甲流高发季:探索“肠-肺免疫轴”与呼吸道防护的新视角
近日,"甲流"一词迅速登上热搜,多地疾控中心相继发出紧急提醒:流感高发季已经到来。国家卫生健康委1月5日的新闻发布会指出,当前儿童呼吸道感染的主要病原体为病毒和肺炎支原体,其中流感病毒占据主导地位。
随着"本次流感将在1月中旬达到高峰"的话题登上微博热搜,公众对流感的关注度显著上升,截至发稿时,该话题阅读量已超千万。
随着天气转冷,大部分呼吸道病原体在外界的存活时间延长,同时人体免疫力下降,使得呼吸道感染性疾病进入高发期。据全国哨点医院(不含港澳台)对门急诊流感样病例和住院严重急性呼吸道感染病例的呼吸道样本检测显示,多种呼吸道病原体活跃。
呼吸道作为复杂的器官系统,分为上呼吸道(鼻腔、咽、喉)和下呼吸道(气管、支气管、细支气管、肺泡)。曾经被认为无菌的健康肺,现在被证实拥有特定的微生物种群--肺微生物群。这些共生细菌不仅诱导保护性免疫反应,防止病原体入侵,还通过生产抗菌物质直接抑制病原体生长,维持肺稳态。
肺部微生物群的奥秘
肺部微生物群包括细菌、病毒、真菌等微生物,对维持肺部健康和免疫平衡至关重要。健康肺部中,拟杆菌门和厚壁菌门的微生物群占据主导地位,其中普雷沃氏菌、链球菌、奈瑟菌、嗜血杆菌属、梭杆菌属和Veilonella等最为丰富。
肺部微生物群的组成受多种因素影响,包括宿主因素(年龄、性别、体重、遗传因素、健康状况)、环境因素(空气质量、吸烟、职业暴露、居住环境)、生活方式因素(饮食、口腔卫生、运动、抗生素使用)以及其他因素(季节变化、医院环境暴露、疫苗接种)。肺部微生物群的变化与疾病密切相关,疾病状态下,肺部细菌多样性可能丧失,或特定菌群占据优势,导致微生物菌群失调。
呼吸道感染与微生物群的相互作用
呼吸道感染期间,共生细菌受到干扰,致病菌可能在肺和肠道中同时出现,导致两个部位的组织损伤。肠道和肺之间的密切生理和病理联系依赖于宿主-微生物的串扰。肺和肠道细菌成员可通过血流成分和代谢物直接交换,影响两个部位的健康或疾病状态。
以新冠肺炎为例,疾病严重程度和死亡率与肠道和肺部微生物改变有关。肠道菌群失调与呼吸道感染易感性增加相关,健康肠道微生物群在预防病毒呼吸道感染方面发挥重要作用。香港中文大学医学院黄秀娟团队在一项研究中《肠道微生物群组成反映了COVID-19患者疾病的严重程度和功能失调的免疫反应》揭示:在COVID-19患者中,也发现了肠道菌群失调和肠道代谢产物的变化,肠道微生物群可能通过调节宿主免疫反应参与了COVID-19的严重程度,以及与炎症反应和疾病并发症相关。
靶向微生物群对抗呼吸道感染
揭示肺和肠道之间的复杂相互作用有助于了解共生微生物群作为呼吸道传染病治疗靶点的潜力。益生菌、益生元或微生物代谢物(如后生元)的给药可通过与病原微生物竞争、改善上皮屏障功能或免疫调节,在呼吸系统疾病期间提供保护。
来自香港中文大学医学院陈家亮和黄秀娟团队的一项随机、双盲、安慰剂对照试验显示,微生态配方SIM01改善患者的新冠严重程度。结果显示参加者在服用三个月SIM01配方后,肠道菌群中许多益菌的数量显著提升,并同时降低了多种恶菌的含量;此外,SIM01配方的控制组相较于对照组,其病毒感染及其他细菌感染分别下降了91%和66%,显示 SIM01可以提升免疫力对抗其他细菌和病毒感染。
益生菌可通过参与免疫细胞并诱导特定细胞因子/趋化因子产生来引发针对病毒呼吸道感染的保护性反应。研究表明,益生菌给药后,自然杀伤细胞活性增加,病毒特异性IgA/G滴度在支气管肺泡灌洗液中增加,有助于抑制病毒复制并降低血炎细胞比例。
肠-肺轴与呼吸健康
肺和肠道之间的重要性和复杂串扰日益受到关注,特别是肠-肺轴在调节炎症和免疫反应中的双向通信作用。为了更好地利用微生物组靶向疗法(如益生菌、益生元和噬菌体疗法)治疗急性和慢性呼吸系统疾病,需要更深入地了解微生物组、呼吸道粘膜和潜在免疫途径之间的相互作用。
随着甲流等呼吸道传染病的高发,探索"肠-肺免疫轴"与呼吸道防护的新视角具有重要意义。通过深入了解肺部微生物群的组成和功能、微生物群与呼吸道感染的相互作用以及靶向微生物群的治疗方法,我们可以为预防和治疗呼吸道传染病提供新的策略和方向。
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