腸道菌群新功能，觸發(fā)人體免疫防御機制，幫助人體抵御病毒感染

2020-11-28 17:23

來源：澎湃新聞·澎湃號·湃客

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原創(chuàng) 生物世界 Bio生物世界收錄于話題#腸道菌群5個

撰文 | nagashi

編輯 | 王聰

排版 | 水成文

人類和其他哺乳動物一樣，身體被包括細菌、病毒和真菌在內(nèi)的數(shù)萬億微生物占據(jù)，這些微生物被統(tǒng)稱為共生菌群。從某種意義上來說，“人”是一個由人體和共生菌群的多元復合體。

更重要的是，共生菌群并非一成不變，在成長過程中，我們經(jīng)歷了不同的環(huán)境，遇到了不同的人，我們體內(nèi)的共生菌群也隨之不斷變化，大量的腸道微生物組學研究表明人體共生菌群能在一定程度上影響著我們的健康、體質(zhì)、性格甚至思維。

2020年11月18日，哈佛醫(yī)學院的研究人員在國際頂尖學術(shù)期刊 Cell 雜志上發(fā)表題為：Commensal Microbiota Modulation of Natural Resistance to Virus Infection 的研究論文。

這項研究首次在小鼠模型上描述了腸道細菌是如何幫助抵御病毒感染的。研究團隊發(fā)現(xiàn)并確定了一組腸道微生物可以觸發(fā)免疫細胞釋放排斥病毒的Ⅰ型干擾素。并進一步鑒定了一種位于細菌外膜的多糖A（PSA）可以開啟機體的免疫保護級聯(lián)，而這種分子或?qū)⒊蔀樵鰪娙祟惪共《久庖叩乃幬锏幕A。

目前的估計表明，人體內(nèi)的細菌數(shù)量與人體細胞數(shù)量大致相當，其中大多數(shù)分布在下消化道——大約有100萬億個細菌在那里定居。盡管科學家對共生菌群與宿主相互作用的分子機制知之甚少，但研究事實表明，共生菌群在調(diào)節(jié)人體關(guān)鍵生理系統(tǒng)方面發(fā)揮著重要作用。

調(diào)節(jié)細胞因子信號是共生菌群調(diào)節(jié)宿主免疫系統(tǒng)的一種關(guān)鍵機制。其中，Ⅰ型干擾素（IFN-Is）是一類結(jié)構(gòu)相似的細胞因子，并參與機體對病毒感染的反應。事實上，IFN-Is可以誘導感染細胞的凋亡、調(diào)節(jié)對抗病毒反應至關(guān)重要的免疫細胞亞群，從而在大多數(shù)病毒感染的反應中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

十分有趣的是，在出生后不久，人體就能在沒有主動感染的情況下提供抗病毒保護的低水平干擾素信號，但是種信號在哪里發(fā)生以及如何發(fā)生仍然是個謎。

如今，這項研究卻表明，這種保護反應來自駐留在結(jié)腸壁上的免疫細胞和一類腸道共生菌的相互作用。

在這項研究中，研究人員在一系列實驗中發(fā)現(xiàn)，脆弱擬桿菌（Bacteroides fragilis）——一種存在于大多數(shù)人類胃腸道中的共生菌，它可以有效地啟動免疫保護信號級聯(lián)，誘導結(jié)腸中的免疫細胞釋放干擾素-β（IFN-β）。

IFN-β是機體內(nèi)重要的一類細胞因子，可通過干擾病毒RNA或DNA復制而抑制病毒生長，同時還能刺激免疫細胞并增強其殺傷力，誘導感染病毒的細胞的自我毀滅。

脆弱擬桿菌的外膜表面的PSA分子可以誘導IFN-β的分泌

為了確定脆弱擬桿菌是否能保護動物免受感染，研究小組測試了兩組小鼠——一組使用抗生素去除其腸道菌群，另一組則保留完整的腸道菌群。

研究團隊使用水皰性口炎病毒（VSV）感染兩組小鼠，他們發(fā)現(xiàn)保留完整的腸道菌群的小鼠相比另一組，被感染的可能性更低，且感染后癥狀更輕。

保留完整的腸道菌群的小鼠抵抗水皰性口炎病毒(VSV)感染的能力更強，且感染癥狀更輕

研究團隊進一步發(fā)現(xiàn)，脆弱擬桿菌可以通過其外膜上的多糖A與結(jié)腸免疫細胞的TLR4-TRIF受體相互作用，激活免疫保護信號通路，進而促進抗病毒干擾素的分泌。具體來說，當免疫細胞表面的蛋白受體識別出各種感染性病菌表面的特定分子模式，并通過9種toll樣受體途徑中的一種，對這些入侵者進行免疫防御時，該通路被有效激活。