Nature探索免疫系统怎样维持肠道菌群的平衡

　　

生活在肠道中的细菌由大约500到1000种不同的物种组成。它们构成所谓的肠道菌群，在消化和预防感染方面起着关键作用。与从外部入侵的病原体不同，它们是无害的，免疫系统可以耐受。人类免疫系统如何维持肠道这种微妙的平衡在很大程度上还不清楚。众所周知，A型免疫球蛋白，即IgA抗体，发挥着重要作用。这些天然的防御物质是免疫系统的一部分，并根据锁和钥匙原理非常特异地识别外源性病原体。

由伯尔尼大学和内脏外科大学医学院生物医学研究系（DBMR）的Tim Rollenske博士和Andrew Macpherson教授领导的一组研究人员最近在小鼠模型中显示，IgA抗体特异性地限制了良性细菌在多个水平上的适应性。这使免疫系统能够微调肠道内的微生物平衡。“我们已经成功地证明了免疫系统能够非常特异地识别和限制这些细菌，”该研究的主要作者Tim Rollenske博士解释道。研究结果已发表在《Nature》杂志上。

首次以自然形式产生的IgA抗体

IgA抗体是人类免疫系统中最常见的抗体，由粘膜中的专门细胞分泌。它们占人类免疫球蛋白的三分之二。令人惊讶的是，人体产生的大多数IgA抗体都针对肠道菌群中的良性细菌。如果没有这种免疫保护，这些微生物也可能对健康产生有害影响并导致肠道疾病。然而，IgA抗体如何调节肠道内双方同意共存的奥秘仍未解决。

原因是：到目前为止，在动物模型中研究天然形式的IgA抗体是不可能的。然而，在他们的实验中，由Tim Rollenske和Andrew Macpherson领导的研究人员能够克服这一障碍。他们成功地产生了足够数量的IgA抗体，专门针对一种大肠杆菌，一种典型的肠道细菌。抗体识别并结合微生物膜上的一个构建块。

抗体会损害细菌的健康

在研究人员进行了三年的实验中，他们成功地精确地跟踪了无菌小鼠肠道的体外和体内效应。这些抗体被发现以多种方式影响细菌的适应性。例如，细菌的流动性受到限制，或者阻碍了细菌代谢糖的吸收。这种效果取决于具体识别的表面成分。“这意味着免疫系统显然能够通过不同的方法同时影响肠道良性细菌”，德国癌症研究中心的合著者Hedda Wardemann解释道。因此，研究人员谈到IgA并行性。

为什么免疫系统在有效地消灭致病性入侵者的同时，与肠道中的良性细菌达到平衡，这个问题还有待最终澄清。“然而，我们的实验表明，IgA抗体可以微调人体机体和肠道菌群之间的平衡，”DBMR的Andrew Macpherson和合著者Inselspital解释道。这一发现不仅建立在对肠道免疫系统的基本了解的基础上，还可以为疫苗的开发做出贡献。Tim Rollenske补充道：“准确了解抗体识别肠道微生物的方式和位置，也将使我们能够更有针对性地开发针对病原微生物的疫苗。”

原文检索：Nature
DOI
10.1038/s41586-021-03973-7