呼吸道和消化道菌群在哮喘中的作用

張玲玲

摘要：哮喘發病率逐年攀升，目前全球哮喘患者約有3億人，預計到2025年將增加到4億人，每年約有25萬人死于哮喘，造成醫療形勢嚴峻化，同時增加了社會的經濟負擔。隨著高通量測序、宏基因組和分子生物學等二代測序技術的應用，大量研究發現呼吸道和消化道菌群失衡與哮喘等過敏性疾病密切相關。為此，我們對呼吸道和消化道菌群與哮喘的相關文獻加以綜述，希望能為哮喘的臨床治療或緩解提供新思路。

關鍵詞：呼吸道菌群;消化道菌群;哮喘

【中圖分類號】R256.12 【文獻標識碼】A 【文章編號】2107-2306（2021）14-01

前言

哮喘是由多種炎癥細胞及其組分參與的氣道炎癥性疾病，環境、免疫以及遺傳等因素與哮喘發病過程有著十分密切的聯系，其中人體黏膜免疫細胞、分子與暴露的菌群之間形成錯綜復雜的網絡，精確調節著組織中免疫耐受和炎癥之間的平衡，延遲或改變這些微生物菌群將增加哮喘發病的風險[1]。Herbst等學者通過研究觀察到，在卵蛋白激發后，無菌小鼠中的2型氣道炎癥和氣道高反應明顯強于共生微生物定植的無特定病原體小鼠，將無菌小鼠與清潔小鼠共同飼養3周后，其2型氣道炎癥和氣道高反應降至清潔小鼠水平，提示微生物菌群有助于降低哮喘等過敏性疾病的氣道炎癥。隨著二代測序技術的發展，呼吸道和腸道等部位的微生物菌群與哮喘發病的關聯最受關注。基于此，本文結合近年來國內外學者的研究進展，對于呼吸道和消化道菌群與哮喘相關性的文獻加以總結，希望能為哮喘的臨床治療和預防提供新的思路。

1呼吸道菌群與哮喘

既往傳統觀念認為健康人體的下呼吸道是無菌環境，然而有研究者通過16sDNA高通量測序技術檢測哮喘患者誘導痰樣本，發現下呼吸道黏膜存在細菌定植[2]。后續相關研究表明，健康呼吸道黏膜中存在眾多固定菌群，其中厚壁菌、變形桿菌屬、擬桿菌屬、梭桿菌、嗜酸桿菌、放線桿菌是呼吸道中常見的6種優勢類菌群。和正常人體相比，哮喘患者呼吸道中的嗜血菌屬、莫拉菌屬和奈瑟球菌屬明顯增加，而擬桿菌門中的普雷沃桿菌屬明顯減少。這也證實了正常人體和哮喘患者呼吸道中微生物組成存在明顯差異，呼吸道定植細菌與哮喘發病具有緊密的聯系。近年大量研究發現，哮喘患者呼吸道菌群多樣性與氣道高反應性呈正相關，且哮喘患者氣道菌群組成的差異可降低人體內巨噬細胞吞噬功能、抑制機體內糖皮質激素應答反應，甚至特定的呼吸道菌群還能夠調節哮喘的炎癥進程及特殊表型。

2消化道菌群與哮喘

消化道微生物群是人體內種群豐富度最高、種群數量最多的生命系統，是人體最大細菌集落。人體消化道內核心微生物群落主要包含4個細菌門、14個細菌屬和150個細菌種，其中厚壁菌門及擬桿菌門為優勢菌群。衛生假說指出生命早期消化道細菌種群多樣性降低會減弱粘膜免疫耐受性，并導致Th1/Th2免疫應答平衡遭受破壞，從而引發哮喘等過敏性疾病。近年來，越來越多的研究發現消化道菌群失調與哮喘的發生發展密切相關。攝入高含量的膳食纖維可改變消化道中厚壁菌門及擬桿菌門的比例，從而促進腸道內Th2細胞的效應功能，使肺部防御哮喘等過敏性炎癥。腸道菌群失調引起哮喘發病的機制非常復雜，可通過影響T細胞的發育和分化，破壞腸道上皮完整性和黏膜穩態，減少肥大細胞歸巢[3]，通過前列腺素E2誘導肺泡巨噬細胞改變等途徑，引起氣道炎癥的發生，增加哮喘易感性。

3呼吸道和消化道菌群之間相互影響與哮喘

經口攝入的微生物可以抵達胃腸道上皮和呼吸道上皮，另外胃腸道的微生物也可以通過腸胃-食管逆流抵達下呼吸道。大量研究已經證實，哮喘患者的消化道及呼吸道內分別存在優勢菌群組成及數量異常的表現，且主要集中于厚壁菌門、擬桿菌門和變形菌門等三大主要致病菌。國外學者Kenneth建立了哮喘小鼠模型，分別提取其糞便、肺泡灌洗液及陰道分泌物進行細菌DNA測序，發現糞便及肺泡灌洗液中均含有厚壁菌門及擬桿菌門，且該兩類細菌門在糞便中的含量明顯高于肺泡灌洗液。有學者提出人體生命系統內定植的細菌種群具有連續性，而消化道與呼吸道優勢菌群存在多樣性，任一系統內的細菌種群分布及數量出現異常改變時可能導致另一系統內微生態的失衡從而導致該系統性疾病的發生滲入，影響正常的微生物定植[4]。因此，哮喘發病過程中不僅出現了呼吸道菌群的失調，同時腸道菌群也發生了紊亂。這兩大生命系統細菌的代謝反應產物通過調控人體免疫系統影響哮喘疾病的發生與發展。

4結語

呼吸道與消化道細菌種群和數量的變化與哮喘疾病密切相關。隨著腸道菌群及呼吸道菌群在疾病中的地位受到廣泛關注，益生菌等生物治療對于哮喘或許具有一定的治療價值。進一步深入了解消化道和呼吸道細菌種群的相互影響在哮喘的發生與發展中的作用及其免疫學機制會幫助我們揭示哮喘等疾病中微生物群落扮演的角色以及腸道和肺部的交互作用，并且會潛在性地對未來確定新的、有效的治療途徑起到引導作用。

參考文獻：

[1]曠健，黃榕，劉沉濤.微生物組學在哮喘中的研究進展[J].國際呼吸雜志，2019，39（12）：932-936.

[2]Huang YJ， Nelson CE， Brodie EL et al. Airway microbiota and bronchial hyperresponsiveness in patients with suboptimally controlled asthma[J]. J Allergy Clin Immunol ，2011，127：372-381.

[3]袁琛，朱振剛.腸道菌群與哮喘關系的研究進展[J].臨床肺科雜志，2021，26（7）：1092-1096.

[4]Tulic MK， Piche T， Verhasselt V et al. Lung–gut cross-talk： evidence， mechanisms and implications for the mucosal inflammatory diseases[J].Clin Exp Allergy. 2016，46（4）：519-28.