蠕虫(和病菌)可能是预防过敏的答案

研究人员发现蠕虫和肠道细菌协同作用以预防过敏

半个多世纪以来,过敏反应的焦点一直是抗体,即免疫球蛋白 E(IgE)。识别过敏原后,IgE 会向免疫系统其余部分发送信号,导致多种细胞(如肥大细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞)激活,从而迅速出现症状。如果没有任何形式的干预,例如在最严重的情况下使用肾上腺素,后果可能非常严重。

但 IgE 仅仅是触发因素。弄清楚免疫系统在儿童时期如何发育以产生这些抗体,从而描绘出一幅更大的图景。最重要的风险因素似乎是接触过敏原。接触过敏原(如尘螨和蟑螂)的次数越多,日后患过敏的可能性就越大。然而,这已经被其他研究反驳,这些研究表明,农村生活方式以及接触环境的各个方面可以降低患此病的几率。

对这种争议的解释始于 20 世纪 90 年代,当时提出了一个理论问题:过敏的原因会不会不是过敏原,而是一种微生物实体?流行病学数据显示,发达国家(高)和发展中国家(低)的过敏患病率存在显著差异。也许低资源国家提供的微生物暴露在第一世界国家是看不到的。至于那种微生物,答案似乎相对简单:蠕虫,即肠道寄生虫。

在接下来的十年里,该理论得到了检验,似乎得到了证实。出于某种原因,某些蠕虫种类能够减轻过敏负担,并为那些已经患有过敏的人提供保护。作用机制花了更多时间才发展出来,但最终发现它是免疫系统对过敏原反应方式的改变。反应不是加剧,而是被抑制,甚至完全平息。在炎症性疾病中也观察到了类似的镇静作用。

进一步探究镇静作用背后的机制,发现了一些新的发现,包括一种通常与过敏无关的特定细胞类型的参与。它被称为 G 蛋白偶联受体 41(GPR41)。这种分子识别多种称为短链脂肪酸(SCFA)的分子,并参与能量代谢。然而,这种分子也可以影响免疫反应。当存在 SCFA 时,炎症会得到缓解。但它的缺失会增加炎症和过敏反应的风险。

GPR41 的发现给蠕虫理论带来了一个小问题。这种分子与蠕虫几乎没有关联。相反,它主要受肠道微生物存在的影响。它们产生大部分 SCFA,并驱动任何下游的 GPR41 通路。有一些证据表明肠道细菌也预防食物过敏方面发挥作用,但总的来说,重点一直放在炎症性疾病神经功能障碍上。

但上周,一个国际研究小组揭示了 GPR41、蠕虫和过敏之间的联系。他们的工作准确地展示了蠕虫如何调节免疫系统来帮助对抗过敏。该研究还揭示了肠道微生物如何促进增强蠕虫的疗效。

该团队在实验中使用了小鼠。研究小组用蠕虫 Heligmosomoides polygyrus bakeri 感染了小鼠。为了确定肠道微生物群的影响,其中一些小鼠接受了抗生素预处理,以清除它们在肠道中的存在。还采集了小鼠的血液,以在正常条件下以及诱导过敏时寻找任何免疫学变化的迹象。

当数据返回时,研究人员毫不意外地发现蠕虫在减轻过敏诱导的严重程度方面发挥了作用。仔细研究了其发生机制,研究小组发现蠕虫以某种方式调节了免疫反应,使其对过敏原更具耐受性。肠道细菌也提供了帮助,表明它们起到了协同作用。

令他们感到惊讶的是蠕虫如何改变了细菌群落。当蠕虫存在时,它们引起了细菌组成的改变,导致有益细菌水平升高。这背后的机制尚不完全清楚,尽管有一些证据表明蠕虫产生的副产品可能会损害一些不利的细菌物种。

这项研究揭示了蠕虫和肠道微生物群的结合如何能够预防严重的过敏反应。当然,这只适用于小鼠;将其应用于人类还需要时间和更多的研究。然而,天然过敏缓解的潜力是存在的,并且有一天可能导致一种不同类型的过敏药物。不需要化学物质和激素,只需要吃一些蠕虫。

 

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自青少年时期起,Jason Tetro就把实验室视为他的第二个家。他在微生物学和免疫学方面的经验使他涉足多个领域,包括血液传播、食品和水病原体;环境微生物学;消毒和防腐;以及SARS、禽流感和寨卡病毒等新兴病原体。他目前是圭尔夫大学的访问科学家。在公众中,Jason更广为人知的名字是“The Germ Guy”(细菌 guy),他经常在媒体上以其有时非传统的视角解读科学。Jason著有两本书:《The Germ Code》(2014年入围年度科学图书奖)和《The Germ Files》(曾连续几周登上全国畅销书榜)。他还合编了《The Human Microbiome Handbook》(人类微生物组手册),该书从学术角度探讨了微生物对人类健康的影响。他住在多伦多。

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