综述:肠道微生物群及其代谢产物与甲状腺疾病:功能与机制

《Frontiers in Immunology》:Gut microbiota and its metabolites with thyroid diseases: functions and mechanisms

【字体: 时间:2026年05月21日 来源:Frontiers in Immunology 5.9

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  肠道微生物群是定植于胃肠道的复杂动态微生物生态系统,已成为调控人体生理的关键调节因子,其影响远超出消化范畴。近期研究揭示了“肠-甲状腺轴”这一双向通讯网络的存在,该轴提出肠道微生物群落及其种类繁多的生物活性代谢产物是甲状腺健康与疾病发病机制的核心调节因子。本综

  
肠道微生物群是定植于胃肠道的复杂动态微生物生态系统,已成为调控人体生理的关键调节因子,其影响远超出消化范畴。近期研究揭示了“肠-甲状腺轴”这一双向通讯网络的存在,该轴提出肠道微生物群落及其种类繁多的生物活性代谢产物是甲状腺健康与疾病发病机制的核心调节因子。本综合学术综述整合现有证据,阐明肠道微生物群及其代谢产物(如短链脂肪酸、次级胆汁酸、脂多糖)影响甲状腺疾病的多方面功能与机制。研究人员详细阐述了这些微生物组分如何调控全身免疫、影响甲状腺激素代谢、维持肠道屏障完整性及调节营养素吸收,进而参与自身免疫性甲状腺疾病、甲状腺功能紊乱及潜在甲状腺癌的发生发展。此外,综述探讨了该认知的临床转化意义,包括以益生菌、益生元及饮食调整等菌群靶向干预作为甲状腺疾病管理的辅助治疗策略的潜力。通过整合人类研究与动物模型结果,本综述旨在为理解肠-甲状腺关联提供机制框架,并强调内分泌学领域精准医学方法的未来研究方向。
1 引言
甲状腺疾病尤其是桥本甲状腺炎(Hashimoto’s thyroiditis, HT)、Graves病(Graves’ disease, GD)等自身免疫性疾病,是全球重大健康负担且发病率持续上升。其发病机制涉及遗传易感性、环境触发因素与免疫失调的复杂交互,数十年来研究主要聚焦于宿主内在因素。然而,肠-甲状腺轴的提出标志着范式转变,该框架将肠道微生物群定位为甲状腺生理与病理的关键外在调节因子,表明肠道与甲状腺的远端通讯并非偶然,而是健康与疾病的核心决定因素。
人类肠道微生物群常被称为“微生物器官”,由与宿主共进化的数万亿细菌、病毒、真菌及古菌组成,执行营养素代谢、病原体防御及全身免疫系统教育与调控等关键功能。其核心作用之一是产生大量生物活性代谢产物,如短链脂肪酸(short-chain fatty acids, SCFAs)、次级胆汁酸及吲哚衍生物,这些分子作为信号分子进入体循环,直接或间接调控宿主代谢、免疫反应与内分泌信号,使肠道从被动消化单元转变为具有广泛全身效应的活跃内分泌与免疫调节界面,可影响包括甲状腺在内的胃肠外器官。
本综述旨在整合现有证据,系统分析肠道微生物群、其代谢输出与甲状腺疾病的复杂关联,深入解析免疫调节、内分泌干扰、肠道屏障完整性维持及营养素调控四大核心机制,探讨特定甲状腺疾病相关的菌群特征与代谢谱改变,明确菌群失调如何启动并延续疾病进程。综述重点关注特定微生物代谢产物直接调控甲状腺激素合成、外周转化及免疫稳态的功能机制,同时批判性审视肠道微生物群与常用甲状腺药物间的双向交互作用,阐释微生物活动如何影响药物疗效与代谢结局,最终为超越相关性、迈向因果性的菌群诊断与靶向治疗提供机制与转化框架。
1.1 肠-甲状腺轴的概念基础
肠-甲状腺轴的概念是内分泌学的重要演进,将甲状腺健康从孤立的腺体系统重新定义为与胃肠道生态系统深度整合的系统。该框架提出肠道微生物群(定植于人类肠道的数万亿微生物)与甲状腺之间存在动态的双向通讯网络。其核心认知在于肠道微生物群发挥类虚拟内分泌器官功能,可产生并调控大量影响远端器官的生物活性分子。对甲状腺而言,其功能不仅受经典下丘脑-垂体-甲状腺(hypothalamic-pituitary-thyroid, HPT)轴调控,还深受源自肠道的信号塑造。这一范式挑战了传统观点,将肠道微生物组成与代谢输出确立为甲状腺生理及从自身免疫病到功能损伤的疾病发病机制中可调控的关键环境因素。
该轴的建立得到多学科证据的支撑:临床层面,肠道菌群失调(dysbiosis)与HT、GD、甲状腺功能减退等多种甲状腺疾病存在稳定关联,菌群失调可破坏关键微生物代谢产物生成与生物利用度、损害必需微量营养素吸收、改变局部与全身免疫反应,从而促进自身免疫性甲状腺疾病发病并影响甲状腺激素代谢;实验层面,动物模型证实通过益生菌、抗生素或粪菌移植(fecal microbiota transplantation, FMT)调控肠道微生物群可直接改变甲状腺激素水平、调节针对甲状腺组织的自身免疫反应并改变甲状腺疾病进程,其中将GD患者肠道微生物群移植至小鼠可成功诱导GD表型(血清游离甲状腺素FT4与促甲状腺激素受体抗体TRAb升高、促甲状腺激素TSH降低)的研究提供了直接因果证据;机制层面,研究已阐明短链脂肪酸、次级胆汁酸、脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)等微生物代谢产物的具体通讯通路,这些产物可通过调控宿主免疫、影响激素转化酶(脱碘酶)、维持肠道屏障完整性及改变碘、硒等必需营养素吸收发挥作用。因此,肠-甲状腺轴并非隐喻概念,而是具体的生理通路,肠道微生物组作为环境因素与全身内分泌-免疫稳态的关键接口,最终决定甲状腺健康轨迹。
2 核心机制
2.1 免疫系统调控与自身免疫启动
肠-甲状腺轴揭示肠道微生物群及其代谢产物在免疫系统训练中扮演基础角色,该复杂生态系统的失衡可破坏免疫耐受,主动启动GD与HT的自身免疫进程。其机制具有多面性,涉及直接微生物信号、代谢产物的免疫调节作用及肠道屏障的关键破坏。
菌群失调通过破坏T细胞群体平衡精准调控免疫系统,这是自身免疫性甲状腺疾病(autoimmune thyroid disease, AITD)病理的核心。健康的多样化微生物群促进调节性T细胞(regulatory T cells, Tregs)分化,其对维持免疫耐受、预防自身免疫至关重要。反之,以厚壁菌门/拟杆菌门(Firmicutes/Bacteroidetes)比值降低为特征的菌群失调会打破这一平衡,驱动促炎性辅助性T细胞17(T helper 17, Th17)扩增同时抑制Tregs群体,形成主导性的Th17/Treg比值,助长慢性炎症并为自身免疫攻击提供细胞环境。这种T细胞失衡并非仅存在关联:特定的“病原共生菌”可从肠道移位至脾脏、淋巴结等全身部位,直接诱导TH17细胞分化并触发自身免疫抗体产生的级联反应。
细菌的代谢产物介导强大的免疫调节作用。有益短链脂肪酸(如罗斯氏菌属Roseburia产生的丁酸盐)对维持肠道屏障至关重要,且具有支持Tregs功能的强效抗炎特性。菌群失调会减少SCFAs生成,削弱肠道黏膜层并引发“肠漏”。这使得LPS等细菌成分进入血液,LPS作为强效内毒素结合免疫细胞上的Toll样受体(如TLR4),激活PI3K-AKT-IKKα、核因子κB(nuclear factor kappa-B, NF-κB)等炎症通路,驱动全身炎症并直接损害免疫调节。此外,微生物群通过抗原呈递影响免疫反应:“分子模拟”现象发生时,被微生物抗原激活的免疫细胞会错误识别并与结构相似的人类甲状腺蛋白(如甲状腺过氧化物酶、甲状腺球蛋白)发生交叉反应,从而启动针对甲状腺的靶向自身免疫攻击。
2.2 调控甲状腺激素代谢
肠道微生物群及其代谢产物通过被称为肠-甲状腺轴的多层双向关系,关键调控甲状腺激素(thyroid hormones, THs)代谢,主要通过直接酶活性、肠肝循环及对肠道屏障完整性与营养素吸收的深远影响实现。例如,特定肠道细菌可产生β-葡萄糖醛酸酶,负责去结合经胆汁排泄的THs(如T4、T3),使激素可被重吸收入血,这一循环称为肠肝循环,直接影响全身TH水平。功能完整的肠道屏障(由关键微生物代谢产物维持)对该过程及TH合成辅因子的吸收至关重要。
微生物代谢产物是该过程的核心中介,其中丁酸盐、丙酸盐等SCFAs作用尤为显著。这些SCFAs不仅是结肠细胞的主要燃料,帮助维持肠道屏障完整性、预防“肠漏”,还可发挥全身免疫调节与代谢效应。2025年一项Graves眼病研究显示,丁酸盐治疗可标准化小鼠模型的血清TH水平;另一项2025年的研究描述指出,脆弱拟杆菌(Bacteroides fragilis)及其代谢产物丙酸盐通过调控肠-甲状腺轴,与传统药物协同治疗GD显示出治疗潜力。反之,菌群失调与屏障破坏可导致LPS等细菌成分移位,促进全身炎症,可能扰乱肝脏TH代谢与脱碘酶活性。
最后,肠道微生物群深刻影响TH合成与活化所需的必需微量元素生物利用度。碘、硒、铁、锌的吸收直接受肠道细菌组成与代谢活动的调控。研究显示,作为营养素吸收主要部位的小肠微生物组在甲状腺功能减退与HT患者中发生显著改变,这种菌群失调可损害这些微量营养素的摄取。此外,THs本身调控肠道动力与微环境,形成塑造微生物组成的反馈回路。这种紧密耦合的双向交互凸显了肠道微生物组作为TH稳态总调节因子的作用。
2.3 维持肠道屏障与全身炎症
肠道屏障完整性与全身炎症控制是通过肠道微生物群及其代谢产物影响甲状腺健康的两个相互关联的支柱。健康的肠道微生物群对维持肠道屏障的物理与功能完整性至关重要,该屏障是分隔肠腔与体循环的选择性守门人。关键微生物代谢产物(尤其是膳食纤维发酵产生的SCFAs)是结肠细胞的主要能量来源,对加固密封肠道黏膜的紧密连接蛋白至关重要。反之,以微生物群落失衡为特征的菌群失调会导致有益SCFAs缺乏,削弱紧密连接,增加肠道通透性(即“肠漏”)。这种屏障破坏允许LPS等细菌成分移位入血,触发全身免疫激活的级联反应。
菌群失调不仅损害屏障功能,还直接助长对甲状腺稳态有害的慢性低度全身炎症。一旦LPS穿过受损的肠道屏障,便作为强效内毒素结合免疫细胞上的模式识别受体(如TLR4),激活NF-κB、PI3K-AKT等主要炎症信号通路,驱动促炎细胞因子(如IL-6、TNF-α)产生,形成广泛的炎症环境。关键的是,这种全身炎症可扰乱精细调控的HPT轴,并可能直接损害甲状腺细胞功能。近期研究强调小肠(甲状腺激素吸收与营养素摄取发生的代谢最活跃的肠道区域)是该过程的关键部位:研究发现HT患者的小肠细菌过度生长(small intestinal bacterial overgrowth, SIBO)患病率是健康对照的两倍以上,SIBO本身会诱导局部炎症并进一步削弱肠道屏障,形成延续肠道功能障碍与甲状腺病理的恶性循环。
此外,菌群失调驱动的炎症状态深刻扰乱局部与全身免疫调节,直接促进甲状腺自身免疫。炎症环境与改变的微生物信号使肠道相关淋巴组织中的免疫细胞分化发生偏移,促炎性Th17细胞增加、抗炎性Tregs减少,这种Th17/Treg比值失衡是GD与HT等AITDs中观察到的关键免疫检查点。肠道屏障的破坏也使免疫系统暴露于更广泛的微生物抗原中,部分抗原与甲状腺过氧化物酶、甲状腺球蛋白等甲状腺蛋白存在结构相似性,通过“分子模拟”机制,被训练用于攻击这些细菌抗原的免疫系统会错误发生交叉反应,启动针对甲状腺本身的自身免疫攻击。因此,肠道菌群失调启动了一系列事件——屏障破坏、全身炎症与免疫失调,共同侵蚀自身耐受,点燃许多甲状腺疾病核心的自身免疫进程。
2.4 影响微量元素吸收
肠道微生物群深刻影响必需微量元素的吸收与生物利用度,这对甲状腺激素合成、调控及整体腺体功能至关重要。这种双向交互是饮食-肠道-甲状腺轴的核心。菌群失调可显著改变肠道环境,直接损害宿主获取与利用碘、硒、铁、锌、铜等关键微量营养素的能力。例如,特定肠道细菌及其代谢活动对碘(甲状腺激素合成的基石)的肠道吸收不可或缺;硒与锌(甲状腺激素活化酶的关键辅因子)的可用性也深受微生物代谢调控。2024年一项临床研究直接证实了这一关联:甲状腺结节患者的血清硒、锌水平显著低于健康对照,且与有益乳杆菌属(Lactobacillus)丰度降低相关,表明即使膳食摄入充足,肠道菌群失调也可表现为功能性微量营养素缺乏,从而形成阻碍最佳甲状腺功能的生理状态。
肠道微生物群介导这一影响的机制具有多面性。首先,健康的微生物群有助于维持最佳肠道pH值,并产生SCFAs等代谢产物,增强铁等矿物质的溶解度与吸收。某些有益菌株还可进行生物转化,将膳食化合物转化为生物利用度更高的形式,例如发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)已被证实可通过三价铁还原活性促进铁吸收。反之,菌群失调常导致肠道炎症与屏障功能受损(“肠漏”),这种受损环境会扰乱正常的吸收过程,并可能导致竞争性拮抗相互作用:病原菌可能直接螯合微量元素以满足自身生长需求,有效剥夺宿主资源;此外,慢性炎症可改变宿主参与营养素摄取的转运蛋白的表达。这种关系也是双向的,这些微量元素的水平反过来也可塑造微生物群的组成:膳食碘补充已被证实可改变小鼠肠道菌群组成,铁水平显著影响特定细菌群体的生长,缺铁常与菌群失调状态相关,从而形成甲状腺相关营养素状态与肠道微生物生态持续相互影响的正反馈回路。
最终,这种微生物-营养素轴的失调可直接促进甲状腺病理生理学改变。碘、硒、铁、锌等关键元素缺乏是甲状腺功能紊乱的既定风险因素,且在HT、GD等自身免疫性甲状腺疾病中频繁观察到。例如,铁是甲状腺过氧化物酶有效利用碘所必需的,缺铁性贫血在甲状腺功能减退患者中常见;硒缺乏会损害抗氧化防御及甲状腺激素T4向活性更高的T3的转化。因此,当菌群失调诱发或加重此类微量营养素缺乏时,会形成允许甲状腺功能紊乱的环境,可表现为激素合成受损、甲状腺组织氧化应激增加及免疫反应失调,所有这些都可能降低甲状腺疾病发生或进展的阈值。这一机制见解将肠道微生物群定位为通过充当必需营养辅因子的守门人调控甲状腺健康的关键调节因子。
3 关键肠道微生物代谢产物的具体机制
肠道微生物群产生复杂的代谢产物阵列,作为肠-甲状腺轴中的主要信号分子。这些化合物(包括SCFAs、次级胆汁酸、吲哚与LPS)通过影响免疫反应、激素代谢与全身炎症,直接或间接调控甲状腺生理。其生成与平衡高度依赖健康、多样化的微生物群落,菌群失调可导致促进甲状腺功能紊乱与自身免疫疾病的代谢产物谱。
3.1 短链脂肪酸
SCFAs(包括丁酸盐、丙酸盐与乙酸盐)的核心作用机制集中于其深刻的全身免疫调节效应及维持肠道屏障完整性的功能。作为膳食纤维发酵的代谢产物,SCFAs被吸收入循环后作为信号分子发挥作用:它们抑制组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylases, HDACs),导致表观遗传修饰,促进抗炎性Tregs的分化与功能,同时抑制NF-κB等促炎通路。同时,SCFAs作为结肠细胞的主要能量来源,对加固肠道上皮的紧密连接至关重要。SCFAs缺乏会损害这一屏障,即“肠漏”状态,允许免疫原性物质移位。
相关疾病倾向显示,SCFA缺乏与自身免疫性甲状腺疾病(尤其是HT与GD)密切相关。以产SCFAs细菌(如粪杆菌属Faecalibacterium)减少为特征的菌群失调,会破坏Tregs与促炎性Th17细胞之间的微妙平衡,使免疫系统向促炎状态倾斜,降低自身免疫阈值,促进针对甲状腺过氧化物酶(thyroid peroxidase, TPO)与甲状腺球蛋白(thyroglobulin, Tg)等甲状腺抗原的自身抗体产生。由此产生的慢性炎症与免疫耐受丧失是AITD发病的标志。
3.2 次级胆汁酸
次级胆汁酸(如脱氧胆酸deoxycholic acid, DCA与石胆酸lithocholic acid, LCA)作为强效内分泌信号分子,由肠道细菌通过修饰肝脏分泌的原生胆汁酸产生。其核心机制涉及激活特异性核受体,最显著的是法尼醇X受体(Farnesoid X Receptor, FXR)与G蛋白偶联胆汁酸受体TGR5。FXR在肝脏的激活调控胆固醇与葡萄糖稳态,而TGR5在组织中的激活刺激能量消耗。关键的是,通过这些受体的信号传导还可发挥广泛的抗炎效应,影响全身代谢与炎症张力,间接调控甲状腺激素敏感性与代谢功能。
次级胆汁酸谱改变相关的疾病倾向在GD中最明显。临床研究一致显示GD患者的特定次级胆汁酸血清水平发生显著改变,例如DCA与熊去氧胆酸(ursodeoxycholic acid, UDCA)降低。这种缺乏可能削弱通过FXR与TGR5的关键抗炎信号,从而促进GD特征的免疫失调。此外,这种胆汁酸代谢紊乱被认为与甲状腺功能亢进状态下常见的剧烈代谢紊乱(如快速体重减轻与血脂谱改变)相关。
3.3 吲哚及其衍生物
吲哚(如吲哚-3-乙酸)源自细菌对必需氨基酸色氨酸的代谢。其主要作用机制是作为芳香烃受体(aryl hydrocarbon receptor, AhR)的配体,AhR是在免疫细胞与肠道上皮中高表达的转录因子。有益吲哚衍生物激活AhR对维持黏膜免疫至关重要:它加固肠道屏障,促进保护性细胞因子(如白细胞介素-22, interleukin-22, IL-22)的产生,并支持上皮内淋巴细胞与Tregs的维持,从而强化肠道的第一道防线,培育局部抗炎环境。值得注意的是,合成吲哚衍生物也被设计为甲状腺激素受体β(Thyroid Hormone Receptor Beta, TRβ)的高选择性激动剂,证明存在影响甲状腺激素信号的直接通路。
相关疾病倾向涉及色氨酸代谢失衡的后果。菌群失调可使该通路转向产生益处较低或有害的代谢产物。AhR通路信号传导减弱可损害黏膜免疫与屏障功能,促进全身炎症,这种炎症环境是自身免疫性甲状腺炎发病的关键特征。吲哚类化合物对TRβ的潜在直接调控也为管理甲状腺激素相关代谢紊乱(如血脂异常)提供了新的治疗途径,且不会对心脏产生不利影响。
3.4 脂多糖
LPS是革兰阴性菌外膜的强效促炎内毒素,其核心机制集中于触发先天免疫激活。在菌群失调与肠道通透性增加(“肠漏”)的条件下,LPS移位进入体循环,随后结合免疫细胞与其他组织上的TLR4复合物,激活NF-κB与MAPK等主要炎症信号通路,导致TNF-α、IL-1β、IL-6等促炎细胞因子大量产生。这种全身炎症可直接抑制HPT轴,扰乱甲状腺激素转运蛋白与脱碘酶的表达,并造成损害组织的氧化环境。肠道微生物群及其代谢产物被提出可调控脱碘酶(DIO1、DIO2、DIO3)表达与甲状腺激素转运蛋白(MCT8、MCT10、OATP1C1)功能,但证据仍零散且常存在矛盾:临床前研究显示丁酸盐通过组蛋白去乙酰化酶抑制与GPR41/43信号传导上调啮齿类棕色脂肪组织的Dio2表达,而次级胆汁酸(如DCA)通过激活TGR5增强DIO2介导的产热;但人类数据存在惊人不一致:一项研究报道健康成人粪便丁酸盐与血清T3/T4比值呈正相关,而另一项在HT患者中发现无此关联,可能源于膳食纤维、药物使用或病程的差异。同样,肠道来源的LPS在动物模型中通过TLR4-NF-κB信号传导抑制DIO2并诱导DIO3,解释“正常甲状腺病态综合征”,但人类离体脂肪组织研究显示LPS效应高度依赖基线炎症状态与性别,部分样本无反应。关于甲状腺激素转运蛋白的证据更为初步且存在争议:一项研究显示抗生素诱导的小鼠肠道耗竭使肝脏Mct10表达降低40%,但另一项使用不同抗生素方案的研究未发现改变,凸显抗生素类别、处理时长与基线菌群组成的关键影响。关键的是,尚无人类研究直接检测益生元、益生菌或FMT是否改变甲状腺相关组织中的MCT8/MCT10表达,使肠道菌群失调与组织特异性甲状腺激素抵抗的关联纯粹停留在推测层面。因此,尽管受控模型中的机制通路看似合理,该领域必须超越描述性关联,迈向标准化的纵向人类队列与干预试验,以解决这些冲突并建立因果关系。
与循环LPS水平升高(即代谢性内毒素血症)最密切相关的疾病倾向是HT。LPS驱动的慢性低度炎症是HT发病的关键贡献者,这种炎症环境不仅扰乱正常甲状腺功能,还促进自身反应性淋巴细胞活化与免疫耐受破坏。此外,LPS可作为免疫佐剂,可能降低针对甲状腺自身抗原的免疫反应的阈值并放大该反应,从而直接助长HT的自身免疫破坏性进程。
4 肠道菌群失衡与甲状腺疾病
4.1 桥本甲状腺炎
HT病理学的基石是肠道上皮屏障的破坏(即“肠漏”),这种状态深受肠道菌群失调的影响。近期临床研究显示,无论甲状腺激素水平如何,HT患者的SIBO患病率显著高于健康人群(超过两倍)。这种局部微生物过度生长(尤其涉及革兰阴性菌)会引发一系列有害效应:这些细菌削弱肠道上皮细胞间的紧密连接,其外膜成分LPS穿过受损屏障进入体循环。LPS作为强效内毒素结合免疫细胞上的TLR4,激活NF-κB等关键炎症通路,驱动TNF-α、IL-6等促炎细胞因子产生,形成作为免疫失调基础的慢性低度全身炎症。
可渗透肠道与LPS移位驱动的全身炎症直接破坏宿主免疫系统的微妙平衡,创造适合自身免疫的环境。HT中观察到特征性且明确的免疫偏移:促炎性Th17细胞与抗炎性Tregs之间的显著失衡。肠道菌群失调是这种失衡的主要驱动因素:健康的肠道微生物群通过SCFAs等代谢产物促进Tregs的分化与功能,从而维持免疫耐受;但在HT中,菌群失调状态常表现为产SCFAs细菌减少,这种缺乏加上LPS的炎症信号,促进Th17细胞扩增同时抑制Tregs群体,升高的Th17/Treg比值助长促炎环境,降低自身免疫反应的阈值。关键的是,这种起源于肠道的免疫失调状态促进了自身反应性T与B淋巴细胞活化,导致针对TPO、Tg等甲状腺特异性抗原的自身抗体产生,这是HT的血清学与病理学标志。
4.2 Graves病
GD患者的肠道菌群组成与健康人群存在显著改变,这种菌群失调以总体微生物多样性显著降低为特征,包括产SCFAs细菌的特异性缺乏。值得注意的是,拟杆菌属(Bacteroides)、戴阿利斯特杆菌属(Dialister)、粪球菌属(Coprococcus)、巨单胞菌属(Megamonas)等有益菌属在GD患者中耗竭。同时,主要细菌门的相对丰度发生偏移,通常拟杆菌门增加、厚壁菌门减少,导致厚壁菌门/拟杆菌门比值紊乱。部分研究还报道特定细菌(包括乳杆菌属Lactobacillus、普雷沃菌属Prevotella、韦荣球菌属Veillonella、丹毒丝菌纲Erysipelotrichia)丰度增加。这种功能失调的微生物生态系统导致肠道代谢输出显著改变:有益SCFAs(如丁酸盐、丙酸盐、乙酸盐)水平降低,促炎性细菌成分(如LPS)在血液中循环的水平升高。
改变的肠道微生物群通过破坏全身免疫稳态直接驱动GD的自身免疫病理。SCFAs缺乏削弱了它们通常提供的抗炎与免疫耐受信号;同时,升高的LPS(内毒素血症)作为强效炎症触发因子结合TLR4。这种双重失衡促进关键免疫细胞群体的偏移:减少调节性T细胞的数量与功能,同时有利于促炎性Th17细胞扩增,形成致病性的Th17/Treg失衡。关键的是,体外研究显示LPS直接导致B细胞分布紊乱——记忆B细胞减少、初始B细胞增加——这是免疫耐受丧失的关键步骤,这种级联失调降低了自身免疫阈值,促进自身反应性B细胞活化,最终导致GD特征性的促甲状腺激素受体自身抗体产生。
4.3 甲状腺功能减退
甲状腺功能减退中的肠道菌群失衡以小肠微生物组的显著且持续性破坏为特征,这对甲状腺功能具有深远的生理后果。甲状腺功能减退本身与特定细菌模式相关,例如无SIBO的甲状腺功能减退患者中奈瑟菌属(Neisseria)丰度更高。这种菌群失调导致有益SCFAs生成减少,血清促炎性内毒素LPS升高。
这种特异性微生物失衡通过多个关键机制破坏肠-甲状腺轴。首先,SIBO与随之而来的炎症状态削弱肠道屏障(“肠漏”),允许LPS与其他细菌产物进入血液。其次,微生物组在甲状腺激素替代治疗(左甲状腺素)及铁、硒、碘、锌(甲状腺激素合成的关键辅因子)的吸收中发挥关键作用。第三,甲状腺功能减退状态本身可能导致肠道动力延迟
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