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這是《腸道產(chǎn)業(yè)》第 609 篇文章

編者按

腸道微生物組已被證明與人體的免疫功能存在聯(lián)系。而近期的研究進一步表明，COVID-19 患者的腸道微生物組與正常人不同，腸道微生物組或可影響 COVID-19 的感染風(fēng)險和嚴重程度。那么，我們是否可以利用微生物組對抗病毒呢？

今天，我們共同關(guān)注腸道微生物與病毒感染，特別編譯《國家地理》發(fā)布的題為 microbes in your gut may be new recruits in the fight against viruses 的文章。希望本文能夠為相關(guān)的產(chǎn)業(yè)人士和諸位讀者帶來一些啟發(fā)與幫助。

利用微生物組對抗病毒

病毒的寄生生活方式，使得它們成為人體強勁的天敵。傳統(tǒng)的防御方式，如抗病毒藥物和疫苗，開發(fā)難度較大，并且可能產(chǎn)生不良的副作用，而且如果病毒發(fā)生變異，抗病毒藥物和疫苗可能會失去效力。

一些科學(xué)家現(xiàn)在正試圖跳出常規(guī)思考路徑，他們指出，在這場與病毒的斗爭中，我們并不孤單。數(shù)萬億生活在我們體內(nèi)和體表的微生物——統(tǒng)稱為人體微生物組——它們也在對抗著病毒。

目前，研究人員正在研究，人體是否能夠?qū)⑦@些微生物納入免疫大軍，幫助機體對抗病毒入侵。

在過去的幾十年里，科學(xué)家們已經(jīng)了解了很多關(guān)于腸道微生物組，尤其是腸道細菌的知識。

眾所周知，腸道細菌有助于消化，并會產(chǎn)生某些營養(yǎng)物質(zhì)。不僅如此，它們似乎還能通過化學(xué)信號，與身體的其他部位（如大腦）進行交流。例如，腸道細菌會產(chǎn)生像血清素這樣的神經(jīng)遞質(zhì)，來調(diào)節(jié)情緒或精神狀態(tài)。它們還會影響免疫系統(tǒng)，而這已經(jīng)引起了傳染病研究人員的注意。

印第安納大學(xué)醫(yī)學(xué)院微生物學(xué)和免疫學(xué)系主任 Mark Kaplan 說：“想象一下，（體內(nèi)的）微生物可以阻止病毒進入細胞或與細胞交流，并使細胞變成病毒非理想的棲息地。如果能操縱這種微生物與病毒之間的交流方式，那么就像是給我們的機體建造了一個'兵工廠’，可以幫助機體更有效地對抗病毒?！?/section>

由 SARS-CoV-2 病毒引起的 COVID-19 疫情，使得人們越來越重視人體微生物組與機體抗病毒感染能力之間的潛在聯(lián)系。COVID-19 在一些人身上幾乎沒有癥狀，但在其他人身上，可能會危及生命。

是什么導(dǎo)致患者對 SARS-CoV-2 感染產(chǎn)生如此截然不同的反應(yīng)？這仍是一個謎，但新研究表明，患者的微生物組狀態(tài)，可能是其中一個影響因素。

老年人以及既往患有肥胖、糖尿病和癌癥等疾病的人，COVID-19 癥狀通常更為嚴重。上述這些疾?。ǚ逝帧⑻悄虿『桶┌Y等）與人體微生物組有關(guān)。

一些初步研究顯示，COVID-19 住院患者擁有不同尋常的微生物組。如果腸道微生物與 COVID-19 的嚴重程度之間存在密切聯(lián)系，那么我們就有可能通過改變腸道微生物組，來對抗 SARS-CoV-2 和其他病毒。

Kaplan說：“如果我們把腸道細菌看作是食物和機體之間的看門人，我們就會明白，在抵御入侵者方面，有些看門人，可能比另一些更靠譜。”

腸道微生物組是如何起作用的

腸道里生活著數(shù)百種不同的細菌，總計大約有 40 萬億個細菌細胞，這比構(gòu)成人體的細胞數(shù)量略多一點。這個龐大的細菌群體，可能主要通過三種機制，來幫助人體抵御病毒：筑起一道屏障阻擋入侵者，部署先進的武器，為免疫系統(tǒng)提供支持。

要理解第一道防線，你首先要記?。耗c道就像一根管道。在這個管道里，食物被分解，以便營養(yǎng)物質(zhì)被吸收。與此同時，也會產(chǎn)生一些有害的生化物質(zhì)，當(dāng)然也有無意中攝入的病原體。

為了讓這些廢物和致病微生物向管道的出口移動，腸道內(nèi)壁的細胞會產(chǎn)生一層保護性黏液。這一重要的黏液屏障，可以阻止腸道病毒到達機體的其他部位，而腸道細菌似乎會影響?zhàn)ひ浩琳系漠a(chǎn)生。

當(dāng)黏液層受損時，就會出現(xiàn)“腸漏”。這使得廢物和危險的病原體，逃逸至其他器官系統(tǒng)，造成有害的炎癥或感染。首爾高麗大學(xué)的微生物學(xué)家 Heenam Stanley Kim 解釋說：“病毒很有可能通過腸漏，進入肺和其他腸道以外的器官?！?/section>

腸漏還可能會導(dǎo)致自身免疫性疾病。因此，一些科學(xué)家提出，腸道微生物組的紊亂，可能與所謂的“細胞因子風(fēng)暴”有關(guān)?！凹毎蜃语L(fēng)暴”是一種過度應(yīng)答的免疫反應(yīng)，被認為是 COVID-19 重癥的潛在驅(qū)動因素。

除了肺部和腸道，肝臟、腎臟、心臟和大腦樣品中也曾檢測到過 SARS-CoV-2 病毒。

此外，越來越多的證據(jù)表明，腸道中的微生物可能通過化學(xué)通訊，影響肺部的健康。以獼猴為例，研究人員發(fā)現(xiàn)，在感染的第 10 天，SARS-CoV-2 改變了腸道微生物組；有些變化會持續(xù) 26 天之久。

值得注意的是，在感染的獼猴體內(nèi)，產(chǎn)短鏈脂肪酸（SCFAs）的細菌種類有所減少，而短鏈脂肪酸是調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)的重要分子。小鼠研究表明，腸道微生物產(chǎn)生的短鏈脂肪酸，可以通過血液循環(huán)到機體的其他部位，包括肺部，從而保護動物免受呼吸道病毒的侵襲。

微生物組還可以通過產(chǎn)生干擾病毒生命周期的化學(xué)物質(zhì)，來對抗病毒。例如，一些細菌會產(chǎn)生一種叫做“細菌素”的毒素，來對抗其他競爭性的細菌菌株。但細胞培養(yǎng)研究表明，這些細菌素也可能抑制某些病毒的活性。

鏈霉菌會制造一種叫做“耐久霉素”的細菌素，它可以阻止西尼羅河病毒、登革熱病毒和埃博拉病毒進入宿主細胞。而其他一些細菌素，可以阻止單純皰疹病毒的復(fù)制。

微生物組幫助機體對抗病毒的第三種方式，是給予免疫系統(tǒng)支持。

一項試驗顯示，當(dāng)乳酸菌（一種常見于發(fā)酵食品和酸奶中的細菌）和脊髓灰質(zhì)炎疫苗聯(lián)用時，受試者能更快速地產(chǎn)生中和脊髓灰質(zhì)炎病毒的抗體。

另一項由哈佛醫(yī)學(xué)院布拉瓦尼克研究所的免疫學(xué)家 Dennis Kasper 領(lǐng)導(dǎo)的研究表明，擬桿菌門的腸道細菌，可觸發(fā)腸道免疫細胞釋放干擾素。干擾素是增強人體對病毒的應(yīng)答，并幫助清除感染細胞的關(guān)鍵因素。

當(dāng)微生物組異常或失調(diào)時，我們的免疫防御可能會受損。Kasper 說：“大多數(shù)人的腸道內(nèi)有 200 多種微生物，其中擬桿菌門細菌大約占 40-50%。當(dāng)人們的微生物組處于失調(diào)狀態(tài)，缺乏正常的微生物平衡時，他們更容易受到各種疾病的困擾。”

Kasper 補充道：“也許，腸道內(nèi)擬桿菌門較少的人，抵抗力較差，因此在遇到病毒時，感染更嚴重。”

重塑微生物組

鑒于越來越多的證據(jù)表明，在增強免疫系統(tǒng)以對抗病毒方面，微生物組發(fā)揮了重要的作用，因此，研究人員正在探索，如何將這些發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為治療和診斷手段。

由于腸道中的某些細菌種類，與病毒感染的不良轉(zhuǎn)歸有關(guān)，一些研究人員建議將這些細菌當(dāng)作“生物標(biāo)志物”或診斷指標(biāo)。

例如，馬薩諸塞大學(xué)醫(yī)學(xué)院的微生物學(xué)家 Ana Maldonado-Contreras，最近在初步的研究中報告稱，糞腸球菌（與慢性炎癥有關(guān)的腸道細菌），可能是 COVID-19 重癥的可靠預(yù)測指標(biāo)。

Maldonado-Contreras 說，對這種細菌進行檢測，“可能是一種有效的手段，可以確定哪些患者更有可能發(fā)展為重癥，而這些人就需要更多的護理和臨床干預(yù)?！?/section>

在治療方面，研究人員在某些方面已取得了巨大的成功，比如將健康的微生物組移植到不健康的患者體內(nèi)。這種手術(shù)被稱為糞菌移植，目前僅被批準用于治療艱難梭菌感染（CDI）引起的細菌性結(jié)腸炎。

糞菌移植成功治愈了 90%以上的 CDI 患者，這表明，其他疾病也可能可以使用該技術(shù)進行治療。

Kim 認為：“如果腸道健康會影響 COVID-19 的預(yù)后，那我們應(yīng)該利用它，來更好地治療和預(yù)防該疾病，我建議，至少對于預(yù)后不良的患者，可以認真考慮一下糞菌移植?！?/section>

另一種改變微生物組的創(chuàng)新方法，可能是噬菌體療法，噬菌體是一種感染和殺死特定種類細菌的病毒。理論上，噬菌體可以用于患者，以清除微生物組中的某些特定細菌，比如阻礙免疫系統(tǒng)抵抗病毒感染的細菌。

換言之，一種靶向特定細菌的病毒（噬菌體），可以通過改變生活在人類腸道中的細菌組成，從而對抗感染人類細胞的病毒。

比起重塑微生物組，一些研究人員更傾向于一些更精準的方法。如果某些腸道細菌產(chǎn)生的有益分子，能夠被鑒別出來，那么它們就有可能被制成藥品。

例如，上面提到的擬桿菌，它們的細胞表面有一種特定的分子——糖脂，該分子可以促使腸道免疫細胞釋放抗病毒干擾素。

Kasper 說：“我們的研究成果的潛力令人興奮！誘導(dǎo)I型干擾素的糖脂，可以被合成，并有可能用于高危人群的預(yù)防。”他的團隊測試了這一想法，他們將這種細菌糖脂添加到小鼠的飲用水中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)小鼠的病毒感染率有所降低。

微生物組如何與病毒相互作用？這是一個復(fù)雜的問題。大多數(shù)研究都集中在細菌上，而腸道中的真菌、原生動物、噬菌體和其他病毒的貢獻，在很大程度上都未被研究。但進一步的研究，有望揭示新的治療策略，可用于對抗傳染病。

培養(yǎng)健康的微生物組

由于對腸道微生物組的認識仍處于初級階段，一些人認為，現(xiàn)在就其在抗擊 COVID-19 等病毒感染中的作用得出確切結(jié)論，還為時過早。

加州大學(xué)戴維斯分校微生物組特別研究項目主任、微生物學(xué)家 Jonathan Eisen 警告說，還需要進行更多的研究。“現(xiàn)在出現(xiàn)了很多'微生物組可能影響 COVID-19 感染風(fēng)險和嚴重性’的說法，我對這些說法感到擔(dān)憂，因為沒有證據(jù)表明了這種因果關(guān)系?！?/section>

Eisen 說，迄今為止，只觀察到 COVID-19 感染、炎癥標(biāo)志物和微生物組之間的相關(guān)性。挑戰(zhàn)在于確定哪些因素可能導(dǎo)致這些相關(guān)性——例如，它們可能是由人們生病時飲食的改變所驅(qū)動的，也可能是由于免疫系統(tǒng)對感染的應(yīng)答。

“但我們目前不能得出結(jié)論，認為微生物組在任何與 COVID-19 相關(guān)的問題中，發(fā)揮了任何直接作用?！?/section>

對于如何增強微生物組以抵抗病毒感染，也很難有精確的指示。每個人的微生物組都是不同的，受遺傳、飲食和環(huán)境等因素的影響。然而，人們普遍認為，富含益生元和益生菌的飲食，加上定期鍛煉，有助于促進微生物組的健康，防止腸漏。

益生元是一種纖維，存在于植物或某些補充劑中。富含纖維的食物，包括洋薊、蘆筍、洋蔥、豆類和漿果。醫(yī)學(xué)記者、《心理生物革命》（The Psychobiotic Revolution）一書的作者 Scott Anderson 表示：“益生元已經(jīng)得到了充分的研究，并已被證明可以改善腸道的完整性。”

益生菌食品含有有益于消化健康的活菌或酵母，如酸乳酒、酸菜、泡菜以及酸奶。

在運動方面，小鼠研究表明，運動可以降低炎癥，促進腸道完整性。“眾所周知，運動可以通過平衡微生物組，來提高短鏈脂肪酸水平，這有助于滋養(yǎng)和治愈腸道細胞?！盇nderson 補充道。反過來，這又可以防止由腸漏引起的病毒感染并發(fā)癥。

Kim 希望這些新的研究，有助于引起人們的重視，照顧好他們的微生物，以防止感染和慢性炎癥疾病?！霸谖覀兊娘嬍持性黾永w維，是改善腸道微生物組的有效方式，它可能有助于更好地管理和預(yù)防 COVID-19，以及其他長期的慢性疾病?！?/section>

原文鏈接：

https://www.nationalgeographic.com/science/article/microbes-in-your-gut-may-be-new-recruits-in-the-fight-against-viruses

作者｜Bill Sullivan

編譯｜Jessica

審校｜617

編輯｜笑咲

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