波西亚时光家园设计:科技|美研究:新生兒的腸道微生物可以預測過敏和哮喘

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樓主 2019-06-28 18:57:01
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波西亚时光switch存档 www.ohjsu.icu 根據加州大學舊金山分校(UC San Francisco,UCSF)和底特律的亨利福特健康系統(Henry Ford Health System)的研究,出生一個月內的嬰兒的腸道微生物能夠直接影響免疫系統的發育,導致其在童年期間的過敏和哮喘風險增高。這項發現強調了進行早期干預以改善嬰兒微生物生態健康的重要性。

這篇論文發表在2016年9月12日的《Nature Medicine》上(點擊左下角閱讀原文)。該研究認為,一個月大的嬰兒的一種特殊腸道微生物模式會導致其在2歲時產生過敏反應和4歲時哮喘的風險增加3倍。該論文表明,這些嬰兒體內的微生物生態系統紊亂會導致一種分子的產生,這種分子會減少一種可以防止過敏的關鍵免疫細胞的數量。研究人員猜測,這種細胞過少會導致免疫系統過度活躍,并最終導致肺部的慢性哮喘炎癥。

UCSF的Susan Lynch博士說:“我相信這個發現創造了開發出避免過敏和哮喘的新療法機會。如果我們要阻止疾病的發展,就需要及早地干預。目前,孩子被診斷為哮喘的年齡通常為6至7歲,這種疾病無法治愈,只能靠藥物維持。但是,如果這種疾病的起源在嬰兒早期就可以通過腸道微生物的紊亂發現,那么就會產生一個問題:我們是否可以改造這些嬰兒體內的微生物群組,以此來預防哮喘的發生呢?!?/p>

一種罕見的新生兒腸道微生物模式導致哮喘風險增加3倍

近年來的很多研究都認為在早期曝露于有益微生物環境中可以對健康產生很多益處。哺乳、順產,甚至是在孩子出生第一年內養條狗都會對哮喘和過敏產生防護作用。最近,英屬哥倫比亞大學的研究人員報告稱,缺少4種關鍵腸道細菌的3個月大的嬰兒在1歲時更容易出現哮喘的癥狀。

亨利福特健康系統的Christine Cole Johnson博士說:“我們已經為此工作了10年,試圖弄清楚為什么一些孩子會患上哮喘和過敏,而另一些則不會。似乎體內的微生物群是理解這個問題以及其他很多免疫系統疾病的關鍵?!?/p>

2003年起,Johnson的實驗室就開始追蹤很多導致哮喘的早期風險因素,對不同種族、社會經濟地位的人群進行研究。研究人員在嬰兒一歲期間進行重復的隨訪,然后在他們2歲的時候進行過敏測試,在4歲的時候進行哮喘測試。

作為這項研究的一部分,Johnson的團隊從嬰兒的紙尿褲上收集糞便樣本,并冷凍保存。幾年后,Johnson與Lynch合作,后者的實驗室專門從事人體微生物研究,他們試圖確定在嬰兒出生后多久可以檢測到能夠預測哮喘的微生物的區別,以及為什么這些微生物會引起這類疾病。

Johnson說:“我們將這些糞便樣本送到UCSF,Lynch的實驗室可以利用最新的基因技術檢測這些糞便的全部微生物群落。現在技術進步了很多,在10年前是無法完成這項工作的?!?/p>

Lynch和她的團隊對糞便樣本進行了高通量基因分析,繪制出了130名一個月大的嬰兒的腸道微生物圖譜。這項分析發現,這些嬰兒可以根據腸道中不同的細菌和真菌種類分為3組。

基于Henry Ford研究團隊的在2年和4年后的數據,這三個組中人數最少的組(130名嬰兒中的11名)患上特異反應性和哮喘的風險是其他嬰兒的3倍。而這個風險組的比例與全部人群的過敏性哮喘比例一致。微生物多樣性分析表明,這些嬰兒缺少特定的正常腸道細菌,同時擁有過量的特定真菌種類。

為了弄清楚為什么這些異常的腸道微生物成分會導致過敏免疫反應,UCSF的團隊研究了這些微生物的代謝副產物——糞便樣本中的分子,這種分子可以為這些微生物的作用提供線索。

他們發現,體內微生物群落健康的新生兒的腸道內有多種可以減少炎癥的分子。這包括一種脂肪分子,研究人員推測這些分子滋養著一種被稱為調節性T細胞的免疫細胞,這種細胞的任務是使免疫系統的其他部分受到抑制。

相反的,在那些患病風險高的嬰兒體內沒有這種脂肪分子。研究人員卻檢測到了不同的脂肪分子,其中一種名為“12, 13 DIHOME”的脂肪分子與成年的哮喘有關。進一步的實驗發現,即使是健康成年人的免疫細胞,在接觸到這些嬰兒腸道微生物的副產物時也會產生強烈的反應?!?2, 13 DIHOME”能夠減少調節性T細胞的數量。

研究人員懷疑腸道微生物在處理脂肪等飲食成分時扮演重要角色,它們對腸道中的分子是抗炎還是促炎有重要的影響。

UCSF 的醫學教授Homer Boushey說:“過去的6、70年中,哮喘在現代的西方社會每20年就會翻一倍,所以找到有效的預防方法對于公眾健康非常重要。這篇新論文不僅僅是將嬰兒體內微生物的不同進行歸類。通過關注微生物功能的不同(代謝副產物和對免疫功能的影響),這種研究可以幫助定義我們預防這種疾病的方向?!?/p>

早期檢測,重建健康腸道菌群可以預防哮喘

研究人員還測試了很多環境和社會經濟因素,以研究為什么有的孩子會產生這種高風險的腸道微生物,但是只發現了2個聯系:男性嬰兒更容易患病,家中沒有狗的嬰兒更容易患病。

Lynch說:“人類與微生物共同進化,我們依賴它們的特定基因組來完成重要的功能。我們相信這在人類發育早期尤其如此。但是生活方式在過去的幾十年中大大地改變了,我們減少了曝露在環境微生物中的機會,而這些微生物是我們身體所需要的。家里養條狗,它可以將外部環境中的微生物帶到家中,或許這是一種可以增加嬰兒曝露在多樣性和微生物環境中的一種方法?!?/p>

Lynch和Johnson的研究團隊于2016年8月31日在《Scientific Reports》上發表了第二篇論文,首次詳細描述了影響兒童微生物成分的不同社會經濟、環境、人口學因素。研究人員希望這兩篇論文的發現可以促進對嬰兒的不健康腸道微生物檢測的發展,實現早期的干預,使嬰兒的微生物生態系統向著健康的方向發展。

中國生物技術網(2016.09.16)

庶正責編|陳白雪


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