吴萌肠道微生物 肠道微生物:保护的不只是肠道

随着近年来对肠道微生物研究的日益深入与广泛,证实肠道微生物不仅是胃肠道粘膜局部免疫屏障的重要构成部分,其在全身免疫系统的调节中也发挥着意想不到的作用。然而,肠道微生物在细菌性肺炎中发挥的作用尚不清楚。

为此,来自荷兰阿姆斯特丹大学医学部的 Wiersinga 教授带领的团队进行一项动物试验,证实了小鼠肠道菌群在维持机体正常免疫功能、抵抗肺炎链球菌性肺炎中发挥了重要作用,该研究在线发表于 2015 年 10 月的 Gut 杂志。

研究者首先使用抗菌素破坏 C57BL/6 小鼠的肠道菌群作为试验组,然后使其经鼻感染肺炎链球菌。观察感染后肺内及血液内细菌数量、细胞因子水平、小鼠存活率等指标,并进一步研究了肠道菌群在肺炎链球菌性脓毒血症中的脏器保护作用、对肺内巨噬细胞吞噬功能的影响和作用机制以及粪菌移植(FMT)对感染小鼠的保护作用。

研究发现,与对照组相比,试验组小鼠感染 6 h 后肺内细菌数量、48 h 后血液细菌数量均明显升高。感染 6 h 后肺内 IL-1β、IL-6、CXCL-1 水平升高,TNF-α、IL-10 水平降低,死亡率显著高于对照组。

试验组小鼠经 FMT 处理后,上述指标均得到明显改善,接近于对照组水平,证实了肠道正常菌群在严重肺炎链球菌感染中对宿主的保护作用。此外,研究者们通过对感染后不同时间段的小鼠肺、肝、脾等脏器进行组织学半定量研究,发现试验组小鼠各器官的炎症损伤程度明显高于对照组,进一步证实了肠道正常微生物的脏器保护作用。

据此,研究者推断可能存在一种联系肠道微生物与肺部巨噬细胞的肠-肺轴,作为病原入侵后启动肺部免疫反应的关键。该研究中试验组小鼠肺巨噬细胞吞噬活性明显低于对照组,与其对脂磷酸(LTA)、脂多糖(LPS)的反应下降有关。

对巨噬细胞全基因组绘图研究表明,肠道正常菌群遭到破坏的小鼠肺巨噬细胞中一些代谢通路表达上调。这种改变与巨噬细胞对 LTA、LPS 的反应下降有关,进而导致对肺炎链球菌的吞噬作用减弱。

尽管将动物试验中的结论直接推论于人体尚需谨慎,然而本研究的结果显示肠道微生物群不仅有益于防御肠道局部感染,还可以调节全身免疫反应,通过肠-肺轴启动肺泡巨噬细胞防御肺炎链球菌性肺炎。

最后,研究者得出结论,临床上广谱抗菌素的使用可能破坏肠道微生态平衡,削弱机体内在的感染防御能力。此外,在重症感染治疗中,采用微生态制剂或 FMT 重建肠道微生态为改善患者预后提供了一条新的途径。