呼吸道和消化道菌群在哮喘中的作用

张玲玲

摘要：哮喘发病率逐年攀升，目前全球哮喘患者约有3亿人，预计到2025年将增加到4亿人，每年约有25万人死于哮喘，造成医疗形势严峻化，同时增加了社会的经济负担。随着高通量测序、宏基因组和分子生物学等二代测序技术的应用，大量研究发现呼吸道和消化道菌群失衡与哮喘等过敏性疾病密切相关。为此，我们对呼吸道和消化道菌群与哮喘的相关文献加以综述，希望能为哮喘的临床治疗或缓解提供新思路。

关键词：呼吸道菌群;消化道菌群;哮喘

【中图分类号】R256.12 【文献标识码】A 【文章编号】2107-2306（2021）14-01

前言

哮喘是由多种炎症细胞及其组分参与的气道炎症性疾病，环境、免疫以及遗传等因素与哮喘发病过程有着十分密切的联系，其中人体黏膜免疫细胞、分子与暴露的菌群之间形成错综复杂的网络，精确调节着组织中免疫耐受和炎症之间的平衡，延迟或改变这些微生物菌群将增加哮喘发病的风险[1]。Herbst等学者通过研究观察到，在卵蛋白激发后，无菌小鼠中的2型气道炎症和气道高反应明显强于共生微生物定植的无特定病原体小鼠，将无菌小鼠与清洁小鼠共同饲养3周后，其2型气道炎症和气道高反应降至清洁小鼠水平，提示微生物菌群有助于降低哮喘等过敏性疾病的气道炎症。随着二代测序技术的发展，呼吸道和肠道等部位的微生物菌群与哮喘发病的关联最受关注。基于此，本文结合近年来国内外学者的研究进展，对于呼吸道和消化道菌群与哮喘相关性的文献加以总结，希望能为哮喘的临床治疗和预防提供新的思路。

1呼吸道菌群与哮喘

既往传统观念认为健康人体的下呼吸道是无菌环境，然而有研究者通过16sDNA高通量测序技术检测哮喘患者诱导痰样本，发现下呼吸道黏膜存在细菌定植[2]。后续相关研究表明，健康呼吸道黏膜中存在众多固定菌群，其中厚壁菌、变形杆菌属、拟杆菌属、梭杆菌、嗜酸杆菌、放线杆菌是呼吸道中常见的6种优势类菌群。和正常人体相比，哮喘患者呼吸道中的嗜血菌属、莫拉菌属和奈瑟球菌属明显增加，而拟杆菌门中的普雷沃杆菌属明显减少。这也证实了正常人体和哮喘患者呼吸道中微生物组成存在明显差异，呼吸道定植细菌与哮喘发病具有紧密的联系。近年大量研究发现，哮喘患者呼吸道菌群多样性与气道高反应性呈正相关，且哮喘患者气道菌群组成的差异可降低人体内巨噬细胞吞噬功能、抑制机体内糖皮质激素应答反应，甚至特定的呼吸道菌群还能够调节哮喘的炎症进程及特殊表型。

2消化道菌群与哮喘

消化道微生物群是人体内种群丰富度最高、种群数量最多的生命系统，是人体最大细菌集落。人体消化道内核心微生物群落主要包含4个细菌门、14个细菌属和150个细菌种，其中厚壁菌门及拟杆菌门为优势菌群。卫生假说指出生命早期消化道细菌种群多样性降低会减弱粘膜免疫耐受性，并导致Th1/Th2免疫应答平衡遭受破坏，从而引发哮喘等过敏性疾病。近年来，越来越多的研究发现消化道菌群失调与哮喘的发生发展密切相关。摄入高含量的膳食纤维可改变消化道中厚壁菌门及拟杆菌门的比例，从而促进肠道内Th2细胞的效应功能，使肺部防御哮喘等过敏性炎症。肠道菌群失调引起哮喘发病的机制非常复杂，可通过影响T细胞的发育和分化，破坏肠道上皮完整性和黏膜稳态，减少肥大细胞归巢[3]，通过前列腺素E2诱导肺泡巨噬细胞改变等途径，引起气道炎症的发生，增加哮喘易感性。

3呼吸道和消化道菌群之间相互影响与哮喘

经口摄入的微生物可以抵达胃肠道上皮和呼吸道上皮，另外胃肠道的微生物也可以通过肠胃-食管逆流抵达下呼吸道。大量研究已经证实，哮喘患者的消化道及呼吸道内分别存在优势菌群组成及数量异常的表现，且主要集中于厚壁菌门、拟杆菌门和变形菌门等三大主要致病菌。国外学者Kenneth建立了哮喘小鼠模型，分别提取其粪便、肺泡灌洗液及阴道分泌物进行细菌DNA测序，发现粪便及肺泡灌洗液中均含有厚壁菌门及拟杆菌门，且该两类细菌门在粪便中的含量明显高于肺泡灌洗液。有学者提出人体生命系统内定植的细菌种群具有连续性，而消化道与呼吸道优势菌群存在多样性，任一系统内的细菌种群分布及数量出现异常改变时可能导致另一系统内微生态的失衡从而导致该系统性疾病的发生渗入，影响正常的微生物定植[4]。因此，哮喘发病过程中不仅出现了呼吸道菌群的失调，同时肠道菌群也发生了紊乱。这两大生命系统细菌的代谢反应产物通过调控人体免疫系统影响哮喘疾病的发生与发展。

4结语

呼吸道与消化道細菌种群和数量的变化与哮喘疾病密切相关。随着肠道菌群及呼吸道菌群在疾病中的地位受到广泛关注，益生菌等生物治疗对于哮喘或许具有一定的治疗价值。进一步深入了解消化道和呼吸道细菌种群的相互影响在哮喘的发生与发展中的作用及其免疫学机制会帮助我们揭示哮喘等疾病中微生物群落扮演的角色以及肠道和肺部的交互作用，并且会潜在性地对未来确定新的、有效的治疗途径起到引导作用。

参考文献：

[1]旷健，黄榕，刘沉涛.微生物组学在哮喘中的研究进展[J].国际呼吸杂志，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，朱振刚.肠道菌群与哮喘关系的研究进展[J].临床肺科杂志，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.