李軍 劉俊英
擎免疫微生態(tài)學(xué)科新旗幟 擘畫健康醫(yī)療發(fā)展新藍(lán)圖?
正常成年人腸道內(nèi)的細(xì)菌總重量約1~1.5千克,包含的細(xì)菌數(shù)量可達(dá)到100萬億個(gè),腸道菌群是可以通過影響人體代謝和免疫功能,進(jìn)而影響機(jī)體各臟器的功能,因此被稱為“人體的第二器官”。
免疫微生態(tài)是生命科學(xué)和風(fēng)濕病學(xué)的新方向,腸道微生態(tài)是最主要且最復(fù)雜的微生態(tài)體系,目前有關(guān)腸道菌群與人類健康和疾病關(guān)系的研究日益增多,并初步揭示了腸道菌群參與調(diào)控免疫相關(guān)疾病、代謝性疾病、心血管疾病及神經(jīng)精神疾病等多種疾病的因果機(jī)制。菌群、免疫相互作用平衡參與維持人類健康,二者之間相互作用失衡可導(dǎo)致免疫相關(guān)疾病的發(fā)生、發(fā)展。
腸道微生態(tài)失衡是造成Treg細(xì)胞減少,機(jī)體免疫功能紊亂,免疫耐受缺陷,最終導(dǎo)致發(fā)病的根本原因。李小峰團(tuán)隊(duì)在國內(nèi)外開展了眾多免疫微生態(tài)相關(guān)研究和實(shí)踐,通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡促進(jìn)Treg細(xì)胞生長,抑制Th17生長,糾正免疫耐受缺陷,恢復(fù)免疫平衡是治療風(fēng)濕性疾病的關(guān)鍵,因此,在慢性病防治過程中,注重防止免疫失衡帶來的腸道菌群紊亂,為維護(hù)三者和諧統(tǒng)一具有關(guān)鍵性作用。該理念和方法從發(fā)病源頭上治療疾病,提高了療效,降低了感染和死亡的風(fēng)險(xiǎn),挽救無數(shù)患者的生命。
呼吸道分為上下兩部分,是機(jī)體傳導(dǎo)氣體的通道,上呼吸道直接與外界相通,是環(huán)境中粉塵、異物及病原體進(jìn)入人體的主要門戶。盡管上呼吸道內(nèi)存在完整的粘膜免疫系統(tǒng),機(jī)體也能通過噴嚏、咳嗽等反射排出入侵物,但仍有大量微生物定植于其中,與宿主和平共處。在某些疾病狀態(tài)下,由于人體呼吸和吞咽功能協(xié)調(diào)性下降,微量吸入變得更為頻繁,胃食管功能障礙和反流的出現(xiàn)也能加速微生物群的遷入,這在嚴(yán)重的肺部疾病患者中非常常見,即使細(xì)菌的遷移率沒有改變,相同的微生物數(shù)量也會(huì)分配到一個(gè)更小的地區(qū),這可能部分解釋了在嚴(yán)重破壞性肺病患者中觀察到的細(xì)菌負(fù)荷增加原因。
微生物體以群落形式定植于人體皮膚、腸道、呼吸道內(nèi),被認(rèn)為是人體黏膜免疫的重要一環(huán),廣泛影響機(jī)體所必需的生理和免疫活動(dòng)。在人體呼吸道菌群生理運(yùn)行中,上下呼吸道復(fù)雜的交互作用不僅會(huì)影響微生物與宿主之間的相互作用,還會(huì)影響微生物間的相互作用,這兩種相互作用都可能參與致病過程。健康呼吸道中正常微生物群落能獲取更多必需營養(yǎng)物質(zhì)及其副產(chǎn)品,相較于一部分有致病潛力的微生物群落更有生長優(yōu)勢(shì),并能促進(jìn)宿主免疫防御,增強(qiáng)其識(shí)別及消滅病原體的能力。
黃河象征祖國的母親之河,同理,腸道系統(tǒng)亦是人體的生命源泉。腸道微生態(tài)是最主要且最復(fù)雜的微生態(tài)系統(tǒng),從免疫學(xué)角度來說,微生物被視為病原體理應(yīng)被宿主免疫系統(tǒng)識(shí)別并清除。然而大部分的腸道菌群為非致病性,而且與腸上皮細(xì)胞處于共生關(guān)系,健康的腸道菌群主要在宿主營養(yǎng)代謝、藥物代謝、維持腸黏膜屏障完整性、抵御原微生物和免疫調(diào)節(jié)方面發(fā)揮重要作用。同時(shí),免疫系統(tǒng)與腸道菌群相互協(xié)同、共同進(jìn)化,促進(jìn)免疫系統(tǒng)的發(fā)育成熟和功能完善。
消化系統(tǒng)疾病與腸道菌群往往關(guān)系密切,研究二者關(guān)系對(duì)臨床工作者在認(rèn)識(shí)相關(guān)疾病、病因等方面頗有幫助,更利于患者救治。通過注重培養(yǎng)腸道健康良好菌株“土壤”以維持人體健康腸道環(huán)境,促進(jìn)免疫系統(tǒng)與腸道菌群的相互協(xié)同、共同進(jìn)化,為免疫系統(tǒng)的發(fā)育成熟和功能完善提供良好條件。
隨著學(xué)者對(duì)腸道菌群的深入研究,發(fā)現(xiàn)腦、腸之間存在著一種雙向作用的調(diào)控,為了更好地描述大腦和腸道之間復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系,“腦——腸軸”應(yīng)運(yùn)而生。它是由中樞神經(jīng)系統(tǒng)、神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)、神經(jīng)免疫系統(tǒng)、自主神經(jīng)系統(tǒng)(交感神經(jīng)和副交感神經(jīng))、腸神經(jīng)系統(tǒng)和腸道菌群組成的一種雙向信息調(diào)節(jié)通路,反映出腸道菌群能夠通過“腦——腸軸”在宿主的健康和疾病的發(fā)生、發(fā)展過程中產(chǎn)生重要作用。
人類健康的標(biāo)志應(yīng)包含身體健康和心理精神健康兩個(gè)方面,腸胃的好壞與情緒有關(guān),與思慮有關(guān),二者相互制約相互影響。腸道作為人體最大“免疫衛(wèi)士”,掌管人體70%以上的免疫力,因此,注重腸道健康對(duì)維護(hù)身體良好狀態(tài)具有至關(guān)重要的作用。當(dāng)下人類正進(jìn)入“腦的世紀(jì)”,隨著“腦——腸軸”概念的提出,在精神疾病領(lǐng)域的研究不斷增加,其作為心靈與精神發(fā)生、發(fā)育、發(fā)展的重要因素,在防治慢性病過程中起著舉足輕重的作用?;颊咴诔霈F(xiàn)精神狀況不佳且同時(shí)存在消化功能紊亂時(shí),應(yīng)根據(jù)病情合理安排飲食,降低對(duì)消極情緒的體驗(yàn),達(dá)到減輕胃腸道負(fù)擔(dān)、恢復(fù)消化功能的目的。
關(guān)于內(nèi)分泌與免疫的相關(guān)研究正呈上升趨勢(shì),Ⅰ型糖尿病本身作為自身免疫性疾病,研究表明腸道屏障功能與微生物免疫失調(diào)均與Ⅰ型糖尿病有密切關(guān)系。Ⅱ型糖尿病占糖尿病病體總量的95%,因此被稱為糖尿病大戶。當(dāng)前,醫(yī)學(xué)科研團(tuán)隊(duì)開始注重運(yùn)用益生菌與糞便微生物移植治療Ⅱ型糖尿病,其有望將其應(yīng)用于醫(yī)學(xué)臨床應(yīng)用。與此同時(shí),近年來研究表明,肥胖也可影響機(jī)體的免疫功能,不僅可以影響機(jī)體的非特異性免疫,還可影響機(jī)體的特異性免疫,使體液免疫和細(xì)胞免疫功能發(fā)生改變,從而使細(xì)菌感染的機(jī)會(huì)多而且嚴(yán)重,降低體重常常能逆轉(zhuǎn)肥胖者的免疫功能。
隨著新型測序技術(shù)的成熟,宏基因組、宏轉(zhuǎn)錄組、代謝組等組學(xué)技術(shù)的開展,轉(zhuǎn)基因動(dòng)物及無菌動(dòng)物模型的完善,將為研究腸道菌群與Ⅰ型糖尿病之間的關(guān)系提供有力的研究手段和工具。腸道微生物結(jié)構(gòu)與功能的變化與Ⅰ型糖尿病發(fā)生、發(fā)展的因果關(guān)系尚需要更科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法和大樣本量的人群研究來論證。是否可能通過持續(xù)監(jiān)測宿主腸道微生物的結(jié)構(gòu)及功能變化了解宿主在不同階段的自身免疫功能,從而提供更有效的生物學(xué)標(biāo)志物來檢測Ⅰ型糖尿病的發(fā)生仍有待考察。通過研究腸道菌群與Ⅰ型糖尿病之間的關(guān)系,將為該疾病的防治開辟一條嶄新的道路。
機(jī)體與腸道微生物之間存在著共生關(guān)系,飲食因素是最有效的腸道微生物組成和功能的調(diào)節(jié)劑之一,不同的膳食結(jié)構(gòu)不僅會(huì)改變腸道微生物的組成部分,而且會(huì)影響微生物的代謝,從而對(duì)人體生理和疾病過程產(chǎn)生影響。膳食纖維在人們?nèi)粘o嬍持芯哂邢喈?dāng)重要的生理作用,因此,注重膳食纖維的攝入與吸收對(duì)于維持人體機(jī)能健康運(yùn)轉(zhuǎn)具有至關(guān)重要的作用。建議在日常飲食中應(yīng)遵循“平衡均細(xì)化”飲食原則,少食白鹽、白糖、白色肥肉,多食植物性食物等。
飲食中的碳水化合物包括人體可吸收利用的簡單碳水化合物(如單糖、雙糖、多糖)和不能被消化吸收的復(fù)雜碳水化合物,簡單碳水化合物可快速影響腸道微生物群的組成和代謝活動(dòng),過多攝入糖類物質(zhì),通過改變腸道微生態(tài)平衡促進(jìn)了自身免疫病的發(fā)生、發(fā)展。高糖水平可促進(jìn)T細(xì)胞中線粒體活性氧生成,通過誘導(dǎo)Th17細(xì)胞分化,導(dǎo)致自身免疫病病情加重。長期攝入含糖的甜味碳酸飲料或含高果糖的玉米糖漿甜味軟飲品、水果飲料等與關(guān)節(jié)炎的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)增高相關(guān),減少精制碳水化合物的攝入,增加全谷物等富含膳食纖維的食物攝入,有助于改善腸道微生態(tài)平衡和機(jī)體免疫功能,促進(jìn)長期健康,預(yù)防慢性疾病。