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细菌可能具有治疗食物过敏的作用 精选

已有 5480 次阅读 2014-8-28 10:59 |个人分类:自然科学|系统分类:科普集锦

最新研究发现,梭状芽胞杆菌是维持肠道屏障功能,避免食物蛋白直接进入血液,减少食物过敏的关键因素,这可能是儿童使用抗生素导致食物过敏的关键原因,补充这种细菌有可能具有预防和治疗儿童食物过敏的功能。

肠道等部位的正常菌群对健康重要性已经被广泛接受,按照这一道理,如果正常菌群形成过程受到某种因素干扰,如在生命早期使用抗生素,就有可能会危害健康。但是过去这方面的直接证据并不多,不过这种观点最近先后有了两个证据。一是来自纽约大学微生物学家Martin Blaser小组的研究,发现在正常菌群形成的关键生命时期,长时间低水平接触抗生素,可能会造成成年后肥胖。最新一项证据来自芝加哥大学免疫学家Cathryn Nagler小组的研究,她们发现早期使用抗生素能导致动物花生过敏。两项研究的一个共同结论是,儿童早期使用抗生素具有长期健康风险,但这些研究都需要临床研究的支持。

有学者最近提出,要慎重看待关于肠道菌群方面的研究,但是并不排斥深入分析细菌作用机理的研究,最新这一关于肠道菌群研究比较深入细致的一种类型,并能提供比较符合逻辑的机理证据,值得学习。

1997年以来,儿童食物过敏症已经增加了50%。关于这一现象发生的原因,有许多学术假说。其中比较著名的一个假说认为,食物过敏高发是现代生活方式导致的后果,所谓现代生活方式,主要包括不同于祖先的饮食结构、大量使用抗生素、过度进行剖宫产等因素,导致现代儿童肠道菌群组成发生改变。纽约大学教授Martin Blaser,说,美国儿童2岁前平均服用三个疗程抗生素。

芝加哥大学免疫学家Cathryn Nagler多年来一直从事儿童食物过敏、免疫系统功能和肠道菌群之间关系的系列研究。早在2004年,她和同事就率先报道了小鼠肠道细菌被杀灭会导致食物过敏。随后10年来Nagler一直研究肠道细菌在抗食物过敏中具体如何发挥作用。在最新一项研究中,Nagler小组发现小鼠生命早期使用抗生素会导致花生过敏。然后给动物服用梭状芽胞杆菌溶液,结果动物花生过敏完全消失。梭状芽胞杆菌是一种常见肠道细菌,拟杆菌也是一种常见肠道细菌,但是如果给动物服用拟杆菌,就不会有抗过敏的效应。

为什么梭状芽胞杆菌能产生抗过敏效应?研究人员进一步研究发现,这种细菌能提高肠道固有淋巴细胞功能,固有淋巴细胞组成免疫系统对抗病原体的第一道防线,它们分布于肠道,肺脏等直接与环境接触的粘膜层。这种固有淋巴细胞属于被发现不久的一种重要免疫细胞,能提高肠道屏障功能,帮助限制花生蛋白质直接进入血液循环,减少因为花生蛋白导致的过敏反应,这就是梭状芽胞杆菌发挥作用的原因。Nagler希望将来能使用含有梭状芽胞杆的产品作为预防花生过敏的手段,目前市场上还没有这种产品,芝加哥大学已经对这一新发现的潜在应用价值申请了专利。当然具体有无价值,还需要开展人体效应研究。这一最新研究近日在线发表于PNAS

就在本月,Blaser小组研究发现,小鼠生命早期小剂量使用青霉素能影响肠道菌群,动物成年后高脂饮食更容易发生肥胖,该研究本月发表在《细胞》杂志上。BlaserNagler小组的最新研究非常称赞,认为从细菌影响动物免疫系统角度探讨细菌的作用方式,这一研究打开了一扇研究肠道菌群作用方式的大门。

相关阅读:

7月《细胞》杂志有一篇关于肠道菌群研究进展方面的图片展示,主要介绍了几篇最近2年的一些新发现。

每个人身体上都存在数万亿的细菌等微生物,这些微生物分布在皮肤、肠道、口腔等许多部位。这些正常的细菌被我们称为正常菌群,研究正常菌群的技术被称为菌群组学。许多细菌对于我们健康保持发挥重要作用,尤其是分布在肠道的细菌。几年前,美国通过人类元基因组计划分析了这些细菌的类型,证明健康成年人体内存在1万多种正常细菌。

      正常菌群具有多方面特征。不同的分布部位,不同的菌群组成都会影响这些细菌的生活。最近有研究发现,健康孕妇胎盘中也生活着细菌,这也可能属于一种特殊的正常菌群。该研究对320个胎盘通过细菌DNA分析,计算出细菌的类型和数量。和其他正常菌群分布区域不同,胎盘中细菌的数量相对很少,这些细菌多数是分布于健康人群肠道中的大肠杆菌,在组成上和孕妇口腔中的细菌非常类似。

美国元基因组计划中有一大型项目,该项目有200多科学家参与,先后用5年时间分析了300名健康人18个部位的样本。结果发现,曾经接受母乳喂养的个体肠道细菌存在特征性类型,女性受教育水平影响阴道内细菌类型,男女之间也存在差异。不过让科学家困惑的是,并不能将任何菌群类型与健康水平关联起来,这强烈提示,正常菌群存在明显的个体差异。或者说正常菌群本身就存在多种多样的类型,并不存在绝对意义上的正常菌群。也提示影响正常菌群的因素有许多。

最近有一项新研究,为评估职业橄榄球运动员肠道菌群的情况,分析了40名的粪便和血液样本,46名非运动员健康男性作为对照组,对照组的健康状况和受试职业橄榄球运动员类似,对照组体重指数BMI一半低于25,另一般超过28。研究结果发现,职业橄榄球运动员血液中肌酸激酶水平显著高于对照组,但炎症标志物的水平显著低于对照组,代谢指标比BMI超过28的对照组更健康。有意思的是,职业橄榄球运动员有明显更多类型的肠道菌,尤其明显的是比运动员着广泛的肠道菌群,特别是与BMI较高的男性相比。值得一提的是,运动员有着更高比例的AkkermansiAceae,这种细菌属于厚壁菌门革兰氏阳性芽孢杆菌,与肥胖及代谢紊乱的发生率呈负相关。研究结果表明运动也是一种影响肠道菌群的重要因素。

另一项研究发现,营养不良儿童的肠道菌组成与年龄不一致,类似于更年幼儿童的肠道菌。这种不一致程度和营养不良的严重程度有关。而且这些营养不良儿童的肠道菌类型更少,细菌的丰度较差。通过饮食调节纠正后,这些儿童的肠道菌可以暂时符合真实年龄的情况,但很快会恢复到原来状态。这再次证明,虽然富含营养的膳食虽然可显著减少营养不良造成的死亡,但营养不良可能会导致持续的健康危害。这在过去研究中也有相关证据,例如营养不良儿童往往存在智商低和免疫功能紊乱,即使经过膳食调节纠正营养不良状况,这些变化仍无法恢复正常。最新的研究也许可以从肠道菌无法被纠正提供一种合理的解释,也说明肠道菌对儿童健康的重要性。

这些有趣的研究说明,肠道菌群的复杂性远超过我们理解,要正确看待我们面临问题的复杂性,不可以贸然盲目行动。

http://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(14)00933-7

本文已经发表在《赛科学》,转载请注明

原文:Andrew T. Stefkaa, Taylor Feehleya, Prabhanshu Tripathia, Ju Qiub, Kathy McCoyc, Sarkis K. Mazmaniand, Melissa Y. Tjotae, Goo-Young Seoa, Severine Caoa, Betty R. Theriaultf, Dionysios A. Antonopoulose,g, Liang Zhoub, Eugene B. Change, Yang-Xin Fua, and Cathryn R. Naglera. (2014). Commensal bacteria protect against food allergen sensitization. doi: 10.1073/pnas.1412008111 PNAS August 25, 2014

 



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