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颠覆认知!肠道菌群竟然能治疗败血症?

2020-04-24 00:43:25健康界
核心提示:在过去的20年内,由于肠道微生物组与宿主之间交互作用的发现,免疫系统与肠道微生态之间的关系已经被彻底改写。人类的微生物组集合包括细菌、真菌及病毒,自婴儿诞生开始,就与人类处于互利共存的状态。人体胃肠道包含数万亿细菌,这些细菌组成一个复杂的生态系统,即肠道菌群。

  在过去的20年内,由于肠道微生物组与宿主之间交互作用的发现,免疫系统与肠道微生态之间的关系已经被彻底改写。人类的微生物组集合包括细菌、真菌及病毒,自婴儿诞生开始,就与人类处于互利共存的状态。人体胃肠道包含数万亿细菌,这些细菌组成一个复杂的生态系统,即肠道菌群。肠道菌群的失调与许多疾病的发生有关,而肠道菌群产生的代谢物可帮助机体免疫系统的塑造,维持肠道菌群的稳定在一定程度上可抑制疾病的进展。

  败血症是指各种致病菌侵入血液循环,并在血中生长繁殖,产生毒素而发生的急性全身性感染。若侵入血流的细菌被人体防御机能所清除,无明显毒血症症状时则称为菌血症。败血症伴有多发性脓肿,而病程较长者称为脓毒血症。

  败血症和微生物组之间的作用被定义为“incompletely understood bi-directional relationship”——一种不被完全了解的双向交互关系。一些研究证据表明,肠道菌群的多样性及组成性变化与败血症的易感性增加有关。然而,抗生素治疗败血症可严重影响肠道菌群的组成,这是一个难以调解的“矛盾体”。一方面肠道菌群的平和可增强宿主免疫以对抗败血症的进展,而另一方面抗生素治疗败血症这一过程,会严重破坏肠道菌群多样性及组成。

  重症败血病患者的肠道菌群严重失调

  肠道菌群的失调可定义为益生菌群的丢失,病原菌的增加。肠道屏障功能障碍是败血症发生的原因之一,包括肠道粘膜通透性增加、组织水肿、组织凝结失调、肠道微生物组移位、粘膜上皮细胞凋亡损伤以及细菌易位。有研究表明,在重症患者中,使用血管加压药、胃肠道外营养输注以及一些阿片类药物治疗,会促进病原菌的扩散,甚至促进多重耐药菌(MDR)的扩散。而检测ICU的败血病患者肠道微生物组时发现,其肠道微生物丰富度和多样性的丧失,同时存在优势的单一分类单元(通常是潜在的病原体)。

  肠道菌群“营养不良”是败血症潜在的危险因素

  通常认为,败血症患者的死亡原因是由于机体免疫系统紊乱造成的。已有研究证实,“健康”的肠道菌群对宿主具有保护作用,可阻止MDR细菌定植。因此,一些研究人员认为,肠道菌群的组成性变化可使患者的免疫系统处于一种免疫抑制的状态,从而增加败血症发展的风险。

  脂肪和蔗糖含量高、纤维含量低的饮食,可导致拟杆菌(益生菌)的减少和变形杆菌(提示预后不良的菌落)的增加。有研究显示,高脂低纤维化喂养的小鼠模型,暴露于抗生素后,更容易产生致死性败血症。目前,越来越多的证据表明,肠道菌群的破坏可能会增加败血症的风险。因而未来专注于维持或保护肠道菌群免受破坏,可能成为预防败血症的一种方法。

  肠道菌群可作为一种免疫营养(Immunonutrition)治疗败血症

  益生菌是通过定殖在人体内,改变宿主某一部位菌群组成的一类对宿主有益的活性微生物。通过调节宿主黏膜与系统免疫功能或通过调节肠道内菌群平衡,促进营养吸收保持肠道健康的作用,从而产生有利于健康作用的单微生物或组成明确的混合微生物。生活中,乳酸杆菌属和双歧杆菌属已经被广泛使用(如作为添加剂添加在酸奶内),益生菌也已在不同的临床应用中得到越来越多的应用和研究。据推测,益生菌可通过与病原体争夺养分来杀死病原体,还可合成IgA减少炎症反应,从而降低疾病风险。

  已有研究在小鼠脓血症模型及ICU败血症患者中,对益生菌进行了研究。研究表明,在小鼠脓血症模型中预防性地使用益生菌可以有效降低小鼠死亡率。病原体的相对丰度与败血症期间免疫应答的强度有关,败血症期间免疫应答表现为较高的外周促炎细胞因子水平,以及肠道上皮细胞凋亡和细胞间紧密连接破坏。但有趣的是,在预先使用鼠李糖乳杆菌处理的动物模型中,机会性致病菌减少甚至消失,而有益细菌如Verrucomicrobiaceae则增加,从而抑制了肠道上皮细胞凋亡和促进紧密连接的形成。此外,在研究念珠菌致病性的新型体外肠道模型中,引入拮抗性乳酸菌微生物菌群已成为预防念珠菌感染的重要治疗手段。

  因此肠道菌群具有防感染的作用(尤其是在术后和机械通气患者中),可改善败血症的预后,败血症后,帮助恢复肠道功能,以减少后期感染的发生。

  由此可见,肠道菌群作为人体肠道中的“长驻居民”,它的多样性及组成性的变化可帮忙人体抵御疾病。而机体的疾病状态会破坏肠道菌群的稳态,进一步加快疾病进程。目前,科学家们已经在研究开发肠道菌群益生菌疗法,这种疗法所带来的益处是显而易见的,相较于“昂贵”的免疫疗法,肠道菌群益生菌疗法可能作为一种“平价、亲民”的治疗手段,帮助治疗败血症,及其他的炎症、感染甚至是恶性肿瘤!

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