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肠道细菌对健康的影响,近年来受到很多关注。不过,肠道内的微生物中不止有细菌,另一种“菌”——真菌,在健康和疾病中可能同样重要。近日,在顶尖学术期刊《自然》上线的一篇研究论文中,科学家们指出,健康的肠道内存在一种常见的潜在致病真菌——白色念珠菌(Candida albicans)。这些真菌受到免疫系统的严格监控,当免疫系统功能下降时,它们很可能变成炎症性肠病的罪魁祸首。犹他大学的病理学教授June Round博士领导了这项研究。她指出过去由于研究工具和技术条件的限制,肠道中的真菌长期被忽视,毕竟它们从数量上拼不过细菌,“这项新研究为整个领域填补了重要的空白”。
研究人员起初在检查克罗恩病(一种炎症性肠病)患者时,注意到患者免疫球蛋白IgA增高,这个免疫指标意味着很可能出现了真菌感染。顺着这一线索,Round博士和同事们在患者样本中寻找免疫反应的触发因素,并用小鼠模型进行测试。最终,研究人员发现,人类肠道中较多的一种真菌,也就是白色念珠菌,是引起IgA反应的主要原因。
▲负责这项研究的June Round教授(图片来源:参考资料[2];Credit:Charlie Ehlert)
除了在肠道中,这种真菌在皮肤表面、口腔、泌尿道等部位中也很常见。当它们呈现出圆滚滚的酵母菌形态时,可以与宿主相安无事地共处。但念珠菌还有另一副面孔:长长的菌丝形态。菌丝形态的白色念珠菌产生黏附蛋白,能附着并侵入细胞,引起感染。例如,在口腔引起白斑。而这项研究显示,向小鼠肠道内移植菌丝状念珠菌,会引起肠道损伤,类似炎症性肠病。
▲念珠菌感染可能发生在口腔、喉咙等位置(图片来源:参考资料[3])
这项研究发现,当肠道内的白色念珠菌切换到有害的菌丝状态时,正常的免疫系统会通过IgA瞄准真菌表面的黏附蛋白,从而抑制疾病。
基于这一发现,科学家们提出了改善肠道健康的新方法。研究人员给小鼠使用了一种针对黏附蛋白的在研疫苗,以增强免疫反应。接种了这种疫苗的小鼠,果然出现炎症性肠病的可能性大大降低。
▲扫描电镜下菌丝形态的白色念珠菌(图片来源:参考资料[2];Credit:Vader 1941)有意思的是,通常免疫系统的工作是要清除引起感染的微生物,但科学家们在这项研究中却注意到,免疫反应促使白色念珠菌从有害的菌丝状态切换回无害的酵母菌状态,继续在肠道中生活。“免疫系统将念珠菌限制在致病性低的形态,”论文作者Kyla Ost博士说,“这说明,宿主和微生物之间的交流可以是和平友好的,双方共赢的,而不是你死我活的。”目前,研究小组正在继续研究疫苗对炎症性肠病患者的作用,通过促进真菌和其他肠道微生物的健康平衡,从而减轻消化道疾病。
参考资料:
[1] Ost,K.S., O’Meara, T.R., Stephens, W.Z. et al. Adaptive immunityinduces mutualism between commensal eukaryotes. Nature (2021).https://doi.org/10.1038/s41586-021-03722-w
[2] Fungi That Live in the Gut InfluenceHealth and Disease. Retrieved July 15, 2021 from https://healthcare.utah.edu/publicaffairs/news/2021/07/fungi-in-gut-health.php
[3] Candidiasis Retrieved July 15, 2021from https://www.cdc.gov/fungal/diseases/candidiasis/index.html