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Nat Rev Gastroenterol Hepatol:利用饮食来改造肠道微生物群


自身免疫性疾病的特征是免疫系统错误地攻击健康的宿主细胞;例如多发性硬化、1型糖尿病 (T1DM)、类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮 (SLE)和炎性肠病 (IBD)。在过去的一个世纪里,工业化国家自身免疫性疾病的发病率已经超过了传染病的发病率,反映出它们在全球范围内日益加重的公共卫生负担。通常认为这些多因素疾病的发作和进展受遗传、环境因素 (例如饮食或病原体暴露)和微生物群的影响。现有治疗方法侧重于抑制免疫反应,由于感染或癌症的潜在风险增加,免疫反应可能是一个问题。在过去的几十年里,人们已经清楚地认识到,自身免疫性疾病的特征也是独特的、菌群失调的肠道微生物群,这表明偏离了稳定、健康的状态。此外,IBD或类风湿性关节炎患者对治疗反应的可能性可以通过患者的肠道微生物群组成、功能或药物代谢来预测,为治疗提供了一个替代靶点。肠道微生物群直接或通过饮食衍生的代谢产物调节哺乳动物宿主的先天性免疫和适应性免疫;因此,人们有兴趣通过改变肠道微生物群组成或其活性来预防或控制包括多发性硬化和IBD在内的各种自身免疫性疾病。



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2021年9月27日,来自卢森堡卫生研究所感染和免疫科的Mahesh S. Desai及其团队在Nat Rev Gastroenterol Hepatol (IF: 29.848)杂志上发表名为Leveraging diet to engineer the gut microbiome的研究[1]。


主要结果

尽管如此,我们还是要谨慎地反对这样的谬论,即认为自然的东西无疑对健康有益。尽管早期证据支持AIP饮食能够降低IBD患者炎症的转录标记物,但将这种饮食纳入其他自身免疫性疾病的治疗仍然滞后。需要精心设计的调查和同行评议的发现,以了解类似古代的饮食对其他情况下疾病进展的影响。此外,自旧石器时代狩猎采集时代以来,由于基于产量的作物驯化、改善的卫生条件和寿命以及抗生素的发现和相关传染病负担的减少,全球社会取得了长足进步。其中一些变化可能通过消除对微生物的正常暴露而导致疾病。卫生假说对这一概念进行了总结,该假说认为,自身免疫性疾病和相关炎性疾病的增加可能是过度卫生环境的结果,尤其是在生命早期,并且缺乏暴露于微生物的情况阻止了免疫耐受的正常发展。然而,优化人类健康的途径并不像反映我们祖先的饮食或增加我们对微生物的暴露那样简单。最终,我们过去和现在的环境在根本上是不同的,也许是不可逆的;因此,以微生物群为目标的膳食干预的目标不应该是回到祖先的状态,而是操纵我们的微生物群并优化宿主健康,直接适应日益工业化的世界 (图1)。


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图1在人体宿主、肠道菌群和饮食中的时间趋势


自身免疫性疾病治疗的方法正在转利用多组学数据的整合,并认识到人类是高度个体化的全息生物体,经过数千年的共同进化,无法真正被视为独立于我们的微生物居民。尽管临床医生指出需要在该领域进行进一步的转化研究,但来自全基因组关联研究和动物模型的现有证据表明,自身免疫性疾病可能有一个共同的潜在机制,即肠屏障功能损害,通俗地称为导致非典型外部抗原检测和随后的免疫失调 (图2)。饮食、肠道微生物群和宿主健康之间日益明显的联系强调了使用个性化治疗性饮食调节肠道微生物群以提高自身免疫性疾病治疗疗效的潜力。

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图2饮食肠道微生物群宿主轴在自身免疫性疾病和稳态中的作用


大量研究调查了特定膳食纤维干预对健康成人肠道微生物群的影响,根据纤维类型产生不同影响;然而,机制导向的多组学研究必须优先于仅考虑下游生理结果 (如疾病缓解)的传统干预研究。由此产生的研究应有助于解读不同纤维类型对肠道微生物生理学的作用,以解释干预效果的差异,并更准确地预测宿主健康相关性。为此,基于人粪便分离物或完整群落的培养库可用于在体外和无菌或人微生物群相关 (HMA)小鼠模型中定义和操纵微生物群活性 (图3)。这些研究对于确定潜在操作的微生物靶至关重要,尤其是考虑到一些强有力的报道,即没有培养和/或特征不佳的微生物与微生物组饮食关联最强。

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图3肠道微生物组工程工具的个性化应用方法


结论及展望

微生物群驱动的屏障功能障碍是各种自身免疫性疾病的基础,这一观点鼓励对这些功能变化进行更仔细的检查,以恢复有益的宿主微生物群相互作用。研究人员和临床医生必须考虑到这样一个事实,即许多宿主、环境甚至时间因素可能决定个体基础上完美的微生物群,并积极将更动态、更有针对性的方法纳入当前的治疗方案中。通过实施精准医学方法和理解驱动疾病的潜在机制,我们可以提高现有治疗的成功率。我们正处于微生物群工程时代的尖端,但为了有效地实现这一转变,我们必须优先考虑对饮食干预的个性化反应以及塑造微生物群的精准机制的研究。


原文链接

https://www.nature.com/articles/s41575-021-00512-7


参考文献

1.Wolter Mathis,Grant Erica T,Boudaud Marie et al. Leveraging diet to engineer the gut microbiome.[J] .Nat Rev Gastroenterol Hepatol, 2021, undefined: undefined.



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