Page 129 - 中国全科医学2022-08
P. 129
·1022· http://www.chinagp.net E-mail:zgqkyx@chinagp.net.cn
此婴幼儿期的肠道微生物定植与失调同包括哮喘在内的众多 免疫球蛋白 A(IgA)抗体、防御素和溶菌酶的局部免疫活性,
呼吸系统疾病的发生密切相关。此外,肠道菌群失调诱发肠 这些免疫活性也受白介素 33(IL-33)、白介素 25(IL-25)
道损伤及黏膜免疫功能失调,加速了哮喘的发生与发展。因 和胸腺基质淋巴生成素(TSLP)的调节,后者刺激 Th2 型炎
此,本文概述了哮喘儿童的肠道菌群特征和基于“肠 - 肺轴” 症并促进哮喘发生。另一项相关研究证实了抗 TSLP 抗体能够
的免疫调节机制,并探讨菌群精准化治疗哮喘在未来的应用 抑制由上皮细胞驱动的 Th2 炎性反应,该抗体可使过敏原诱
前景。 导的支气管收缩减少,并降低呼出气一氧化氮(NO)水平和
1 哮喘中的免疫调节依赖于肠道菌群 痰中嗜酸粒细胞的数量,上皮细胞还产生其他调节细胞因子,
多项临床和基础研究已证实了肠上皮细胞和肠固有免疫 如白介素 10(IL-10)和转化生长因子 β(TGF-β) [21] 。
细胞通过吸收内皮细胞的信号,形成局部细胞因子微环境, 肠道菌群通过代谢 L- 酪氨酸使甲酚硫酸盐(PCS)水平升
从而导致远端呼吸道免疫反应的改变 [7-11] 。儿童哮喘涉及先 高,该作用促进了表皮生长因子受体(EGFR)和 Toll 样受体
天和获得性免疫反应,以下将具体阐述肠道菌群对儿童免疫 4(TLR4)信号解偶联,从而减少了气道上皮细胞 CC 族趋化
系统的影响及其与儿童哮喘的关系(图 1)。 因子(CCL20)的产生,保护宿主抵抗过敏性气道炎症 [22] 。
该研究提示肠道菌群代谢产物可作用于远端气道上皮细胞从
而减少过敏性哮喘反应。
DCs 是先天免疫和获得性免疫之间的重要纽带,其影响
过敏性哮喘的发展。DCs 呈现给免疫系统的微生物片段可以
促进许多调节和适应性反应,包括 Th1、Th2 和 Th17 细胞通
路 [23-24] 。最近的研究证实了肺 DCs 在哮喘中的作用,DCs 可
以激活几种免疫细胞类型,如 T 淋巴细胞和固有淋巴样细胞
(ILCs),这些细胞能够提供针对共生菌的环境信号 [25] 。
1.3 “肠 - 肺轴”免疫细胞迁移依赖于微生物群 “肠 - 肺轴”
的通讯机制也涉及免疫细胞,如 2 型固有淋巴样细胞(ILC2)、
注:Th2= 辅 助 型 T 淋 巴 细 胞 2,Th1= 辅 助 型 T 淋 巴 细 胞 1, 3 型固有淋巴样细胞(ILC3)和 Th17 细胞,通过血液循环从
Th17=辅助型T淋巴细胞17,DCs=树突状细胞,ILCs=固有淋巴样细胞, [26]
IL-2= 白介素 2,IL-4= 白介素 4,IL-5= 白介素 5,IL-9= 白介素 9, 肠道直接迁移到呼吸道,参与哮喘的发病过程 。研究表
IL-10= 白介素 10,IL-13= 白介素 13,IL-25= 白介素 25,IL-33= 白 明,通过给一只小鼠腹腔注射细胞因子 IL-25,激活其肠道的
介素 33,IFN-γ= 干扰素 γ,TNF-β= 肿瘤坏死因子 β,TSLP= 胸 炎症性 ILC2,将 ILC2 移植至正常小鼠体内可观察到 ILC2 细
腺基质淋巴细胞生成素 胞向肺部迁移 [26-27] ,但若是小鼠在注射 IL-25 后服用抗生素
图 1 肠道微生物参与调节哮喘的免疫反应 并感染巴西拟青霉(Penicillium),则迁移现象并不明显 [27] ,
Figure 1 Gut microbiota regulate the immune response in asthma
该实验证实了免疫细胞迁移可以依赖于微生物群。免疫细胞
1.1 肠道菌群调节 T 淋巴细胞群 T 淋巴细胞包括辅助型 T 在肠道和肺部之间的转移可能会增强宿主抵抗感染的能力,
淋巴细胞(Th 细胞)和调节性 T 淋巴细胞(Treg 细胞),具 例如,肠道 DCs 调控表达白介素 22(IL-22)的 ILC3 迁移到
有调节机体免疫活动、维持对自身抗原的耐受性以及阻碍自 肺部并介导对炎症的保护,该过程需要依赖于肠道共生菌的
身免疫性疾病发生发展的功效 [12] 。过敏性哮喘的慢性炎症多 参与 [28] 。然而,这样的串扰也可能在疾病中发生,因为 SFB
由常见的、非致病性的过敏原产生的 Th2 型免疫反应增强所 特异性 Th17 细胞带有双重 T 淋巴细胞抗原受体,一个是 SFB
致 [12-13] ,且免疫球蛋白 E(IgE)水平升高 [13-14] 。Th2 细胞 特异性的,另一个是自身抗原特异性的,其迁移到呼吸道并
产生的细胞因子白介素 4(IL-4)、白介素 5(IL-5)、白介 且会促进肺部病理性损伤加重 [29] 。
素 9(IL-9)等通过刺激 B 淋巴细胞产生嗜酸粒细胞和 IgE 抗 2 肠道菌群代谢物参与免疫调节机制
体,进而促进肥大细胞释放组胺、5- 羟色胺和白三烯,造成 2.1 脂多糖或肽聚糖 具有表达模式识别受体(如 Toll 受
支气管收缩及过敏反应 [15] 。Th1 细胞分泌的细胞因子白介素 体或核苷酸结合结构域、富含亮氨酸重复的受体)的宿主细
2(IL-2)、干扰素 γ(IFN-γ)、肿瘤坏死因子 β(TNF-β) 胞——可溶性肠道微生物代谢物肽聚糖或脂多糖(LPS),经
等促进巨噬细胞介导的免疫应答过程 [16] 。研究表明,Th1/ 循环运输是肠道微生物和呼吸系统沟通的主要方式。经抗生
Th2 平衡及 Treg 细胞的免疫功能受肠道微生物的调节,如肠 素干预的小鼠直肠内注射 LPS,可恢复其对流感病毒肺部感
道分节丝状菌(segmented filamentous bacteria,SFB)直接刺 染的免疫反应能力 [30] 。LPS 失活小鼠在尘螨中产生 Th2 细胞
激 Th17 分化 [17] 、梭状芽孢杆菌(Clostridium spp.)参与诱导 反应的能力降低,这表明具备生物活性的 LPS 对哮喘具有预
Treg 产生 [18] 、拟杆菌参与调节 Th1/Th2 平衡 [19] 。因此,从 防作用 [31] 。不过,当研究人员给耗尽肠道微生物群的小鼠肠
肠道菌群入手对T淋巴细胞的免疫反应调节有助于缓解哮喘。 内注射 LPS 时,这种预防作用就消失了 [31] 。这些实验反映
1.2 肠道菌群调节气道上皮细胞和树突状细胞(DCs) 气 了肠道微生物衍生的 LPS 影响呼吸道对过敏原反应的能力。
道上皮细胞在协调先天和获得性免疫方面起着重要作用,而 2.2 短链脂肪酸 经微生物群代谢产生的短链脂肪酸
先天免疫和获得性免疫参与了哮喘的发展 [20] 。上皮细胞调控 (SCFAs),包括丁酸、丙酸和醋酸,释放至肠腔后,会在