalanceofintestinalmicrofloraandenhanceintestinalmucosalimmunity.ThisreviewwillfocusonthecolonizationofL.reuteriinthegastrointestinaltractandtheregulationofintestinalmucosalimmunefunctioninpigletsbyL.reuteri,withtheaimofprovidingareferencefortheproperdevelopmentandscientificuseofL.reuteri.[ChineseJournalofAnimalNutrition,2020,32(6):2454⁃2459]Keywords:Lactobacillusreuteri;intestinaltract;mucosalimmune;piglets9542。
肠道菌群与结核杆菌感染相关的研究进展
Advances in Clinical Medicine 临床医学进展, 2020, 10(6), 975-980Published Online June 2020 in Hans. /journal/acmhttps:///10.12677/acm.2020.106148Research Progress on the Relationshipbetween Gut Microbiota andMycobacterium TuberculosisInfectionBaiyuan Li1, Yuanjun Li1,21Affiliated Hospital of Yan’an University, Yan’an Shannxi2The Second People’s Hospital of Yan’an, Yan’an ShannxiReceived: May 19th, 2020; accepted: Jun. 4th, 2020; published: Jun. 11th, 2020AbstractWith the development of whole genome sequencing, gut microbiota has become the focus of aca-demic research. It is known that gut microbiota is involved in a variety of physiological activities of the human body, and is related to the occurrence of a variety of diseases. Much attention has been paid to the relationship between gut microbiota and respiratory diseases, especially tuber-culosis. Studies have confirmed that gut dysbacteriosis can affect the host susceptibility to myco-bacterium tuberculosis, infection with mycobacterium tuberculosis will lead to changes in the host gut microbiota. The two interact with each other through host immune response, gut micro-biota metabolites and so on. Therefore, the relationship and the relevant mechanism were re-viewed in order to provide new ideas for the treatment of tuberculosis.KeywordsGut Microbiota, Tuberculosis, Dysbacteriosis, Immune肠道菌群与结核杆菌感染相关的研究进展李百远1,李元军1,21延安大学附属医院,陕西延安2延安市第二人民医院,陕西延安收稿日期:2020年5月19日;录用日期:2020年6月4日;发布日期:2020年6月11日李百远,李元军摘 要随着全基因组测序的发展,肠道菌群成为学术界研究热点。
2020大肠杆菌的分型方法及其研究进展
2020大肠杆菌的分型方法及其研究进展肠埃希氏菌是一种条件性致病菌,致病性的大肠埃希氏菌具有高度的传染性,会严重危害健康。
快速准确地测定大肠埃希氏菌的污染来源对有效缩小疫情影响范围极有帮助,从而避免对人类健康和经济贸易造成重大损失。
建立简便高效的分型方法是微生物溯源的关键,常见的大肠埃希氏菌分型方法可分为表型分型和分子分型,这些分型方法各有优劣,具有不同的适用范围。
大肠埃希氏菌(Escherichia coli,E. coli)又称大肠杆菌,属革兰氏阴性菌,于1885年首次被发现[1],是人和动物体内的正常寄居菌。
大肠埃希氏菌是一种条件致病菌,在正常情况下不致病,然而一些特殊血清型菌株可导致人或动物腹泻、腹痛甚至会产血性粪便,重症病例会并发溶血性的尿毒综合征以及血小板减少性紫癜[2-3]。
根据大肠埃希氏菌对人类的致病机理不同,可将其分为5种类型:.肠致病性大肠埃希氏菌(Enteropathogenic escherichia coli,EPEC).肠产毒性大肠埃希氏菌(Enterotoxigenic escherichia coli,ETEC).肠侵袭性大肠埃希氏菌(Enteroinvasive escherichia coli,EIEC).肠出血性大肠埃希氏菌(Enterohemorrhagic escherichia coli,EHEC) .肠集聚性大肠埃希氏菌(Enteroaggregative escherichia coli,EAEC) 大肠埃希氏菌的肠道传染具有比较广泛的特性,而食品在生产、包装及运输过程中极易感染此菌,进而引发传染性疾病[5]。
2018年6月,大肠埃希氏菌O157:H7污染生菜事件的暴发,影响了美国36个州,事件造成96人住院和5人死亡[6]。
2019年4月,美国的10个州暴发牛肉感染大肠埃希氏菌O103事件,导致177人感染,其中21人住院,涉事公司紧急召回了53 200磅牛肉[7]。
人体肠道微生物与健康
人体肠道微生物与健康引言人体肠道微生物群落是人体内生态系统的重要组成部分。
这些微生物种类繁多,它们在人体消化、吸收、免疫和神经等方面发挥着关键作用。
本文将深入探讨肠道微生物与健康之间的,以及如何维持肠道微生物的平衡。
肠道微生物的组成人体肠道微生物主要包括细菌、古菌和真核生物等。
其中,细菌种类最为丰富,包括革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、专性厌氧菌等。
这些微生物分布在肠道的不同部位,各自承担着不同的功能。
例如,革兰氏阳性菌主要参与糖类和蛋白质的消化,而革兰氏阴性菌则有助于脂肪和矿物质的代谢。
肠道微生物与健康的关系肠道微生物对健康的影响是多方面的。
1、肠道微生物对消化的影响:肠道微生物通过分泌酶,帮助人体分解食物中的营养成分,促进消化。
此外,它们还可以抑制有害微生物的生长,减轻肠道炎症,维护肠道健康。
2、肠道微生物对营养吸收的影响:肠道微生物可以帮助人体吸收某些维生素和矿物质,如维生素K、维生素B12、铁和钙等。
同时,它们还能合成一些人体无法自行合成的营养物质,如胆酸等。
3、肠道微生物对机体免疫功能的影响:肠道微生物是人体免疫系统的重要组成部分。
它们可以训练免疫细胞,提高其识别和消除病原体能力。
此外,肠道微生物还能调节免疫细胞的活性,维持免疫系统的平衡。
4、肠道微生物对神经递质的影响:肠道微生物可以合成一些神经递质,如5-羟色胺和多巴胺等,这些神经递质对维持人体情绪和行为具有重要作用。
如何维持肠道微生物的平衡维持肠道微生物的平衡对健康至关重要。
以下方法有助于维持肠道微生物的平衡:1、饮食:饮食是影响肠道微生物的重要因素。
摄入多种食物有助于肠道微生物的多样性,增强其功能。
高纤维食物可以促进有益微生物的生长,而过度摄入糖分和脂肪则可能导致肠道微生物失衡。
2、运动:运动可以改变肠道环境,促进有益微生物的生长。
有氧运动有助于增加肠道内好氧微生物的数量,而力量训练则可能增加厌氧微生物的数量。
3、保持良好作息:充足的睡眠和减少压力对于肠道微生物的平衡至关重要。
益生菌作用机理的研究进展
益生菌作用机理的研究进展在当今的健康领域,益生菌越来越受到人们的关注和重视。
益生菌被定义为当摄入足够数量时,对宿主健康有益的活微生物。
随着科学研究的不断深入,对于益生菌作用机理的认识也在逐步加深。
益生菌能够通过多种途径对宿主产生有益影响。
首先,它们能够调节肠道菌群平衡。
人体肠道内栖息着大量的微生物,这些微生物形成了一个复杂的生态系统。
当肠道菌群失衡时,可能会导致各种健康问题,如腹泻、便秘、炎症性肠病等。
益生菌的定植和生长可以增加有益菌的数量,抑制有害菌的繁殖,从而恢复肠道菌群的平衡状态。
益生菌还能增强肠道屏障功能。
肠道黏膜是人体与外界环境接触的最大界面之一,它起着阻挡病原体和有害物质进入体内的重要作用。
益生菌可以促进肠道上皮细胞的增殖和分化,增强肠道黏膜的紧密连接,提高肠道的物理屏障功能。
此外,益生菌还能刺激肠道分泌黏液,进一步增强肠道的化学屏障功能。
在免疫调节方面,益生菌发挥着关键作用。
肠道是人体最大的免疫器官之一,肠道内的微生物与免疫系统密切互动。
益生菌可以通过与肠道免疫细胞相互作用,调节免疫细胞的活性和细胞因子的分泌,从而增强机体的免疫防御能力。
例如,某些益生菌可以刺激巨噬细胞和自然杀伤细胞的活性,增强其对病原体的吞噬和杀伤作用。
同时,益生菌还可以促进调节性 T 细胞的分化,抑制过度的免疫反应,维持免疫系统的平衡和稳定。
益生菌在营养代谢方面也具有重要意义。
它们可以参与食物的消化和吸收过程,帮助宿主更好地获取营养物质。
例如,一些益生菌能够产生消化酶,如蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶等,帮助分解食物中的蛋白质、脂肪和碳水化合物,提高营养物质的利用率。
此外,益生菌还能合成维生素,如维生素 B 族和维生素 K 等,为宿主提供额外的营养支持。
除了对肠道健康的直接影响,益生菌还对其他系统和疾病产生有益作用。
在心血管系统方面,一些研究表明,益生菌可以降低血液中的胆固醇水平,减少心血管疾病的发生风险。
其作用机制可能与益生菌对胆固醇的吸收和代谢调节有关。
微生物-肠道-脑轴在神经系统疾病中的研究进展
㊃综述㊃d o i:10.3969/j.i s s n.1671-8348.2022.01.031微生物-肠道-脑轴在神经系统疾病中的研究进展*吴依凡综述,杜东霖,孙晓川ә审校(重庆医科大学附属第一医院神经外科400016)[摘要]近10年来,针对微生物-肠道-脑轴(MG B A)在调控神经系统发育和功能方面的生理㊁病理学研究迅速展开;肠道菌群的失调可能通过肠道神经系统㊁微生物代谢物(如短链脂肪酸)㊁神经炎症和免疫介导的 屏障缺陷 推动多种神经系统疾病的发生和发展㊂该文就MG B A在阿尔茨海默病㊁帕金森病和创伤性脑损伤中的潜在致病机制进行综述,为临床干预和治疗神经系统疾病提供新的思路㊂未来研究将更加侧重于由动物模型向临床试验的转化,以及阐明MG B A特异性影响神经系统疾病的深层机制㊂[关键词]肠道微生物;微生物-肠道-脑轴;阿尔茨海默病;帕金森病;创伤性脑损伤[中图法分类号] R651.1[文献标识码] A[文章编号]1671-8348(2022)01-0143-04R e s e a r c h a d v a n c e s o f m i c r o b i o t a-g u t-b r a i n a x i s i n n e u r o l o g i c a l d i s e a s e s*WU Y i f a n,D U D o n g l i n,S U N X i a o c h u a nә(D e p a r t m e n t o f N e u r o s u r g e r y,F i r s t A f f i l i a t e d H o s p i t a l o f C h o n g q i n gM e d i c a l U n i v e r s i t y,C h o n g q i n g400016,C h i n a)[A b s t r a c t]I n t h e p a s t t e n y e a r s,t h e p h y s i o l o g i c a l a n d p a t h o l o g i c a l r e s e a r c h o n t h e m i c r o b e-g u t-b r a i n a x i s(MG B A)i n r e g u l a t i n g t h e d e v e l o p m e n t a n d f u n c t i o n o f t h e n e r v o u s s y s t e m h a s b e e n r a p i d l y l a u n c h e d.G u t m i c r o b i o t a d y s b i o s i s m i g h t p r o m o t e t h e o c c u r r e n c e a n d d e v e l o p m e n t o f n e u r o l o g i c a l d i s e a s e s t h r o u g h t h e e n t e r i c n e r v o u s s y s t e m,m i c r o b i a l m e t a b o l i t e s s u c h a s s h o r t-c h a i n f a t t y a c i d s,n e u r o i n f l a mm a t i o n a n d i mm u n e-m e d i a t e d"d e f e c t i v e b a r r i e r".T h i s p a p e r r e v i e w s t h e p o t e n t i a l p a t h o g e n e s i s o f MG B A i n A l z h e i m e r's d i s e a s e (A D),P a r k i n s o n's d i s e a s e(P D)a n d t r a u m a t i c b r a i n i n j u r y(T B I)t o p r o v i d e t h e n e w i d e a s f o r c l i n i c a l i n t e r-v e n t i o n a n d t r e a t m e n t o f n e u r o l o g i c a l d i s e a s e s.F u t u r e s t u d i e s w i l l f o c u s o n t h e t r a n s i t i o n f r o m a n i m a l m o d e l s t o c l i n i c a l t r i a l s a n d c l a r i f y t h e d e e p m e c h a n i s m o f MG B A s p e c i f i c i n f l u e n c e o n n e u r o l o g i c a l d i s e a s e s.[K e y w o r d s]g u t m i c r o b i o m e;m i c r o b i o t a-g u t-b r a i n a x i s;A l z h e i m e r's d i s e a s e;P a r k i n s o n's d i s e a s e;t r a u-m a t i c b r a i n i n j u r y微生物-肠道-脑轴(m i c r o b i o t a-g u t-b r a i n a x i s, MG B A)作为一个新兴的名词在过去10年内反复出现,并于近年来迅速成为研究热点[1-2]㊂所谓MG B A,即肠道内存在大量微生物与宿主共存,称为共生微生物群,该类微生物群可直接或间接参与调节交感神经兴奋性㊁副交感神经乙酰胆碱的释放㊁产生类神经递质(如多巴胺㊁去甲肾上腺素㊁肾上腺素㊁组胺㊁血清素等生物胺[3])㊁调控免疫细胞(T淋巴细胞及调节性T 淋巴细胞[4])㊁激活炎症因子,甚至是通过其代谢产物影响宿主颅脑正常生理活动,包括脑功能㊁情绪㊁认知功能,甚至是宿主的行为[5]㊂还有研究表明,孕妇体内细菌代谢产物(细菌肽聚糖)可通过胎盘影响胎儿神经发育及认知功能[6]㊂不仅如此,肠道共生菌群的多样性对婴儿的神经发生同样也具有重要的调节作用[7]㊂本文总结了肠道共生菌群和神经系统疾病之间潜在联系的机制及关联的多样性,而这些联系可能有助于更明确地揭开MG B A的神秘面纱㊂1 MG B A与神经系统的联系近年来,有学者发现,MG B A具有 双向性 ,完美地整合了宿主肠道和大脑活动,即大脑通过调控胃肠道及免疫功能,完善并影响肠道生理及共生微生物的构成[8],迄今已有多种证据表明,啮齿动物大脑可调节内脏敏感性,以及肠道运动㊁分泌㊁通透性等;而肠道微生物通过神经活性化合物作用于大脑[9]㊂最近一项研究表明,肠道共生菌源性代谢植酸和肌醇三磷酸调节组蛋白去乙酰化酶3(h i s t o n e d e a c e t y l a s e3, H D A C3)能保护小鼠肠道上皮细胞修复,从而验证了H D A C3是校准宿主对微生物信号反应的收敛表观遗传传感器[10],这无疑从表观遗传学层面揭示了宿主和益生菌的共同进化导致宿主-微生物共生关系的发展㊂341重庆医学2022年1月第51卷第1期*基金项目:国家自然科学基金项目(82071397)㊂作者简介:吴依凡(1991-),医师,硕士,主要从事神经外科创伤性脑损伤研究㊂ә通信作者,E-m a i l:s u n x i a o c h u a n@c q m u.e d u.c n㊂有学者在探讨微生物与社会脑的关系时,发现 宿主-微生物 关系可能通过MG B A内源的一系列极其复杂的机制影响着社会脑和行为的进化[11]㊂这些结论从遗传与进化角度间接为MG B A的探索开拓了更为广阔的空间㊂肠道共生菌群除参与宿主神经系统的生理活动外,还通过MG B A对多种神经系统疾病的发生㊁发展起着至关重要的作用㊂早期研究发现,功能性胃肠疾病与焦虑㊁抑郁,甚至是认知障碍等功能性神经疾病相互影响[9,12]㊂病理状态下肠道微生物的组成与生理状态时的菌群组成有明显差异,且在不同疾病及同种疾病的不同时期均存在其共性和特异性[13]㊂脑卒中患者粪便中细菌多样性升高,而阿尔茨海默病(A l z h e i m e r's d i s e a s e,A D)患者粪便中细菌多样性降低;但二者拟杆菌门细菌均减少,反之,反刍乳酸菌增多[4]㊂当针对性差异处理肠道菌群后患者预后便产生明显变化㊂联用万古霉素和氨苄西林抑制肠道菌群对脑卒中小鼠神经元具有保护作用[13];将无特异性病原体小鼠粪便移植入无菌小鼠肠道从而逆转了无菌小鼠血脑屏障缺陷[14]㊂2 A DA D是一种呈渐进性加重的神经退行性病变,表现为早期学习和记忆障碍,随之可出现语言和视觉空间功能㊁执行功能及社会行为等方面的障碍[15]㊂其经典的病理特征为细胞外β淀粉样蛋白(a m y l o i d b e t a p e p t i d e,Aβ)沉积并形成神经炎斑块,细胞内高度异常磷酸化T a u蛋白蓄积形成神经原纤维缠结[16]㊂目前的研究普遍认为,A D发病机制包括神经炎症㊁免疫介质激活和氧化应激[17-18]㊂近年来,也有学者提出 传染性假说 ,即颅内细菌感染诱导机体抗菌防御机制的激活 Aβ纤维化[19]㊂小鼠脑实质内接种沙门菌所引起的细菌性脑脊髓炎可诱导Aβ产生;老年A D患者粪便微生物组中引起促炎条件的类群丰度较高,并与Aβ的产生具有相关性㊂这些证据均提示肠道微生物群与A D病理进程的发生㊁发展关系紧密㊂C C A A T/增强子结合蛋白(C C T T A e n h a n c e r b i n d i n g p r o t e i n s,C/E B P s)家族可促进肠道微生物失调的5X F A D转基因小鼠小胶质细胞和星形胶质细胞内炎症介质的生成和释放,进而通过C/E B Pβ天冬酰胺内肽酶(C/E B Pβ/A E P)信号轴促进Aβ和高度异常磷酸化T a u蛋白沉积;慢性抗生素或富含R13益生元的干预可抑制该炎症通路的激活,缓解A D病理进展[20]㊂事实证明,影响A D发病的炎症介质绝不仅存于颅内,全身急㊁慢性炎症均会对认知功能产生影响并加速病变过程,原因可能是血脑屏障(b l o o d-b r a i n b a r r i e r,B B B)的功能缺失,如肠道菌群产生内毒素破坏B B B完整性,进而使炎症因子浸润及微生物衍生代谢物(如苯丙氨酸或异亮氨酸)产生促炎作用[21]㊂革兰阴性菌产生的脂多糖(l i p o p o l y s a c c h a r i d e,L P S)可通过激活炎症通路中的核因子κB(n u c l e a r f a c t o r k a p p a B,N F-κB)降低补体因子H的表达[22]或促进微小R N A-146a表达,从而启动慢性免疫反应,最终促进A D进展㊂但共生菌群似乎存在一个自身的 稳态 系统,即某些肠道益生菌可修复已被内毒素破坏的B B B通透性,而其缺失同样可以造成B B B功能受损[12,23]㊂3帕金森病(P a r k i n s o n's d i s e a s e,P D)作为神经退行性变的家族成员P D被定义为一种进行性运动障碍,包括运动迟缓㊁强直㊁震颤及严重的非运动障碍表现㊂P D潜伏期长,表现为嗅觉缺失㊁便秘㊁睡眠障碍等[24]㊂其典型的病理改变包括大脑黑质和纹状体多巴胺能神经元丢失,以及神经元和轴突内L e w y小体(由多种蛋白质如α-s y n u c l e i n-p o s i t i v e组成的蛋白质集合体)形成[25]㊂最新研究发现,在P D的典型病理改变中,L e w y 小体内的α-s y n u c l e i n表达于肠内神经元和肠内分泌细胞,有学者猜想,P D病理可能起源于肠道[26]㊂而将α-s y n u c l e i n F P P注入啮齿动物肠道示踪发现,其可通过迷走神经扩散入脑组织,切断迷走神经可阻断其传播通路,从而降低患P D的风险[27]㊂这些发现无疑将肠道微生物与P D通过MG B A更为紧密地联系在一起㊂同样,越来越多证据提示,肠道微生物的失调,包括肠道微生物的定性和定量变化均可能是P D的危险因素之一,并与其疾病进展密切相关[28]㊂益生菌作为一类肠道定植菌也可以参与抵御有害微生物(竞争排斥)㊁产生短链脂肪酸(S C F A,肠道微生物发酵膳食纤维产生的代谢副产物),如小鼠通过口服肠道内的酪酸梭菌可逆转肠道微生物失调,进而改善运动缺陷㊁多巴胺能神经元丢失㊁突触功能障碍及抑制小胶质细胞的激活,并降低结肠及脑组织内胰高血糖素样肽-1受体水平[28]㊂一项针对P D患者与正常老年人肠道微生物的差异性回顾性研究结果显示,P D患者肠道内可产生丁酸盐的肠道微生物丰度较对照组明显下降,但该研究中强调肠道菌群的 丰度 而并非是 多样性 [29];而丁酸盐可能通过介导肠道屏障完整性和神经免疫机制改变肠道通透性及MG B A通讯,进而导致P D患者肠道内普雷沃菌科和益生菌种水平下降[26]㊂同样,作为肠道菌群代谢产物的内毒素 L P S可介导B B B功能障碍,从而激活核苷酸结合寡聚化结构域样受体3(N L R P3)炎症小体,进而导致线粒体功能障碍㊁白细胞介素-1β表达及胰岛素抵抗,最终导致神经功能的损伤和P D的发病[27,30]㊂事实证明,P D患者粪便中参与L P S生物合成的基因明显增多,而参与代谢的基因明显减少[27]㊂4创伤性脑损伤(t r a u m a t i c b r a i n i n j u r y,T B I)T B I的致死㊁致残率极高,在过去10年中不断攀441重庆医学2022年1月第51卷第1期升的发病率使其成为危及人类健康的全球性问题[31]㊂T B I可分为原发性损伤和继发性损伤,其中继发性损伤可通过炎性反应㊁钙离子超载㊁B B B通透性改变等一系列病理生理过程,最终导致神经元凋亡[32]㊂近年来,随着对MG B A研究的不断深入,已逐渐接受并发现肠道微生物不仅可影响神经退行性变相关慢性疾病的发生㊁发展,而且参与了继发性脑损伤的病理进程㊂目前,较为被接受的是肠道菌群与继发性脑损伤相互影响的通路为迷走神经传导的神经信号㊁肠道激素相关的神经-内分泌轴㊁神经免疫及炎症因子相关通路[33-35]㊂实验证实,小鼠在T B I早期便可通过激活交感神经增加肠道通透性,最终使肠道微生物发生改变和移位,如嘉斯利乳杆菌㊁普雷沃菌科减少,而舒尔茨真杆菌㊁消化球菌科增加[36]㊂此外,肠道菌群还可通过T B I后免疫通路激活介导而发生转移,所谓 肠道屏障 除阻挡肠道微生物入侵肠道黏膜外,还包括固有层潘氏细胞免疫细胞分泌的抗菌肽[37]㊂T B I可导致高迁移率球蛋白B1释放,进而与肠上皮的受体C D24结合,抑制P a n e t h细胞释放抗菌肽,促进炎性反应,并可结合N F-κB信号通路最终破坏肠道微生物稳态[38]㊂5小结与展望MG B A这一概念的出现将肠道菌群失调与神经系统疾病有机地结合在一起,并在近年来的基础研究和临床研究中取得重大发现,尤其是在神经退行性变领域,如A D㊁P D㊁自身免疫性脱髓鞘㊁自闭症谱系障碍㊁多发性硬化和癫痫,甚至T B I及抑郁㊁焦虑等神经心理疾病[39-40]㊂而其关键性机制大多与肠道屏障和B B B的完整性有着密切关联,甚至可以将其称为 屏障缺陷性疾病 ;而消化道生态失调和 屏障缺陷 为肠道微生物源性神经毒素的跨界运输提供了重要的通道,即从全身炎症到中枢神经系统炎症及免疫激活,最终发展成为神经系统病变㊂然而,现有对于肠道菌群影响神经系统疾病的发生㊁发展的研究,多以现象性描述及回顾性研究为主,缺少关键机制的研究和大样本前瞻性研究㊂未来的研究应进一步关注肠道菌群失调通过MG B A影响神经系统疾病的机制及单一菌种对神经系统疾病的特异性影响㊂参考文献[1]C R Y A N J F,D I N A N T G.M i n d-a l t e r i n g m i-c r o o r g a n i s m s:t h e i m p a c t o f t h e g u t m i c r o b i o t ao n b r a i n a n d b e h a v i o u r[J].N a t R e v N e u r o s c i,2012,13(10):701-712.[2]M C L E A N P G,B E R G O N Z E L L I G E,C O L L IN S S M,e t a l.T a r g e t i n g t h e m i c r o b i o t a-g u t-b r a i n a x i s t o m o d u l a t e b e h a v i o r:w h ic h b a c t e r i-a l s t r a i n w i l l t r a n s l a t eb e s t t o h u m a n s[J].P r o c N a t l A c a d S c i U S A,2012,109(4):E174.[3]S U D O N.B i o g e n i c a m i n e s:s i g n a l s b e t w e e n c o m-m e n s a l m i c r o b i o t a a n d g u t p h y s i o l o g y[J].F r o n tE n d o c r i n o l(L a u s a n n e),2019,10:504.[4]B E N A K I S C,MA R T I N-G A L L A U S I A U X C,T R E Z Z I J P,e t a l.T h e m i c r o b i o m e-g u t-b r a i na x i s i n a c u t e a n d c h r o n i cb r a i n d i s e a s e s[J].C u r r O p i n N e u r o b i o l,2020,61(1):1-9.[5]O'D O N N E L L M P,F O X B W,C H A O P H,e ta l.A n e u r o t r a n s m i t t e r p r o d u c e db y g u t b ac t e r i am o d u l a t e s h o s t s e n s o r y b e h a v i o u r[J].N a t u r e, 2020,583(7816):415-420.[6]H UM A N N J,M A N N B,G A O G,e t a l.T u o m a n e nb ac t e r i a l p e p t id o g l y c a n t r a n s ve r s e s t h e p l a c e n t a t o i n d u c ef e t a l n e u r o p r o l i f e r a t i o n a n d a b e r r a n t p o s t n a t a l b e h a v i o r[J].C e l l H o s t M i c r o b e, 2016,19(3):388-399.[7]K E M P E R M A N N G.E n v i r o n m e n t a l e n r i c h m e n t,n e w n e u r o n s a n d t h e n e u r o b i o l o g y o f i n d i v i d u a l i t y[J].N a t R e v N e u r o s c i,2019,20(4):235-245.[8]A R T I F O N M,S C HW S T A T S K Y P,G R I E B L E RN,e t a l.E f f e c t s o f t r a n s c r a n i a l d i r e c t c u r r e n ts t i m u l a t i o n o n t h e g u t m i c r o b i o m e:a c a s e r e-p o r t[J].B r a i n S t i m u l,2020,13(5):1451-1452.[9]P OW E L L N,WA L K E R M M,T A L L E Y N J.T h e m u c o s a l i mm u n e s y s t e m:m a s t e r r e g u l a t o ro f b i d i r e c t i o n a l g u t-b r a i n c o mm u n i c a t i o n s[J].N a t R e v G a s t r o e n t e r o l H e p a t o l,2017,14(3): 143-159.[10]WU S E,H A S H I MO T O-H I L L S,WO O V,e ta l.M i c r ob i o t a-d e r i v e d m e t a b o l i t e p r o m o t e sH D A C3a c t i v i t y i n t h e g u t[J].N a t u r e,2020, 586(7827):108-112.[11]S H E RW I N E,B O R D E N S T E I N S R,Q U I N N JL,e t a l.M i c r o b i o t a a n d t h e s o c i a l b r a i n[J].S c i-e n c e,2019,366(6465):2016.[12]A L L E N A P,H U T C H W,B O R R E Y E,e t a l.B i f i d o b a c t e r i u m l o n g u m1714a s a t r a n s l a t i o n a lp s y c h o b i o t i c:m o d u l a t i o n o f s t r e s s,e l e c t r o-p h y s i o l o g y a n d n e u r o c o g n i t i o n i n h e a l t h y v o l-u n t e e r s[J].T r a n s l P s y c h i a t r y,2016,6(11):e939.[13]B E N A K I S C,P O O N C,L A N E D,e t a l.D i s t i n c tc o m m e n s a l b a c t e r i a l s i g n a t u r e i n t h e g u t i s a s-s o c i a t e d w i t h a c u t e a n d l o n g-t e r m p r o t e c t i o nf r o m i s c h e m i c s t r o k e[J].S t r o k e,2020,51(6):541重庆医学2022年1月第51卷第1期1844-1854.[14]MU L L E R P A,S C H N E E B E R G E R M,MA T HE I S F,e t a l.M i c r o b i o t a m o d u l a t e s y m p a t h e t i cn e u r o n s v i a a g u t-b r a i n c i r c u i t[J].N a t u r e, 2020,583(7816):441-446.[15]M C K H A N N G M,K N O P MA N D S,C H E R T-K OW H,e t a l.T h e d i a g n o s i s o f d e m e n t i a d u e t o A l z h e i m e r's d i s e a s e:r e c o mm e n d a t i o n s f r o m t h e n a t i o n a l i n s t i t u t e o n a g i n g-A l z h e i m e r's a s-s o c i a t i o n w o r k g r o u p s o n d i a g n o s t i c g u i d e l i n e s f o r A l z h e i m e r's d i s e a s e[J].A l z h e i m e r s D e-m e n t,2011,7(3):263-269.[16]D U Y C K A E R T S C,D E L A T O U R B,P O T I E RM C.C l a s s i f i c a t i o n a n d b a s i c p a t h o l o g y o f A l z h e i-m e r d i s e a s e[J].A c t a N e u r o p a t h o l,2009,118(1):5-36.[17]L I U S,G A O J,Z HU M,e t a l.G u t M i c r o b i o t aa n d d y sb i o s i s i n A l z h e i m e r's d i s e a s e:i m p l ic a-t i o n s f o r p a t h o g e n e s i s a n d t r e a t m e n t[J].M o lN e u r o b i o l,2020,57(12):5026-5043.[18]L O N G J M,H O L T Z M A N D M.A l z h e i m e r d i s-e a s e:a n u p d a t e o n p a t h o b i o l o g y a n d t r e a t m e n ts t r a t e g i e s[J].C e l l,2019,179(2):312-339.[19]MO I R R D,L A T H E R,T A N Z I R.T h e a n t i m i-c r o b i a l p r o t e c t i o n h y p o t h e s i s o f A l z h e i m e r'sd i se a s e[J].A l z h e i m e r s D e m e n t,2018,14(12): 1602-1614.[20]C H E N C,A H N E H,K A N G S S,e t a l.G u t d y s b i-o s i s c o n t r i b u t e s t o a m y l o i d p a t h o l o g y,a s s o c i a t-e d w i t h C/E B Pβ/A E P s i g n a l i n g a c t i v a t i o n i nA l z h e i m e r's d i s e a s e m o u s e m o d e l[J].S c i A d v, 2020,6(31):0466.[21]C R Y A N J F,O'R I O R D A N K J,C OWA N C SM,e t a l.T h e M i c r o b i o t a-G u t-B r a i n A x i s[J].H y s i o l R e v,2019,99(4):1877-2013.[22]A L E X A N D R O V P,Z H A I Y,L I W,e t a l.L i-p o p o l y s a c c h a r i d e-s t i m u l a t e d,N F-κB,m i R N A-146a a n d m i R N A-155m e d i a t e d m o l e c u l a r g e-n e t i c c o mm u n i c a t i o n b e t w e e n t h e h u m a n g a s-t r o i n t e s t i n a l t r a c t m i c r o b i o m e a n d t h e b r a i n[J].F o l i a N e u r o p a t h o l,2019,57(3):211-219.[23]S H A R O N G,S AM P S O N T R,G E S C HW I N DD H,e t a l.T h e c e n t r a l n e r v o u s s y s t e m a n d t h eg u t m i c r o b i o m e[J].C e l l,2016,167(4):915-932.[24]S V H R A G A,A N A S T A S I O U Z,AM B L E R G,e t a l.P r e d i c t i n g d i a g n o s i s of P a r k i n s o n's d i s-e a s e:a r i s k a lg o r i th m b a s e d o n p ri m a r y c a r ep r e s e n t a t i o n s[J].M o v D i s o r d,2019,34(4): 480-486.[25]K A L I A L V,L A N G A E.P a r k i n s o n's d i s e a s e[J].L a n c e t,2015,386(9996):896-912. [26]P E T E R S O N C T.D y s f u n c t i o n o f t h e M i c r o b i o-t a-G u t-B r a i n A x i s i n n e u r o d e g e n e r a t i v e d i s-e a s e:t h e p r o m i s e o f t h e r a p e u t i c m o d u l a t i o nw i t h p r e b i o t i c s,m e d i c i n a l h e r b s,p r o b i o t i c s,a n d s y n b i o t i c s[J].J E v i d B a s e d I n t e g r M e d,2020, 25:2515690X20957225.[27]J A C K S O N A,F O R S Y T H C B,S H A I K H M,e ta l.D i e t i n P a r k i n s o n's D i s e a s e:c r i t i c a l r o l e f o r t h e M i c r ob i o m e[J].F r o n t N e u r o l,2019,10: 1245.[28]S U N J,L I H,J I N Y,e t a l.P r o b i o t i c C l o s t r i d i-u m b u t y r i c u m a m e l i o r a t e d m o t o r d e f i c i t s i n am o u s e m o d e l o f P a r k i n s o n's d i s e a s e v i a g u t m i-c r o b i o t a-G L P-1p a t h w a y[J].B r a i n B e h a v I m-m u n,2021,91:703-715.[29]N U Z UM N D,L O U G HMA N A,S Z YM L E K-G A Y E A,e t a l.G u t m i c r o b i o t a d i f f e r e n c e s b e-t w e e n h e a l t h y o l d e r a d u l t s a n d i n d i v i d u a l s w i t hP a r k i n s o n's d i s e a s e:a s y s t e m a t i c r e v i e w[J].N e u r o s c i B i o b e h a v R e v,2020,112:227-241.[30]P E L L E G R I N I C,A N T O N I O L I L,C A L D E R O N EV,e t a l.M i c r o b i o t a-g u t-b r a i n a x i s i n h e a l t h a n dd i se a s e:i s N L R P3i nf l a mm a s o m e a t t h e c r o s s-r o a d s o f m i c r o b i o t a-g u t-b r a i n c o mm u n i c a t i o n s?[J].P r o g N e u r o b i o l,2020,191:101806. [31]G A L G A N O M,T O S H K E Z I G,Q I U X,e t a l.T r a u m a t i c b r a i n i n j u r y:c u r r e n t t r e a t m e n ts t r a t e g i e s a n d f u t u r e e n d e a v o r s[J].C e l l T r a n s-p l a n t,2017,26(7):1118-1130.[32]D E H L A G H I J A D I D K,D A V I D S S O N J,L I D I N E,e t a l.C O X-2i n h i b i t i o n b y d i c l of e n a c i s a s s o c i a t e dw i t h d e c r e a s e d a p o p t o s i s a n d l e s i o n a r e a a f t e r e x-p e r i m e n t a l f o c a l p e n e t r a t i n g t r a u m a t i c b r a i n i n j u r yi n r a t s[J].F r o n t N e u r o l,2019,10:811.[33]M A R T I N C R,O S A D C H I Y V,K A L A N I A,e t a l.T h e B r a i n-G u t-M i c r o b i o m e A x i s[J].C e l l M o l G a s-t r o e n t e r o l H e p a t o l,2018,6(2):133-148. [34]HO L S E R P,F A R Z I A.N e u r o p e p t i d e s a n d t h em i c r o b i o t a-g u t-b r a i n a x i s[J].A d v E x p M e d B i-o l,2014,817:195-219.[35]O S A D C H I Y V,M A R T I N C R,M A Y E R E A.T h eg u t-b r a i n a x i s a n d t h e m i c r o b i o m e:m e c h a n i s m s a n d c l i n i c a l i m p l i c a t i o n s[J].C l i n G a s t r o e n t e r o lH e p a t o l,2019,17(2):322-332.(下转第153页)641重庆医学2022年1月第51卷第1期a l.N o n-r e s p o n s e t o c a r d i a c r e s y n c h r o n i z a t i o nt h e r a p y[J].C u r r H e a r t F a i l R e p,2018,15(5):315-321.[39]S H A R MA P S,E L L E N B P G E N K A,R I C H-A R D G,e a l.P e r m a n e n t h i s b u n d l e p a c i n g:t h ep a s t,p r e s e n t a n d f u t u r e[J].C a r d i o v a s c E l e c-t r o p h y s i o l,2017,28(4):458-465. [40]U P A D H Y A Y G A,V I J A Y A R AMA N P,H E-MA L M,e t a l.O n-t r e a t m e n t c o m p a r i s o n b e-t w e e n c o r r e c t i v e H i s b u n d l e p a c i n g a n d b i v e n-t r i c u l a r p a c i n g f o r c a r d i a c r e s y n c h r o n i z a t i o n:as e c o n d a r y a n a l y s i s o f t h e h i s-S Y N C p i l o t t r i a l[J].H e a r t R h y t h m,2019,16(12):1797-1807.[41]Z H A N G W,HU A N G J,Q I Y,e t a l.C a r d i a c r e-s y n c h r o n i z a t i o n t h e r a p y b y l e f t b u n d l e b r a n c h a r e a p a c i n g i n p a t i e n t s w i t h h e a r t f a i l u r e a n d l e f t b u n d l e b r a n c h b l o c k[J].H e a r t R h y t h m, 2019,16(12):1783-1790.[42]HU A N G W,WU S,V I J A Y A R AMA N P,e t a l.C a r d i a c r e s y n c h r o n i z a t i o n t h e r a p y i n p a t i e n t sw i t h n o n i s c h e m i c c a r d i o m y o p a t h y u s i n g l e f tb u n d l e b r a nc h p a c i n g[J].J A C C C l i n E l e c t r o-p h y s i o l,2020,6(7):849-858.[43]L I X,Q I U C,X I E R,e t a l.L e f t b u n d l e b r a n c ha r e a p a c i n g d e l i v e r y o f c a r d i a c r e s y n c h r o n i z a-t i o n t h e r a p y a n d c o m p a r i s o n w i t hb i v e n t r ic u l a rp a c i n g[J].E S C H e a r t F a i l,2020,7(4):1711-1722.[44]WU S,S U L,V I J A Y A R A M A N P,e t a l.L e f t B u n-d le b r a n c h p a c i n gf o r c a r d i a c r e s y n c h r o n i z a t i o n t h e r a p y:n o n r a n d o m i z e d o n-t r e a t m e n t c o m p a r i-s o n w i t h h i s b u n d l e p a c i ng a n d b i v e n t r i c u l a rp a c i n g[J].C a n J C a r d i o l,2021,37(2):319-328.[45]S I P A H I I,C HO U J C,H Y D E N M,e t a l.E f f e c to f Q R S m o r p h o l o g y o n c l i n i c a l e v e n t r e d u c t i o nw i t h c a r d i a c r e s y n c h r o n i z a t i o n t h e r a p y:m e t a-a-n a l y s i s o f r a n d o m i z e d c o n t r o l l e d t r i a l s[J].JA m H e a r t,2012,163(2):260-267.[46]T U N G R,U P A D H Y A Y G A.D e f i n i n g l e f t b u n d l eb r a nc h b l o c k p a t t e r n s i n c a rd i a c re s y n c h r o n i s a-t i o n t h e r a p y:a r e t u r n t o h i s b u n d l e r e c o r d i n g s[J].A r r h y t h m E l e c t r o p h y s i o l R e v,2020,9(1): 28-33.[47]V I J A Y A R AMA N P,P O N N U S AMY S,C A N OÓ,e t a l.L e f t b u n d l e b r a n c h a r e a p a c i n g f o r c a r-d i a c re s y n c h r o n i z a t i o n t h e r a p y r e s u l t sf r o m t h e i n t e r n a t i o n a l L B B A P c o l l a b o r a t i v e s t u d yg r o u p[J].J A C C C l i n E l e c t r o p h y s i o l,2021,7(2):135-147.[48]P A D A L S,MA S T E R V,T E R R I C A B R A S M,e ta l.I n i t i a l e x p e r i e n c e,s a f e t y,a n d f e a s ib i l i t y o f l e f t b u n d l e b r a nc h a r e a p a c i n g:a m u l t i c e n t e rp r o s p e c t i v e s t u d y[J].J A C C C l i n E l e c t r o p h y s i-o l,2020,6(14):1773-1782.[49]P O N N U S AMY S,MU T HU G,K UMA R M,e ta l.M i d-t e r m f e a s ib i l i t y,s a f e t y a n d o u tc o m e s o f l e f t b u nd le b r a n c h p a c i n g-s i n g l e c e n t e r e x p e r i-e n c e[J].J I n t e r v C a r d E l e c t r o p h y s i o l,2021,60(2):337-346.[50]V I J A Y A R AMA N P,S U B Z P O S H F A,N A P ER K OW S K I A,e t a l.P r o s p e c t i v e e v a l u a t i o n o ff e a s i b i l i t y,e l e c t r o p h y s i o l og i c a n d e ch o c a r di o-g r a p h i c c h a r a c t e r i s t i c s o f l e f t b u n d l e b r a n c h a r-e a p a c i n g[J].H e a r t R h y t h m,2019,16(12):1774-1782.[51]P O O T E R J,C A L L E S,D E MU L I E R L,e t a l.S e p t a l c o r o n a r y a r t e r y f i s t u l a f o l l o w i n g l e f tb u n d l e b r a nc h a r e a p a c i n g[J].J A C C C l i n E l e c-t r o p h y s i o l,2020,6(10):1337-1338.(收稿日期:2021-04-25修回日期:2021-09-11)(上接第146页)[36]T R E A N G E N T J,WA G N E R J,B U R N S M P,e t a l.T r a u m a t i c b r a i n i n j u r y i n m i c e i n d u c e s a-c u t e b a c t e r i a l d y s b i o s i s w i t h i n t h ef e c a l m i c r o-b i o m e[J].F r o n t I mm u n o l,2018,9:2757.[37]杨建伟,吴惺,胡锦,等.创伤性脑损伤致肠道菌群改变机制的研究进展[J].中华创伤杂志, 2019,36(9):847-852.[38]D I N G J,C U I X,L I U Q.E m e r g i n g r o l e o f HM G B1i n l u n g d i s e a s e s:f r i e n d o r f o e[J].J C e l l M o lM e d,2017,21(6):1046-1057.[39]L U K I W W J.G a s t r o i n t e s t i n a l(G I)T r a c t m i-c r o b i o m e-de r i v e d n e u r o t o x i n s-p o t e n t n e u r o-i n-f l a mm a t o r y s ig n a l s f r o m th e gi t r a c t v i a t h es y s t e m i c c i r c u l a t i o n i n t o t h e b r a i n[J].F r o n tC e l l I n f e c t M i c r o b i o l,2020,10(1):22.[40]F I G U E R O A-R OM E R O C,G U O K,MU R DO C K B J,e t a l.T e m p o r a l e v o l u t i o n o f t h e m i-c r o b i o m e,i mm u n e s y s t e m a nde p i g e n o m ew i t h d i s e a s e p r o g r e s s i o n i n A L S m i c e[J].D i sM o d e l M e c h,2019,13(2):d mm041947.(收稿日期:2021-04-22修回日期:2021-09-03)351重庆医学2022年1月第51卷第1期。
重症肺炎患者肠道菌群变化及其与免疫功能的关系
重症肺炎患者肠道菌群变化及其与免疫功能的关系李智强1,黄剑明1,周畅军1,王先圆1,雷孝波1,杨苗1,郭颖1,李林子21 荆门市第一人民医院重症医学科,湖北荆门448000;2 荆门市第一人民医院精准医学中心摘要:目的 研究重症肺炎(SP )患者肠道菌群变化情况,并分析其与免疫功能的相关性。
方法 选择SP 患者16例为观察组,体检健康者10例为对照组。
收集两组新鲜粪便,采用16S rDNA 基因测序技术分析粪便中的肠道菌群丰度(Ace 指数、Chao 指数)和多样性(Simpson 指数、Shannon 指数),并比较两组在门水平和属水平上的肠道菌群丰度。
比较两组的免疫球蛋白(IgA 、IgG 、IgM )、淋巴细胞亚群(CD3+、CD4+、CD8+ T 淋巴细胞计数)、白细胞计数(WBC )、中性粒细胞计数(NEUT )。
分析观察组属水平上的肠道菌群相对丰度与免疫相关指标的相关性。
结果 观察组Ace 指数、Chao 指数、Shannon 指数、CD3+、CD4+和CD8+ T 淋巴细胞计数及IgA 、IgG 均低于对照组,Simpson 指数、WBC 、NEUT 及IgM 高于对照组(P 均<0.05)。
观察组厚壁菌门、变形菌门及双歧杆菌属、大肠杆菌属、瘤胃球菌属、毛螺菌属、梭菌属相对丰度均低于对照组,拟杆菌门、放线菌门及肠球菌属、链球菌属、克雷伯菌属相对丰度均高于对照组(P 均<0.05)。
观察组肠道菌群中克雷伯菌属相对丰度与CD3+、CD8+ T 淋巴细胞计数呈正相关关系,瘤胃球菌属和毛螺菌属相对丰度与CD8+ T 淋巴细胞计数呈正相关关系,梭菌属相对丰度与IgM 水平呈正相关关系,链球菌属相对丰度与IgM 水平呈负相关关系,大肠杆菌属和克雷伯菌属与IgG 水平呈负相关关系,肠球菌属与WBC 呈负相关关系(P 均<0.05)。
结论 SP 患者肠道菌群丰度及多样性均降低,有益菌丰度下降、条件致病菌丰度升高,肠道菌群改变可能会间接通过影响免疫功能而参与SP 的发生及发展。
肠道微生物与人体健康
肠道微生物与人体健康一、本文概述人体肠道内寄居着数以亿计的微生物,这些微生物与人体之间形成了复杂而微妙的共生关系。
近年来,随着生物学、医学等领域的发展,肠道微生物与人体健康之间的关系逐渐受到人们的关注。
本文旨在探讨肠道微生物的组成、功能及其与人体健康的关系,以期为读者提供一个全面而深入的认识,从而引导人们更加关注和保护自己的肠道健康。
在本文中,我们将首先介绍肠道微生物的组成和多样性,包括常见的肠道微生物种类、数量以及它们在肠道内的分布。
接着,我们将重点阐述肠道微生物的功能,包括参与营养物质的消化吸收、合成必需维生素、调节免疫系统等方面。
我们还将探讨肠道微生物与人体健康之间的紧密联系,如肠道微生物失衡可能引发的疾病及其预防策略。
通过本文的阅读,读者将能够了解肠道微生物在人体健康中的重要作用,以及如何通过调整饮食、生活习惯等方式来维护肠道微生物的平衡,从而保持身体健康。
二、肠道微生物的组成与功能人体肠道内栖息着数以万亿计的微生物,它们共同构成了人体最大的微生态系统——肠道微生物群。
这些微生物种类繁多,包括细菌、真菌、病毒等,其中99%以上为细菌,主要由厚壁菌门、拟杆菌门、放线菌门和变形菌门等四个门类的细菌构成。
这些微生物与人体之间形成了复杂而微妙的共生关系,对人体的健康起着至关重要的作用。
营养代谢:肠道微生物能够分解食物中人体难以消化的成分,如纤维素、多糖等,生成短链脂肪酸(如乙酸、丙酸、丁酸等)和其他对人体有益的小分子物质,为宿主提供能量和必需的营养素。
免疫调节:肠道微生物通过与宿主免疫系统的相互作用,调节免疫反应,维持免疫平衡。
它们可以促进免疫细胞的成熟和分化,增强肠道黏膜屏障功能,防止病原体入侵。
药物代谢:肠道微生物能够参与多种药物的代谢过程,包括抗生素、激素、维生素等。
它们可以影响药物的吸收、分布、代谢和排泄,进而影响药物的疗效和安全性。
保护肠道健康:肠道微生物通过竞争营养、产生抗菌物质等方式,抑制病原菌的生长和繁殖,维护肠道微生物群的稳定,预防肠道感染的发生。
自身免疫性胃炎研究进展(2020完整版)
自身免疫性胃炎研究进展(2020完整版)AIG的病因和发病机制尚不清楚,但已知与遗传、环境、免疫功能异常等因素有关。
一些研究表明,AIG与HLA-DQB1、HLA-DRB1、CTLA-4等基因的多态性有关[7]。
环境因素方面,Hp感染与AIG的发病有关,但并非所有AIG患者都有Hp感染,且Hp感染率下降而AIG发病率升高的趋势说明还存在其他环境因素[8]。
免疫功能异常是AIG发病的重要因素,AIG患者常伴有其他自身免疫性疾病,如自身免疫性甲状腺疾病、类风湿性关节炎等[9]。
此外,一些研究表明,AIG 与胃肠道微生物群落失衡有关[10]。
三、诊断AIG的诊断主要依靠血清标志物,如壁细胞抗体和内因子抗体,但这些标志物的阳性率不是很高。
一些研究显示,同时检测壁细胞抗体和内因子抗体的敏感性和特异性较高[11]。
内镜检查和活检可以发现胃黏膜萎缩等病变,但在AIG早期诊断中的阳性率较低。
一些研究表明,胃黏膜萎缩指数(GAIS)可以作为AIG早期诊断的指标之一[12]。
四、治疗AIG的治疗旨在改善胃黏膜萎缩和恶性贫血等症状,同时预防相关癌前病变的发生。
目前尚无特效治疗方法,常规治疗包括补充维生素B12、铁剂等,必要时行胃镜下黏膜下注射铁剂或胃黏膜切除术等手术治疗[13]。
此外,一些研究表明,胃肠道微生态调节剂和免疫抑制剂等也可能是AIG治疗的方向[14]。
总之,AIG的病理生理机制、自然史、相关癌前病变等仍需进一步研究,以更好地指导AIG的诊断和治疗。
AIG的发病机制和临床过程尚不十分清楚,但目前认为CD4+T细胞针对胃壁细胞分泌的H+/K+ATP酶产生自身免疫反应是主要原因之一,导致壁细胞破坏、泌酸黏膜受损、胃酸分泌减少或缺乏、胃黏膜萎缩,具体机制可能为Fas配体诱导的凋亡。
遗传易感性研究显示,AIG与特异性家族组织相容性单倍型,如HLA-DRB103、HLA-DRB104、HLA-B8和HLA-DR3相关。
肠道微生物与免疫的研究进展
肠道微生物与免疫的研究进展康永波;孔祥阳;张晓芳;郭丽琼;苏君鸿【期刊名称】《浙江大学学报(农业与生命科学版)》【年(卷),期】2016(042)003【摘要】对于人体,肠道是最大的免疫器官,它由造血细胞(巨噬细胞、树突细胞和T 细胞)和非造血细胞(上皮细胞、帕内特细胞和杯状细胞)组成。
同时在它里面寄居着上亿万的微生物,这些微生物群与宿主免疫系统共同维持内环境的稳态。
肠道微生物对炎性反应(包括自身免疫疾病、过敏症等)的发展有着重要的影响。
现在人们正在进行肠道微生物对不同类型免疫反应的影响机制的研究,肠道微生物对宿主免疫系统的成熟有直接的影响,它对免疫球蛋白A(immunoglobulin A,IgA)的诱导、CD4+T细胞包括Th1、Th17和调节性T细胞(CD4+、CD25+、Foxp3+)的调节以及抗菌肽(antimicrobial peptides,AMPs)的表达有重要作用,菌群产生的许多分子可能影响这些免疫反应。
同时,大量的基础和临床研究已经证明调控肠道微生物是一种高效治疗和控制疾病的方法,如果这些机制被完全弄清楚,就可以通过益生菌/益生元来调控肠道微生物而达到治疗疾病的目的。
为此,本研究前沿性地综述了肠道共生微生物与免疫系统的相互作用以及与人类健康的密切关系。
【总页数】7页(P282-288)【作者】康永波;孔祥阳;张晓芳;郭丽琼;苏君鸿【作者单位】昆明理工大学医学院疾病与药物遗传实验室,昆明 650500;昆明理工大学医学院疾病与药物遗传实验室,昆明 650500;昆明理工大学医学院疾病与药物遗传实验室,昆明 650500;昆明理工大学医学院疾病与药物遗传实验室,昆明 650500;昆明理工大学医学院疾病与药物遗传实验室,昆明 650500【正文语种】中文【中图分类】Q939.93【相关文献】1.肠道微生物与免疫检查点阻断剂相互作用机制的研究进展 [J], 陈星星; 仓顺东2.肠道微生物与肺癌免疫治疗相关性的研究进展 [J], 李文娟;刘虎3.肠道微生物及代谢产物对动物肠道免疫的研究进展 [J], 钟奇祺;张海波;幸清凤;关玮琨;廖晓鹏;黎力之;郭冬生4.肠道微生物与2型糖尿病免疫相关性的研究进展 [J], 李金燕;杨帆5.肠道微生物对疫苗免疫效果影响的研究进展 [J], 陈斯谦;吴边;柳陈坚;李晓然因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
肠道微生物与免疫系统的关联研究进展
肠道微生物与免疫系统的关联研究进展近年来,关于肠道微生物与免疫系统之间的关联研究不断深入,科学家们发现肠道微生物在免疫调节和健康维持中起着重要作用。
本文将从以下几个方面探讨这一领域的最新进展。
一、肠道微生物与免疫系统的相互影响机制1. 肠道微生物对免疫系统发育的影响研究发现,在出生后早期,肠道微生物能够通过刺激宿主免疫细胞的产生和调节来促进正常的免疫系统发育。
例如,某些菌株可以诱导特定类型的T细胞增加,从而增强机体抵抗感染和自身免疫反应能力。
2. 免疫系统对肠道微生物组成的调控作用免疫系统通过分泌多种化学因子、激活抗菌蛋白等方式来调控肠道内微生物群落的组成和稳态。
这种调控可以使有益菌株得到增加,而限制有害菌株的生长繁殖。
同时,免疫系统能够通过调节黏膜屏障的完整性和肠道免疫细胞的功能来维持肠道微生物与宿主的共生状态。
二、肠道微生物与免疫系统在健康与疾病中的作用1. 肠道微生物与自身免疫性疾病研究发现,肠道微生物群落紊乱可能与自身免疫性疾病(如类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮等)的发生和发展相关。
特定菌株的存在或缺乏可以使机体免疫系统产生异常反应导致自身组织损伤。
2. 肠道微生物与过敏反应近年来,过敏性疾病(如哮喘、过敏性鼻炎等)的发生率不断上升。
一些研究表明,肠道微生物组成失衡会影响机体对抗原的免疫反应,并可能导致过敏反应的产生。
通过调节肠道微生物群落的结构,可以改善过敏反应。
3. 肠道微生物与肿瘤免疫治疗肿瘤免疫治疗在临床上取得了重大突破,但并非所有患者都对该治疗有效。
近期的研究表明,肠道微生物组成可能是决定患者对肿瘤免疫治疗效果的关键因素之一。
通过调节肠道微生物群落,可以增强肿瘤患者对免疫治疗的敏感性。
三、调节肠道微生物与免疫系统的策略1. 益生菌和益生元的应用益生菌是指对宿主有益的活性菌种,通过补充益生菌或益生元(促进有益菌种增殖)可以调节肠道微生物组成,增强机体免疫功能。
这些方法已经应用于多个领域,如婴幼儿健康、胃肠道感染等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
2020肠道微生物与免疫的研究进展人体正常的肠道微生物数量达1012~1014,其平均质量约为1.5kg[1-2],约6~10个类群(3 000种)微生物组成[2-3]。
婴儿在出生之后不久就有微生物在肠道定植,直到肠道微生物达到一个稳定的共生群[4]。
肠道微生物对于宿主是有益的,在过去10年的研究中,已经发现肠道微生物在人体发育、肠道屏障、免疫调节、物质代谢、营养吸收、毒素排出,以及疾病的发生、发展等方面发挥着巨大的作用。
肠道菌群的紊乱可能导致肥胖、肝硬化、糖尿病、心血管疾病,以及孤独症等各种疾病的发生。
肠道微生物的主要功能是帮助宿主代谢,使能量和营养物质更好地被利用,为肠道上皮细胞提供营养,增强宿主免疫功能,帮助寄主抵抗病原菌[5]。
最近,大量的研究表明,肠道微生物的代谢功能是非常重要的,并且效率远远超过肝的代谢功能。
例如肠道微生物不仅可以影响视网膜的脂肪酸组成和眼睛晶状体、骨骼的密度、肠道血管的形成[6];而且可以提供必需的营养物质(生物素、维生素K、丁酸等)和消化食用纤维素[7]。
肠道微生物同脊柱动物已经一起进化了几千年,因此,免疫系统正常功能(抵抗细菌病原体)的实施需要依靠肠道微生物。
同时,肠道微生物是刺激“黏膜免疫系统”(mucosal immune system)和“全身免疫系统”(systemic immune system)成熟的重要因子[8-9]。
许多实验研究发现肠道微生物的组成及代谢产物对免疫和炎性反应有很重要的影响。
如果肠内部免疫系统崩溃就会引起慢性肠炎疾病,例如克罗恩病和溃疡性结肠炎[10],然而,由于共生肠道微生物的多样性和很难断定哪种细菌是共生菌还是条件致病菌,所以对于肠道微生物定植反应的免疫调控是复杂的。
近几年,肠道菌群与免疫的研究受到越来越多人们的关注。
因此,本文就肠道微生物与免疫系统的关系做一综述。
1 肠道微生物群相关的疾病近年来,大量肠道微生物与肠道生理功能关系的研究表明,肠道微生物在宿主健康与疾病方面有重要的作用[11],通过对炎性反应动物模型的研究已经确定肠道微生物与肥胖、糖尿病、过敏和哮喘等疾病的发展和变化有重要关系[12]。
目前,已经有许多实验发现肠道微生物与肥胖和糖尿病有关,其中一个最新的研究表明,在遗传或者饮食诱导的肥胖小鼠肠道内Akkermansia muciniphila(一种存在于黏液层的黏液素降解菌,在健康情况下,它占肠道微生物菌群总数量的3%~5%)菌急剧减少,在饮食诱导的肥胖小鼠肠道内A. muciniphila的丰度比对照组小鼠低100倍,在饮食诱导的肥胖小鼠口服A. muciniphila后发现小鼠的体质量降低和身体指数得到改良;进一步研究发现,A. muciniphila可以降低胰岛素耐受性,控制脂肪储存、脂肪代谢、甘油酯和葡萄糖的稳态[13]。
另一个研究通过比较Ⅱ型糖尿(T2D)和正常70岁欧洲妇女的肠道微生物组成,发现在有糖尿病的群体中,4个乳酸杆菌(Lactobacillus species)的丰度增加,5个梭菌芽孢杆菌(Clostridium species)的丰度降低,乳酸杆菌与血糖指数和糖化血红蛋白(glycosylated haemoglobin,HbA1c)呈显著正相关的,而梭菌芽孢杆菌与血糖指数、HbA1c、胰岛素、C肽以及血浆三酰甘油呈显著负相关[14]。
同样,已经有许多的证据证明有过敏和哮喘疾病的病人肠道微生物群发生了改变[15],JOHANSSON,等[16]研究发现婴儿在出生1个星期后肠道内乳酸杆菌(Lactobacilli)的早期定植可以大大降低婴儿5岁时过敏性疾病的发生率。
另一个证明这个现象的实验是选择76位年龄分别是3周和3个月大的婴儿,他们得过敏性疾病的概率都有很高,在这些婴儿中,过敏性疾病正在发生的婴儿与没有发生的婴儿在肠道微生物组成上有很大的差异,即使过敏性疾病还没有发生,他们的肠道微生物种类就已不相同[17]。
日常食用发酵的食物可以维持肠道所需乳酸菌的数量,并且可以减少过敏性疾病的发生。
由于发酵食品没有使用抗生素[15],如果人们使用发酵食品的量比较高,就可以使肠道微生物维持稳定,从而降低了哮喘和过敏性疾病的发生率[15]。
总之,上述这些数据表明肠道微生物中的特定菌种对于疾病的发展可能有致病作用,也可能有保护作用。
合理有效地利用微生态制剂来抑制肠道潜在的致病菌繁殖或者增加益生菌的繁殖以达到肠道共生微生物的稳定,对于疾病的预防、延缓及治疗都有着重要的临床意义[18-19]。
2 肠道菌群和免疫系统最近几年才认为肠道微生物对免疫系统有很大的影响,肠道微生物的组成和代谢产物不仅可以促进宿主免疫系统的发育,而且可以调节机体的免疫系统。
2.1 肠道微生物诱导调节性T细胞CD4+T细胞包括Th1、Th17和调节性T细胞(CD4+、CD25+、Foxp3+),在非病原共生微生物菌群存在时,它们在维持肠道免疫内环境的稳态是十分重要的[20]。
只有肠道中存在复杂微生物菌群时,才会产生比较多的Th1和Th17调节性T细胞,在无菌小鼠中这2个调节性T细胞的含量非常少[21-22]。
单个细菌群也可诱导调节性T细胞反应,例如分节丝状菌(Segmented filamentous),可以诱导Th17细胞反应[23-24],Foxp3+调节性T细胞也稳定存在于肠道黏膜和肠道相关的淋巴组织,它对于肠道炎性反应是非常重要的[25]。
黏膜调节性T细胞可以由维A酸诱导特定的轴突细胞不断产生[26-30]。
肠道内的梭状芽孢杆菌(Clostridia)是诱导黏膜免疫系统和全身免疫系统的重要因子[31]。
实验通过用无菌鼠和用ASF( altered Schaedler flora)(包括2个乳酸杆菌、1个拟杆菌、1个Flexistipes属的螺旋型细菌、4个氧气极其敏感的梭菌)定植的无菌鼠比对研究,发现ASF定植的无菌小鼠在结肠固有层黏膜免疫调节性T细胞激活和重新产生[32-33]。
在缺少黏膜Th17或者Th1细胞反应的情况下,为了CD4+ T细胞的体内平衡,调节性T细胞的诱导是非常重要的。
高效调节T 细胞的激活需要Toll-like受体衔接分子MyD88和Ticam-1。
另外,肠道内CD4+ T细胞体内平衡的建立要依靠白细胞介素-10受体(IL-10R)信号。
但是,IL-10R信号不能影响调节性T细胞的诱导和激活,由于调节性T细胞的激活会引起黏膜免疫偏差(进行Th1和Th17细胞反应),这就需要野生型调节T细胞来弥补。
所以,共生肠道微生物诱导调节性T细胞是有重要作用的[34],不管功能性调节T细胞激活与否,ASF的组成和非侵害性的特性是一致的.这个发现说明,在非共生调节性T细胞反应不存在的情况下,免疫偏差朝着Th17细胞反应进行,这个结果与肠道中不存在分解丝状菌时的结果一致[34]。
因此,微生物在肠道内定植后,对于肠道免疫内环境稳态的维持,肠道调节性T细胞的共生诱导是一个重要的机制,它为一系列免疫反应的建立奠定了基础。
2.2 肠道微生物诱导IgA蛋白IgA(immunoglobulin A)是一种抗体,它在黏膜免疫中起着重要作用,在黏膜内产生的IgA比其他类型的抗体多很多[35],每天大约有3~5 g的IgA被分泌到肠腔[36].这个量占人体产生的全部免疫球蛋白的15%[37],IgA异常会引起许多免疫方面的疾病,例如IgA肾病、脂泻病、HSP(Henoch-Sch nlein purpura)、线性IgA大疱的皮肤病、IgA的天疱疮等,由于这些疾病较难治愈。
因此,研究肠道微生物对IgA 的影响机制具有很重要的临床意义。
实验利用无菌动物和肠道内有共生细菌的动物研究,揭示了黏膜对于共生微生物有高度的适应性,虽然这些适应的全部功能意义还没有完全理解[38-40],存在共生微生物时,整个肠道黏膜分泌IgA大于人体总分泌免疫蛋白的70%[41-43];然而,现在还不清楚分泌的IgA是简单的限制了肠道内共生微生物的生长,还是带有IgA的共生微生物被抑制穿透表层上皮,像其他病原菌,共生微生物表达物质可以被全身免疫系统的Toll-like受体检测到[44]。
虽然共生微生物和它的代谢产物可以诱导B细胞和T细胞,但是他们不会诱发产生病原体感染的特性(嗜中性粒细胞的渗入和典型的炎性反应)。
一个实验证明了肠道共生微生物是如何进入肠道树突细胞而诱导IgA产生的,用一定剂量的阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)和其他小白鼠的共生微生物给小白鼠进行灌胃[45]。
给C5BL/6的野生型小白鼠的胃内灌入一定剂量的阴沟肠杆菌(E. cloacae)[46],培养一段时间后通过清洗肠系膜淋巴结(mesenteric lymph node,MLN)回收菌种,发现在60 h内,菌种数目维持在200~800之间,在小鼠的脾细胞和其他系统组织中没有发现细菌[45];细菌培养后通过荧光激活细胞分类,发现这活着的共生细菌被认为存在于树突细胞(dendritic cells,DCs),不能够从肠系淋巴结和淋巴结中的巨噬细胞培养细菌,因为巨噬细胞可以高效的杀死渗透的共生微生物[47],而树突细胞是相对低效的杀死细菌[47]。
小鼠注入伤寒沙门菌(Salmonella typhimurium)后培养18 h,发现沙门菌可以从脾脏细胞和肠系淋巴结中的树突细胞及巨噬细胞中培养获得[45]。
因此,共生细菌与病原体是不同的,共生细菌可以高效地被巨噬细胞杀死,所以只有少数的共生细菌可以在树突细胞中生存[48],对胃内灌入阴沟肠杆菌培养后的小白鼠肠道分析发现,共生细菌在黏膜位置被树突细胞携带并随其一起转移到肠系淋巴结,阴沟肠杆菌被吞噬后树突细胞就被激活。
对小白鼠进行反复的胃内灌入阴沟肠杆菌,小白鼠黏膜和血清里IgA被选择性地诱导,非黏膜和血清IgA没有被检测到[45]。
IgA由B细胞分泌,而且IgA+B细胞仅在有携带阴沟肠杆菌的树突细胞情况下诱导。
总之,虽然共生微生物可以快速地被巨噬细胞杀死,但是仍然有少数的共生微生物可以进入树突细胞存活几天,这时含有共生微生物的树突细胞就会选择性地诱导产生大量的IgA 来防御共生微生物的黏膜渗透。
最近一项成年人用益生元(低聚糖)处理的研究证明:一是益生元可以改变肠道共生微生物的组成;二是粪便中IgA的增加与肠道共生微生物密切相关[49]。
这些研究结果表明肠道微生物参与调控IgA,为IgA相关疾病的治疗指明了新思路。
2.3 肠道微生物对免疫抗菌肽表达的影响抗菌肽(antimicrobial peptides,AMPs)几乎在所有植物和动物中均有发现,在哺乳动物中,上皮细胞在稳定状态下和免疫细胞在有炎性反应时都会表达抗菌肽[50].抗菌肽是带正电的多肽,它可以通过破坏细胞膜的完整性而杀死微生物[51]。