预防抵抗新冠,改善康复者健康?或可从肠菌入手
热心肠小伙伴们 2021-09-04
我们的常驻细菌有助于调节免疫系统和对感染的反应。

编者按:

截至 2021 年 9 月 1 日,新冠疫情在全球导致 2.18 亿人感染和 452 万人死亡,据估计全球有近 10%左右的新冠康复者患有不同的新冠后遗症,包括肌无力/疲倦、抑郁/焦虑、呼吸困难、睡眠困难等。而最新研究更是表明,许多新冠康复者的肠道菌群仍然处于失调状态。那么,肠道菌群与新冠肺炎(COVID-19)之间存在什么样的关联?我们是否可以从肠菌入手呢?

今天,我们共同关注新冠肺炎与肠道菌群,希望本文能够为相关的产业人士和诸位读者带来一些启发和帮助。

     
远超呼吸道感染范围

研究 COVID-19 的科学家们感到困惑的众多问题之一是,新冠肺炎的症状各种各样,远远超出了常见呼吸道感染的范围:从嗅觉丧失到血栓、从中风到肢体疼痛,以及变色的脚趾。其中一个最常见的非呼吸系统临床症状是胃肠疾病。多达 50%的 COVID-19 患者会出现恶心、腹泻和/或腹痛。而根据加拿大的一篇综述论文,在一项大型研究中,有 16%的患者只有这些症状。

研究表明,引起 COVID-19 的 SARS-CoV-2 病毒可以直接攻击胃肠道的上皮细胞,通过血管紧张素转换酶 2(ACE2)分子通道进入。这些上皮细胞表达高水平的 ACE2,就像肺部(感染的主要部位)的细胞一样。

但是肠道不仅仅是病毒攻击的一个被动目标。有证据表明,肠道也是决定 COVID-19 严重程度的一个因素。过去十年的大量研究表明,消化道中的微小生物——肠道菌群——在保护机体免受病原体侵害和调节免疫系统对感染的反应方面发挥着至关重要的作用,对 COVID-19 来说似乎也是如此。

数万亿的细菌、真菌、病毒和其他单细胞生物居住在胃肠道中,形成了一个动态的共生生态系统。而我们每个人都有自己独特的菌群。当我们的肠道菌群处于一个多样化、健康和平衡的状态时,它们支持我们免疫系统的正常功能。当这种平衡被打乱(科学家称之为菌群失调)时,我们的防御能力受到损害,我们就更容易受到感染。

众所周知,肠道菌群的多样性会随着年龄的增长而下降。同样,肠道菌群的改变与慢性疾病之间存在关联,如肥胖、糖尿病和心血管疾病——这些疾病使人更加容易患上严重的 COVID-19。虽然目前还没有证据表明 COVID-19 的严重程度与肠道菌群失调之间有直接关系,但证据正在不断增加。

     
肠道菌群与COVID-19

在 2021 年对 100 名 COVID-19 住院患者开展的一项研究中,香港中文大学(Chinese University of Hong Kong)的黄秀娟教授(Siew C. Ng)和她的同事发现,总体而言,患者的肠道菌群(通过粪便样本测量)的多样性明显低于疫情前对照组的样本,无论患者是否服用过抗生素或其他药物。而且,COVID-19 患者中缺乏一些有益的菌种,且肠道菌群的紊乱程度与疾病的严重程度和炎症症状的增加相关。

黄解释说:“在 COVID-19 患者中,几种已知的具有免疫调节功能的肠道微生物被耗尽。”黄是香港中文大学肠道微生物研究中心的副主任,她表示,它们的消耗可能是“细胞因子风暴”的一个因素,“细胞因子风暴”是一种危险的高炎症状态,有时会在 COVID-19 患者中出现。

这种情况是我们的肠道菌群可能影响 COVID-19 严重程度的几种方式之一。在巴黎圣安东尼医院(Saint-Antoine Hospital)研究肠道微生物与免疫系统关系的 Harry Sokol 表示,其确切机制尚不清楚,“但我们可以进行假设”。

他认为,“在感染的早期阶段,肠道菌群的改变会导致菌群衍生的代谢产物减少,而这些产物对控制感染很重要。”在 2021 年由 Sokol 领导的一项研究中观察到了这种变化,在该研究中,研究人员用 SARS-CoV-2 感染了猕猴。

Sokol 表示,在 COVID-19 的后期阶段,某些菌群的减少可能会影响肠道的完整性。这些微生物通常会产生有助于维持肠道内壁的物质,包括丁酸等短链脂肪酸。因此,关键细菌水平较低可能会导致“肠漏”,这反过来又可能导致促炎因子渗出,加剧细胞因子风暴,从而导致严重 COVID-19 病例中出现的广泛器官损伤。

肠道本身和其他器官的损害可能是炎症、病毒攻击或 ACE2 正常功能被破坏的结果。在肠道中,ACE2 发挥着许多作用,包括调节肠道菌群生态。因此,目前还不清楚是 COVID-19 导致了不健康的肠道,还是不健康的肠道导致了严重的 COVID-19。Sokol 说:“很可能两者都是真的,而且相互关联。”

肠道微生物可以通过与肺部细胞交换化学信号来影响 COVID-19 的结局。最近发现的“肠-肺轴”和大多数生物轴一样,是双向的:肠道菌群会影响肺部对感染的反应,而肺部炎症也可以改变肠道菌群。

例如,巴西科学家今年早些时候发表的一项综述研究发现,研究表明,从肠道菌群发送并由肺部细胞接收的化学信号,可以帮助保护小鼠免受流感病毒的感染,而给小鼠注射抗生素会破坏它们的肠道菌群,从而降低它们对流感的免疫应答。

如果人类感染 COVID-19 也是如此,临床医生应该谨慎使用抗生素治疗 COVID-19 患者——当然,除非他们有继发性细菌感染。

     
治疗和预防的新方法

随着科学家对肠道在 COVID-19 中的作用有了更多的了解,对治疗和预防 COVID-19 方面也产生了一定的启发。监测肠道健康可能是预测 COVID-19 严重程度的一种方法,而使用益生菌和改善饮食来促进菌群生长被证明可能是一种有价值的策略。

黄指出,她所在的机构正在进行几项使用特殊配方的益生菌混合物的随机试验:这些试验旨在降低诸如老年人和糖尿病患者等易感人群患 COVID-19 的风险,并改善他们对 COVID-19 疫苗的反应。其他研究人员也在测试使用益生菌以及将粪便菌群移植给肠道菌群不足的 COVID-19 患者的可能益处。

这甚至可能为可怕的“长期 COVID-19”提供经验。在2021年的研究中,黄和她的同事们发现,当病毒已经无法被检测出来时,许多 COVID-19 康复患者体内仍然存在肠道菌群失调问题,这可能会导致持续的健康问题。

该研究对一些患者在康复后进行了 30 天的随访,作者认为需要对这个问题进行更长时间的随访。黄说:“对康复患者来说,建议他们食用已知对肠道菌群有益的饮食或适当活动,如增加纤维摄入量、服用益生菌和锻炼,可能是明智的举动。”当然,这些建议其实在任何情况下都是合理的。

原文链接:

https://www.scientificamerican.com/article/gut-reactions-microbes-in-the-digestive-tract-influence-covid-severity/

作者|Katrin Legg

编译|書7464

审校|617

编译|晴晴大人

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