兒童腸道真菌研究進展

王婷，吳軍華

既有對人體真菌的研究主要集中在描述健康或疾病狀態下成人的腸道真菌群落的作用，而對兒童腸道真菌的研究較少。近年來，18s rDNA 的二代測序技術、轉錄間隔區測序技術（ITS）[1]、DNA 指紋技術[2]等真菌檢測技術的發掘和發展，進一步拓寬了對生命早期腸道真菌暴露影響的視野。本文基于國內外相關研究，對兒童腸道真菌群落的形成、影響因素、與宿主的相互調節方面進行綜述。

1 兒童腸道真菌構成

1.1 腸道真菌的構成 既往研究發現個體間腸道真菌菌群的構成和豐度差異很大[3-4]，門水平上絕大多數屬于子囊菌門和擔子菌門[3-8]，屬水平上包括常見的念珠菌屬、青霉菌屬及曲霉菌屬等[4]。在不同研究中均發現，念珠菌占有主導地位[3-4,6,9]。也有部分研究得出不同結論，日本的一項研究發現[8]，3 歲前日本兒童腸道排名第一的菌屬為釀酒酵母菌屬（26.8%）。不同研究得出的腸道真菌構成有各自特征。

1.2 腸道真菌的變遷 腸道真菌的出現可能可以追溯到胎兒時期，且隨著胎齡的增大，真菌種類和豐度不斷發生變化。Willis 等[3]發現早產和足月的新生兒在出生后數小時內采集的第一次胎糞樣本中即能發現真菌DNA 的存在。瑞士的一項縱向研究發現[9]，念珠菌檢出率于3 日齡后迅速上升，18 個月時達到頂峰，36 個月時則較前下降。Gutierrez 等[10]發現從3 個月到1 歲，兒童腸道真菌多樣性和豐度都增加。Mishima 等[8]，得出了相反結論，兒童腸道內真菌的豐富度和均勻度隨時間降低這可能是由于腸道環境中定植物種的適應性選擇。此外，主導真菌屬并非一成不變，Nel 等[7]以2 歲為界比較南非兒童腸道真菌構成發現，念珠菌屬豐度在2 歲以下的兒童中更高，而Cyberlindera 菌屬豐度在2 歲以上的兒童中更高。Gutierrez 等[10]的研究表明，真菌組在3 個月時以念珠菌、馬拉色菌和Mycosphaerella 為主，然后在12 個月時轉向以酵母菌為主。另有研究發現[3]，在1～5月齡，腸道真菌種群的主要組成從馬拉色菌向白色念珠菌轉移。此外，James 等[4]發現許多真菌是嬰兒特異性的，僅僅一過性的以非常低的豐度出現。以上研究提示，腸道真菌的主導種類和相對豐度隨時間不斷變化。

1.3 腸道真菌組成的影響因素

1.3.1 出生胎齡 出生胎齡可能會影響新生兒腸道真菌的種類和豐度。有研究發現[3-4]，早產兒腸道真菌定植率更高，種類較為單一，足月兒腸道真菌群落的組成更為均衡。然而早產兒與足月兒腸道菌群的區別可能冗雜了其他例如抗生素使用、NICU 住院史、有創操作等因素的影響。

1.3.2 抗生素使用 研究發現，使用抗生素后腸道內真菌相對豐度升高，且其可能會增加某些真菌的侵襲機會。一項對健康參與者在服用6 d 抗生素后3 個月內腸道真菌的縱向分析發現，抗生素使用后非優勢真菌的數量增加更為顯著，這些變化主要發生在治療后1 個月內，而觀察后期真菌多樣性又減少，提示部分真菌未能最終定植下來[11]，提示腸道微生態對抗生素引起的真菌失調有糾正作用。Wang 等[12]的一項動物實驗顯示，新生大鼠接受抗生素治療后，與未經治療的大鼠相比，其抗白色念珠菌免疫功能明顯受損。肽聚糖（PGN）是真菌細胞壁的一個保守組成部分，PGN亞基可激活cAMP合成，從而觸發白色念珠菌菌絲生長，增強白色念珠菌的毒力[13]，-內酰胺類抗生素可能會觸發大量誘導菌絲的PGN 亞基被釋放，驅動白色念珠菌菌絲生長，導致腸道屏障的穿透和真菌入侵，進一步導致白色念珠菌全身侵襲性感染[13]。頭孢哌酮處理后的小鼠盲腸含量中菌絲的百分比明顯高于未處理小鼠[14]，這一實驗也佐證了上述觀點。

1.3.3 其他 Bliss 等[2]利用DNA 指紋技術研究極低出生體質量兒白色念珠菌的水平、垂直傳播發現，O 型血的母親、母親年齡較大、導尿管的使用、出生后住院時間長及甚至母親的種族都會增加極低體質量新生兒的腸道真菌定植。近期的一項研究[7]發現，女孩腸道內真菌多樣性顯著降低，但這可能是飲食、游戲活動、社交、藥物使用或免疫反應不同的結果，并無更多實驗進一步重復驗證這些結論。

2 兒童腸道真菌的來源

2.1 母體垂直傳播 母體腸道真菌與子代腸道真菌之間可能存在垂直傳播。既往有研究發現經陰道分娩的子代與剖宮產相比，腸道真菌有增加的趨勢，這種趨勢持續到產后大約一年左右[5]。然而，許多其他研究得出了不同的結論，即生產方式的不同并不能造成子代腸道真菌定植的差異[3,9]，部分地區剖宮產會預防性使用抗生素可能是產生這些不同的實驗結果的原因之一。Schei 等[6]跟蹤了298 對從孕36周到出生后2 歲的母親和子女糞便樣本中的腸道菌群，11 種真菌在母代和子代中有重疊，2 歲后子代樣本開始表現出與親代相似的傾向，并且被檢測到有腸道真菌定植的母親，其子代樣本中存在真菌DNA的風險會增加，提示這種腸道真菌“易感性”也在母子代中傳遞。

2.2 水平傳播 在生命最早期的2 ～3年里，人類腸道微生物群是高度動態的，受許多因素例如食物、所處環境的水平傳播[15]。

2.2.1 食物 作為新生兒首先接觸的食物，母乳可能參與了早期兒童腸道菌群的建立和成型。以往的研究已經發現母乳中含有細菌[16]，近年來越來越多的實驗發現，真菌也同樣可能存在于母乳中[17-18]。而嬰兒口腔及腸道中的真菌究竟來源于母乳還是母親皮膚，還需要進一步了解環境對真菌群落影響[17]。限制性馬拉色菌作為兒童、成人皮膚真菌的重要組成部分，也一般被認為是來自于母體或醫護人員的水平傳播[4]。在攝入富含釀酒酵母菌的食物如面包后，其在嬰兒腸道中的數量劇增[6]，提示食物是腸道真菌水平傳播的主要來源。

2.2.2 環境 出生后的環境也是腸道真菌的重要來源之一。Heisel 等[19]發現白色念珠菌、副念珠菌和釀酒酵母是構成NICU 病房和母乳中菌群的最主要真菌，而它們的相對豐度是驅動早產兒腸道真菌群落結構形成的主要因素。另一項對早產兒及其NICU病房采樣的研究發現，大多數被安置在同一NICU病房的嬰兒所擁有的微生物類群在物種水平上相似[20]，提示新生兒最初接觸的環境菌群可能會對嬰幼兒腸道真菌的種群造成影響。

3 腸道真菌與宿主免疫的相互影響

3.1 腸道屏障對真菌入侵的抵抗作用 腸道屏障在抵抗真菌侵襲性感染中發揮了重要作用，主要包括微生物屏障、腸道的免疫反應、黏液屏障以及腸道上皮間的緊密連接，本文重點闡述微生物屏障、腸道的免疫反應作用機制。

3.1.1 微生物屏障 腸道中的共生厭氧細菌，特別是梭狀芽胞桿菌和擬桿菌通過產生低氧誘導因子-1a（HIF-1a）和抗菌肽LL-37 拮抗白色念珠菌的定植[21]。某些細菌的產物能直接對真菌造成抵抗和抑制作用。糞腸球菌能產生一種活性肽，即EntV 的前體，能抑制白色念珠菌絲的形成[22]。Bacteroides eggerthii、Odoribacter splanchnicus 等菌種產生的丙酸、鳥氨酸和苯甲酸是白色念珠菌生長的有效抑制劑[11]。除此之外變形鏈球菌還通過產生短鏈脂肪酸靶向攻擊HWP1（一種表達菌絲形成的特異性基因）來防止菌絲形成[23]，從而降低白色念珠菌的侵襲力。

3.1.2 腸道的先天性免疫和適應性免疫 腸道的先天性免疫以及適應性免疫是腸道對真菌抵抗作用的重要組成部分，真菌觸發的這些免疫反應主要通過信號傳導通路來實現。腸道上皮細胞的先天免疫可被模式識別受體（PRR）-病原體相關分子模式（PAMP）相互作用激活[23]。巨噬細胞、樹突狀細胞（DC細胞)、單核細胞等髓樣細胞介導了這一先天免疫。PRR主要分為四個主要家族：Toll樣受體（TLR）、C 型凝集素受體（CLR）、核苷酸寡聚化結構域（NOD）樣受體（NLR）和RigI 解旋酶受體（RLR）[23]。不同的PRR 可識別細胞不同結構，如細胞壁的葡聚糖[24]、甘露聚糖成分[23]，或直接識別真菌DNA[25]從而激活不同PAMP，如CARD9-Syk 途徑的活化可激活CARD9 基因表達多種腸道抗真菌抗體[26]。

除了上述的先天性免疫外，真菌細胞壁內的一些其他成分同樣激活了宿主的適應性免疫。真菌細胞壁成分通過觸發信號通路誘導上皮細胞和角質細胞的抗菌肽（AMPs）產生[24]、參與控制抗菌防御和組織修復相關的基因表達、促進中性粒細胞募集[23]。

3.2 腸道真菌對宿主免疫的影響

3.2.1 免疫訓練 免疫訓練是指先天免疫系統在初次接觸微生物后對再次刺激的反應性增強[27]。有研究發現，白色念珠菌在接受抗生素治療的小鼠胃腸道中連續傳代，迭代出毒力較弱的菌株，這些菌株可以通過訓練免疫來保護宿主免受各種病原體的感染[28]。不同刺激在不同細胞中引起的相似或不同的代謝變化表明免疫訓練存在不止一種機制[28]。

-葡聚糖是最廣為人知的保護性先天免疫記憶的誘導劑[29]。Naglik等[25]發現，-葡聚糖通過Dectin-1和非經典絲氨酸-蘇氨酸激酶（Raf-1）途徑免疫訓練從而改變單核細胞的轉錄組，誘導或抑制TNF-a、IL-6 和IL-18 等重要細胞因子基因的表達，引發更為激烈的真菌免疫。幾丁質，作為真菌細胞壁中的另一成分，也參與免疫訓練。其能夠通過不同PRR在產生IL-6 和TNF- 等細胞因子方面誘導強大的免疫訓練[27]。

3.2.2 腸道真菌幫助兒童腸道免疫系統的建立和成型 腸道真菌可促進視黃醇脫氫酶樹突狀細胞（RALDH+DC）將腸系膜及外周淋巴結的淋巴細胞招募至腸固有層[30]。在共生真菌的驅動下，CD45+CD103+RALDH+T 細胞在出生后遷移到外周淋巴結，這些細胞帶來的大量的視黃醇可調節新生兒內皮細胞上的地址素變化，地址素是一種選擇蛋白的寡糖配體，與指導淋巴歸巢有關[30]。腸道真菌還能幫助建立腸道的免疫耐受機制。腸道真菌抗原特異性擴增人調節性T細胞（Treg）是抑制健康個體過度免疫激活的有效機制[31]。

3.3 腸道真菌對宿主的保護作用 與腸道細菌相似，一些實驗發現，腸道真菌在腸道中的定植對宿主產生一定的保護作用。Jiang 等[32]發現非致死劑量白色念珠菌單定植有效地逆轉了無細菌小鼠對致命甲型流感病毒感染易感性，這種保護作用與腸道細菌產生的保護作用相當，提示共生真菌可以通過保護黏膜組織免受損傷，并積極校準循環免疫細胞的反應性。布拉氏酵母菌可促進腸道總IgA 的產生，包括對艱難梭菌毒素的特異性IgA[33]。Quintin 等[29]發現-葡聚糖預處理可以保護經免疫抑制處理的小鼠免受金黃色葡萄球菌的全身感染。但這些保護作用的具體發生機制還需更深入和更大量的研究來推斷、闡述和證實。

利益沖突 所有作者聲明無利益沖突