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肠道菌群与“炎症风暴”

此次疫情中,大部分危重患者均出现由于免疫过度反应导致的“炎症风暴”,进而造成机体组织,特别是肺部器官严重受损。这就要求人体免疫力能够建立一种平衡,这种平衡能够允许免疫力介于允许对机体所感染的病毒进行清除同时又能避免过度免疫反应导致机体组织受损。

如何才能在人体内建立这种免疫力平衡?研究表明,人体的肠道菌群在构建这种平衡中发挥至关重要作用。


补充膳食纤维,建立免疫平衡


早前已有研究指出,可发酵型膳食纤维可以预防慢性炎症疾病(如过敏),其机理是通过生成短链脂肪酸(SCFAs)来抑制免疫反应。

2018年5月,澳大利亚莫纳什大学的Benjamin Marsland等科学家在《免疫(Immunity)》学刊上发表了一项以小鼠为模型的研究成果。结果表明,补充可发酵型膳食纤维增加了小鼠对流感病毒的抵抗力,可减轻其肺功能衰竭,并提高感染小鼠的存活率

研究人员在小鼠出生和成长过程中遵从低纤维饮食(<0.3%粗纤维),再额外补充不易发酵的纤维素(对照)或可发酵型膳食纤维(HFD)。通过鼻内途径将成年小鼠暴露于甲型流感病毒,在感染过程中实时监测。结果,HFD组小鼠的生存时间延长,临床评分也有改善,对乙酰胆碱的反应表现出肺阻力降低和顺应性增强的趋势,这与小鼠气道收缩较轻、弹性增强、肺功能较好有关。

 

肺的组织学分析显示,对照组小鼠肺组织中有大量的红细胞堆积,表明出现了组织破坏和血管渗漏现象,其支气管肺泡灌洗液(BALF)中较高的白蛋白水平也支持了这一结论。综上可知,小鼠补充膳食纤维后可以防止流感所引起的组织破坏和致死,减轻其肺功能衰竭,提高存活率。

 图|膳食纤维预防流感诱导的免疫病理学

数据显示,在接种流感病毒后,小鼠肠道内脱硫弧菌科的细菌显著增加。这是革兰氏阴性的条件致病菌,能产生诱发炎症反应的内毒素和有致癌作用、干扰肠道内分泌的硫化氢。这一现象可能是推动机体发生过度免疫反应的重要因素。此外,HFD组小鼠的菌群结构有明显改善,产生短链脂肪酸的有益菌群(包括双歧杆菌科和拟杆菌科)成为了优势菌。

图|膳食纤维通过改变肠道微生物组成和SCFA的水平来预防流感疾病

膳食纤维被肠道细菌发酵后,短链脂肪酸(特别是丁酸)产量显著提高。接受高发酵膳食纤维处理的小鼠,一方面,天然免疫系统的白细胞引起的肺部过度炎症反应得到显著缓解另一方面,适应性免疫系统中能专一性对抗流感病毒的CD8+T细胞的功能显著增强,确保病毒感染时效应T细胞的快速和持续激活

研究人员表示,可发酵型膳食纤维和短链脂肪酸(SCFAs)对免疫系统有双重有益作用,使小鼠能更有效地预防流感感染,包括抑制和增强免疫系统的离散组成部分,使呼吸道的免疫力介于允许病毒清除但又避免过度组织损伤的水平。通过调节过度的先天反应,促进组织保护机制,刺激特异性的适应性免疫,可发酵型膳食纤维和短链脂肪酸(SCFAs)建立了一种免疫平衡,平衡固有的和适应性免疫反应,以缓解流感感染,阻止免疫相关的病理反应

维多益生元,呵护肠道健康

中国科学院院士周琪在国务院联防联控机制举行的新闻发布会上,指出,“炎症风暴”是新冠肺炎患者由轻症向危重症转化的重要节点,同时也是危重症患者死亡的重要原因。

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