生命早期微生物接触和过敏风险:如何预防
过敏在日常生活中越来越常见,包括哮喘,食物过敏,过敏性鼻结膜炎,特应性皮炎等,是全球范围内最普遍的慢性炎症性疾病。
最近的证据表明,除了遗传易感性,现代化导致的生活方式的改变也发挥了重要作用。其中包括剖腹产的增加,生命早期使用抗生素的情况增加,西方化饮食和肥胖的发展,以及室内外生活方式和活动模式的变化。
这些因素大多直接或间接影响各种微生物的形成,包括细菌、病毒和真菌;而微生物在形成(早期)免疫反应方面发挥主导作用。在环境和生活方式风险因素的影响下,这种默认程序明显受到干扰。
近日,来自德国实验室医学研究所的Harald Renz等人在《Nature》发表一篇名为“Early life microbial exposures and allergy risks: opportunities for prevention”的文章,概述了与微生物接触变化有关的过敏风险因素,并重点介绍了预防过敏的机会。
构建健康的微生物
细菌微生物
在胃肠道、皮肤、口腔、鼻腔和泌尿生殖道中发现了广泛的细菌群落,其中肠道的细菌群落是研究得最好的。细菌定植在出生后几个小时开始,并在出生后的第一个月内形成,主要取决于婴儿的营养来源。
母乳喂养的婴儿表现出双歧杆菌(Bifidobacterium)、乳酸杆菌(Lactobacillus)和韦荣氏球菌(Veillonella)的优势,随着辅食的引入,这一优势转变为拟杆菌(Bacteroides)和梭状芽孢杆菌(Clostridiales)。
由于营养来源的原因,某些菌株具有明显的优势,但生命最初几年的微生物群在分类单元水平上具有很大程度的个体间和个体内异质性。
总的来说,随着时间的推移,微生物群落的多样性和丰富性不断增加。
然而,生命的最初几年也是微生物群发展的一个非常脆弱的时期,感染、发烧和抗生素治疗的发作等事件都会对微生物群产生直接或间接的影响,而且这些变化有些会随着时间的推移而持续。超过一定年龄(通常定义为3-4岁),微生物群达到稳定的组成,并持续到成
年。
现在已经确定,早期生命的微生物群在形成耐受性免疫功能、防止针对自身抗原和非自身抗原(例如,过敏原)的不良炎症反应方面具有重要作用。
耐性微生物的突出例子包括脆弱类杆菌(Bacteroides fragilis),它能产生多糖A通过Toll样受体2(TLR2)诱导调节性T细胞(Treg细胞)发育; 梭状芽胞杆菌簇IV和XIVA通过转化生长因子-β(TGFβ)诱导Treg细胞。以及其他未分类的共生菌,诱导结肠Treg细胞表达视黄酸受体相关的孤儿受体-γt (RORγt)或通过TLR-和MyD88依赖途径从初始CD4+T细胞诱导Treg细胞。
此外,营养素在促进这一微生物群-免疫轴中也起着重要作用。一个突出的例子是厚壁菌门的某些成员对淀粉的发酵,产生了短链脂肪酸(SCFA),例如丁酸。丁酸作为组蛋白脱乙酰基酶抑制剂,有利于叉头盒蛋白P3(FOXP3)的表达,因此增强了诱导的Treg细胞的抑制功能。粪杆菌(Faecalibacterium), 乳杆菌(Lactobacillus)和韦荣氏球菌(Veillonella)均属于厚壁菌门。
许多过敏和特应性患者的微生物菌群改变,主要是通过评估粪便微生物菌群来确定的。异位性皮炎患者皮肤微生物群中也有菌群失调,哮喘患者,上呼吸道和下呼吸道微生物群和食物过敏者胃肠道中也有菌群失调。甚至在临床体征和症状发作之前就可以检测到菌群失调,并且纵向研究表明,粘膜和皮肤表面微生物定植的干扰与慢性炎症反应的发展之间存在因果关系。
病毒
人体病毒包括感染宿主的病毒(真核病毒),宿主染色体中可改变宿主基因表达、表达蛋白质甚至产生感染性病毒(原噬菌体、内源性逆转录病毒和感染病毒成分)的病毒来源的基因突变,以及感染细菌微生物群成员的病毒(最重要的噬菌体)。
此外,所有成年人都长期感染病毒,这些病毒可能是常见病原体,罕见病原体或未知病原性病毒。
在婴儿肠道中发现了多种噬菌体和偶发性真核病毒。几种致病性真核病毒(例如HIV,巨细胞病毒,人乳头瘤病毒,水痘带状疱疹病毒和风疹病毒)英语音标发音方法可能会在子宫内或阴道分娩时传播给后代。 plutonium
此外,尽管子宫内病毒尚未完全鉴定,但在羊水中已检测到真核病毒[如呼吸道合胞病毒(RSV),爱泼斯坦-巴尔病毒和单纯疱疹病毒],没有明显的临床意义。数学专业排名饮食,生活条件,水质,卫生和社会经济状况等环境因素都可能影响肠道病毒的组成。双胞胎婴儿之间的密切接触也会影响病毒的共享。
中秋快乐 英语与肠道细菌菌群相似,肠道病毒在婴儿期是动态家庭英文的,在成年后是稳定的。
婴儿的噬菌体多样性较高,而成年人则较低,而一生之间个体间的病毒变异仍然很高。早期婴儿肠道病毒包括高度丰富和多样的噬菌体群落。
从出生到2岁,真核生物的病毒和细菌的菌群都会扩展,但这伴随着噬菌体病毒的组成的收缩和向着以微病毒科为主的群落的转移。肠道真核病毒(如小RNA病毒科、腺病毒科和呼肠孤病毒科)在婴儿中偶尔被识别,而不是在早期发育过程中持续存在。
真菌
人类真菌群落的多样性和丰度都不如细菌群落。婴儿出生后不久通过护理人员和环境被真菌侵染,主要是枝孢菌属(Cladosporium)、隐球菌属(Cryptococcus)、酵母菌属(Saccha
romyces)、念珠菌属(Candida)和马拉色菌属(Malaszia)。在健康成年人的大便中,后三种也是占优势的。
与环境相比,人类的真菌类群显示出更低的多样性,与特定解剖部位的关联显示出真菌的选择和适应性。
例如,皮肤真菌因年龄和性别而异,并且与成年人相比,儿童的真菌更多,多样性更高。这种变化可能与皮脂组成和皮脂腺活化的差异有关。马拉色菌占据大多数皮肤部位,并产生一种芳基烃受体配体,支持上皮细胞并提供紫外线保护。
影响微生物的因素
过敏风险始于子宫内,并在出生后持续,与分娩类型和抗生素使用等重要因素有关,这些因素会影响婴儿肠道和呼吸道的微生物定植。这些因素的影响可能是累积的和剂量依赖的,可能会长期影响免疫稳态和哮喘和过敏发展的风险。事实上,早期的微生物群对于适当的免疫发展和有益于整体健康状况至关重要。
剖腹产
在过去的几十年里,无论是发达国家还是发展中国家,剖腹产的婴儿数量都有了相当大的增长,这就提出了高剖产率是否导致了过敏的增加。
尽管许多关于分娩方式对儿童健康影响的研究已经发表,但证据仍在争论之中。据报道,与阴道分娩相比,剖腹产婴儿发生食物过敏的风险增加,其中最有力的证据表明牛奶过敏。
一项相关研究的荟萃分析显示,剖腹产婴儿随后患哮喘的风险增加了约20%。
剖腹产和哮喘之间的联系得到了最近一些研究的支持,但没有其他研究支持。
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剖腹产与特应性皮炎之间的关系尚不清楚。
剖腹产可能有几个潜在的机制作为过敏的危险因素。一种可能的机制是对新生儿早期微生物群发育的直接影响。然而,作为许多剖腹产婴儿接受围产期抗生素预防,这也可能是风险的一部分。
此外,与阴道分娩相关的围产期应激因素的缺乏(例如,早期深层免疫激活伴新生儿白细胞增多和其他变化)也可能起作用。分娩方式塑造了出生后的早期微生物模式(图1)。
图1 剖腹产是慢性免疫和代谢性疾病发生的重要危险因素
与非孕妇相比,正常孕妇的阴道微生物群特别是四种乳酸菌系统类型(Limosilactobacillus vaginalis, Lactobacillus jennii, Lactobacillus crispatus,Lactobacillus gasri)的丰度相对较高,其他22种菌的丰度较低。这一特征表明,在整个怀孕期间,特别是当雌激素浓度高时,稳定性相对较高。
bubble ball雌激素有利于阴道上皮细胞的成熟,这导致糖原的积累,而糖原被乳酸菌代谢成乳酸,这表明阴道上皮细胞和驻留的微生物群之间存在重要的功能关系。
阴道分娩的婴儿获得的细菌群落(皮肤、口腔和鼻咽表面)与母亲的阴道微生物群(主要是乳酸杆菌、普雷沃特菌和/或鼻咽分泌物)非常相似,而剖腹产婴儿体内的细菌群落更像母亲的皮肤表面,以葡萄球菌和丙酸杆菌为主。
reciprocate在接下来的几个月里,口腔微生物群经历了显著的重组:分娩时,主要由丙酸杆菌或乳酸杆菌组成新生儿口腔微生物群,而在6周大时,大多数口腔样本中以链球菌为主。
过敏和哮喘的另一个微生物危险因素是1个月时艰难梭状芽胞杆菌定植海伦英语音标学习视频,这与以后的哮喘和
特应性皮炎有关。艰难梭菌定植与剖腹产和分娩地点(家庭阴道分娩与医院阴道分娩)有关。