IBD与结核（四）肠道菌群改变对肺结核易感性的引发作用
2017/8/17 医学界消化频道
肠道菌群的改变究竟可引发还是抑制肺结核，仍是个未解之谜。
翻译丨中南大学湘雅三医院消化内科 胡瑞楠
述评丨中南大学湘雅三医院消化内科 王芬
来源丨医学界消化频道(CCCF—IBD学习驿站出品)
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Alteration in the gut Microbiota Provokes susceptibility to Tuberculosis
Nargis Khan, Aurobind Vidyarthi, Sajid Nadeem, Shikha Negi, Girish Nair, Javed N. Agrewala
摘要:
胃肠道菌群为宿主提供了重要的健康获益，尤其是它们对免疫稳态的调节。近来有证据表明肠道菌群的改变可导致感染性和非感染性疾病。从死亡率和发病率来说，肺结核是最具破坏性的疾病。肠道菌群的改变究竟可引发还是抑制肺结核，仍是个未解之谜。
在目前的研究中，研究者已经证实了抗生素引起的肠道菌群结构的改变；也证实了相较于菌群未受影响的小鼠，菌群改变对结核杆菌在感染小鼠肺、肝、脾中生存情况的影响。有趣的是，菌群失调会显著增加肺部的载菌量并促进结核杆菌向肝、脾的播散。
此外，研究者还注意到了调节性T细胞( Tregs)的升高和释放IFN-γ、TNF-α的CD4 T细胞池的降低。对肠道菌群失调的动物进行粪菌移植可以使其Th1免疫力增强，并减少Tregs的数量。
重要的是，这些动物的结核杆菌感染的严重程度降低了。此研究首次证明了肠道菌群在结核易感性产生中的新作用和基于菌群移植的肺结核防治手段。在未来，菌群疗法将参与到对肺结核患者的治疗中。
关键词：抗生素，肠道菌群，肺结核，结核杆菌，粪菌移植
Abstract
The microbiota that resides in the gastrointestinal tract provides essential health benefits to the host. In particular, they regulate immune homeostasis. Recently, several evidences indicate that alteration in the gut microbial community can cause infectious and non-infectious diseases. Tuberculosis (TB) is the most devastating disease, inflicting mortality and morbidity. It remains unexplored, whether changes in the gut microbiota can provoke or prevent TB. In the current study, we have demonstrated the antibiotics driven changes in the gut microbial composition and their impact on the survival of Mycobacterium tuberculosis (Mtb) in the lungs, liver, and spleen of infected mice, compared to those with intact microbiota. Interestingly, dysbiosis of microbes showed significant increase in the bacterial burden in lungs and dissemination of Mtb to spleen and liver. Furthermore, elevation in the number of Tregs and decline in the pool of IFN-γ-and TNF-α-releasing CD4 T cells was noticed. Interestingly, fecal transplantation in the gut microbiota disrupted animals exhibited improved Th1 immunity and lesser Tregs population. Importantly, these animals displayed reduced severity to Mtb infection. This study for the first time demonstrated the novel role of gut microbes in the susceptibility to TB and its prevention by microbial implants. In future, microbial therapies may help in treating patients suffering from TB.
Keywords: antibiotics, gut microbiota, tuberculosis, Mycobacterium tuberculosis, fecal transplant
文献来源： Front. Immunol. 2016，7:529.
述评
肺结核是由结核杆菌引起的一类疾病。世界上约有三分之一的人携带结核杆菌，而表现出肺结核症状的人只占5-10%。绝大多数携带者不表现出症状的原因在于人体强大的免疫力，它抑制了结核杆菌的增殖与播散。
肠道菌群是维持人体免疫力的一个重要因素，肠道菌群的紊乱最常见于抗生素的使用，由抗生素导致的肠道菌群紊乱可以增加宿主对肠道疾病的易感性，目前已知肠道菌群紊乱与肠外疾病也有一定关系，而其对肺结核的作用还没有进行过研究。
本文的研究人员针对这个方向设计了“前抗生素治疗”“后抗生素治疗”两个肺结核模型，即在结核杆菌感染的前后两个时间点对小鼠使用抗生素。通过对小鼠的观察，研究人员发现在上述两种处理过后，小鼠的肠道菌群都发生了紊乱，并且伴随了对结核杆菌的高易感性，结核杆菌的播散和肺部载菌量的增加。有趣的是，在移植了正常小鼠的粪菌后，动物肺部的载菌量下降，结核杆菌的播散也受到了抑制。上述现象从正反两个方面表明了肠道菌群的改变会促进或抑制肺结核的发展。
在肺结核的发展过程中，Th1细胞起着保护机体的作用，而Treg细胞则增加了机体对肺结核的易感性。所以研究人员利用抗生素对这两种细胞的作用进行了研究，在抗生素处理组中观察到IFN-γ和TNF-α表达水平的显著下降，引人注意的是在进行粪菌移植后，小鼠的IFN-γ和TNF-α水平恢复了正常；与此相反的，抗生素处理增加Treg细胞的数量，而粪菌移植降低了Treg细胞的数量。上述表明抗生素导致的肠道菌群改变可调节Th1细胞和Treg细胞的数量，这可能与肺结核的易感性有关。但对于肠道菌群改变和Th1细胞和Treg细胞的数量改变之间的相关机制还有待于研究。
本文的研究揭示了肠道菌群和结核杆菌之间的联系，为今后相关疾病的靶向治疗提供了新思路，对肠道菌群如何影响肺结核发病过程的理解也将有助于发现该病的新治疗手段。
(本文仅做学术交流用途)
(整理及编辑：夏璐)
胡瑞楠，中南大学湘雅医学院临床医学八年制研究生
王芬，中南大学湘雅三医院主任医师、教授，博士生导师，消化内科副主任。湖南省消化专业学会副主任委员、北京医学奖励基金会IBD专委会委员、吴阶平医学基金会中国IBD联盟常委、中华医学会老年消化病协作组委员、海峡两岸医药交流会消化专委会青年委员、中华医学会消化内镜学会胃疾病组委员、中华医学会幽门螺杆菌科研协作成员。2012年赴哈佛大学附属BIDMC生物医学中心研修一年。现为非可控炎症与肿瘤湖南省重点实验室瘤性病毒和细菌方向PI。
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