这个春节,抗击新型冠状病毒肺炎疫情的战役在全国轰轰烈烈的进行。2020年2月5日,国家卫健委最新发布的新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第五版)中再次特别强调了使用肠道微生态调节剂,维持肠道微生态平衡。
传染病诊治国家重点实验室主任、中国工程院院士李兰娟院士在接受采访时也提出微生态疗法是新型肺炎重症患者的治疗方法之一。她指出,对于重症患者的治疗,需要四抗二平衡,其中一个平衡就是微生态平衡,在病毒感染以后,往往也有微生态的失衡,导致细菌继发感染,微生态平衡有助于减少继发性感染。
虽然这里更多强调的是微生态平衡在减少继发性细菌感染中的作用,肠道菌群是否在增加新冠肺炎的易感性和感染后的严重程度方面发挥作用尚不清楚,但是许多研究已经表明肠道菌群平衡对于肺部健康至关重要,肠与肺之间的这种相互影响,我们称之为“肠-肺轴”。今天,我们就一起探讨探讨肠道菌群在肺部健康中的作用。
人体微生物群落是由生活在身体不同部位的微生物组成的,包括肠道、皮肤、口腔、呼吸道和阴道等部位。这些微生物大部分存在于胃肠道中,它们对于维持我们的健康至关重要。肠道微生物具有代谢多种膳食营养物质的酶,从而释放出具有多种功能的代谢物。除了维持组织稳态外,肠道菌群及其代谢产物还可以影响和调节黏膜免疫系统的正常发育和功能,并保护机体免受细菌和病毒感染。
肠道菌群和肺部免疫之间存在着联系
肠道菌群失调与肺部疾病和呼吸道感染有关。例如,肠道中双歧杆菌属细菌的减少和梭菌属细菌的增加与生命早期哮喘有关。此外,小鼠研究表明,使用抗生素部分清除肠道菌群可以影响肺部疾病和过敏性炎症。例如,一项小鼠模型研究表明,使用新霉素清除敏感的肠道细菌会导致肺部对流感病毒感染的易感性增加。
肺部菌群的变化也会影响肠道菌群的组成。例如,呼吸道流感病毒感染会增加小鼠肠道中肠杆菌科细菌,而减少乳酸杆菌和乳球菌的数量;给小鼠肺部急性灌注脂多糖会导致肺部菌群失调,同时也会引起肠道菌群紊乱。
因此,肠和肺之间存在复杂的相互作用,影响着彼此的稳态平衡。
①肠道菌群影响肺部免疫反应
正常肠道菌群的破坏与实验性哮喘和其它呼吸系统疾病的发生有关,这在动物模型中得到了证实。越来越多的证据表明,一个黏膜部位受刺激的免疫细胞会扩散并迁移到其它黏膜部位,称为“共同黏膜免疫反应”。因此,肠道菌群对黏膜免疫的影响不仅仅局限在胃肠道,也可能对肠道以外的远端黏膜部位的免疫反应产生影响,包括肺。此外,肠道细菌及其代谢物也可能刺激肠道以外部位的免疫反应。
②短链脂肪酸是如何影响肺部免疫的
很少有研究在肺部检测到短链脂肪酸,这表明进入循环系统的短链脂肪酸不会在组织中积累,肺部细菌也不会大量产生短链脂肪酸。所以短链脂肪酸对肺部的直接作用可能微不足道,相反,它们对外周免疫细胞的影响以及随后肺部对免疫细胞的募集,才是它们促进肺部稳态和免疫的基础。有研究表明,短链脂肪酸可以激活骨髓中的髓样细胞,随后迁移到肺部,形成抗炎症的环境。
③肺部细菌同样影响肠道免疫
肠道菌群可以影响肺部免疫,相反,肺部细菌也可以影响肠道免疫。慢性肺部疾病,比如哮喘、慢性阻塞性肺病和囊性纤维化,不仅表现为呼吸道菌群的失调,还会表现为胃肠道的紊乱,比如肠易激综合征。一些不同的动物模型研究也证实,由多重耐药性的金黄色葡萄球菌或铜绿假单胞菌引起的肺炎,也可能引起肠道损伤。由铜绿假单胞菌引起的肺炎可以导致肠上皮细胞增殖减少。
此外,小鼠研究表明,气管内单剂量灌注脂多糖引起的呼吸道菌群异常可以导致肺部细菌进入血流。这会导致肠道细菌负荷增加,从而扰乱肠道菌群平衡。小鼠呼吸道流感病毒感染也可以间接诱导肠道免疫损伤,改变肠道菌群。由此导致的肠道菌群失调通过促进肠杆菌科细菌的生长和减少乳酸杆菌和如球菌来促进炎症反应。
④益生菌可以用于治疗肺部疾病吗?
益生菌在哮喘和慢性阻塞性肺病等肺部疾病中的作用越来越受到关注。小鼠模型的研究表明,鼠李糖乳杆菌、乳双歧杆菌和短双歧杆菌等益生菌均可诱导参与下调过敏反应的调节T细胞反应。同样,给囊性纤维化患者补充干酪乳杆菌或鼠李糖乳杆菌可以减轻症状的恶化。此外,鼠李糖乳杆菌和短双歧杆菌可以抑制巨噬细胞暴露于香烟烟雾而引起的促炎症因子的产生。这些发现表明益生菌可能在治疗吸烟引起的慢性阻塞性肺病等肺部疾病中具有重要作用。
益生菌在改善炎症性疾病(比如炎症性肠病)以及调节先天免疫方面具有良好的效果。此外,它们还能增强肠道屏障功能,从而防止脂多糖等抗原的渗漏。益生菌的这种有益作用使得它们成为治疗炎症性疾病的潜在候选方式,比如炎症性肠病、过敏、慢性阻塞性肺病、哮喘等等。
益生菌具有调节免疫反应的潜力,对治疗多种肺部疾病表现出良好的前景,当然,还需要更多更深入的研究来加以验证。
结论
众所周知,肠道菌群会影响我们身体的代谢功能和免疫反应。饮食在决定肠道菌群的组成方面起着重要的作用。肠道微生物有助于消化人类无法消化的膳食营养。它们产生的代谢物不仅参与调节胃肠道免疫,而且对肺和大脑等肠道以外的器官也有影响。
在新冠肺炎疫情流行的当下,我们知道自身的免疫力对于抵抗新型冠状病毒的感染以及感染后的症状严重程度至关重要。重症病例和死亡病例也更多的报道在老年人群,特别是自身有着许多其它疾病的人群中,免疫力相对低下是关键原因。
不管怎样,在全国人民奋力对抗疫情之时,为了预防感染,我们保证健康的肠道和肠道菌群是十分有必要的,它对于提高我们全身的免疫力至关重要,这或许在很大程度上可以帮助我们降低感染的风险。如果您不幸感染了新冠肺炎,相信通过健康的饮食和补充益生菌来改善我们的肠道健康对于降低症状的严重程度和促进感染后的恢复也是至关重要的。
参考文献:Anand, S. and S. S. Mande (2018). "Diet, Microbiota and Gut-Lung Connection." Front Microbiol 9: 2147.(来源:品人堂)