在冷泉港亚洲会议上,来自美国加州大学伯克利分校的Kenneth Cadwell教授(纽约大学医学院史葛柏学院副教授)分享了其实验室关于肠道病原菌与免疫应答相互作用的最新研究成果。他的研究聚焦于炎症患者中宿主-病原体与宿主-微生物之间的关系,旨在理解免疫系统如何平衡对病原体的防御与对共生菌的耐受,以及这种平衡失调如何导致炎症性肠病等疾病。
Cadwell教授实验室的具体项目包括检测肠道微生物的病毒组分、炎症反应中的细胞吞噬过程、细菌传感器与肠道疾病的关联。通过解析针对不同病原体的免疫应答,他们希望为炎症性肠炎、癌症及慢性疾病设计新的治疗方案。
核心研究:寄生虫感染通过II型免疫抵抗炎症
Cadwell教授团队在《Nature》上发表的一项研究(Ramanan et al., 2016)揭示了寄生虫感染如何通过II型免疫应答改变肠道菌群,从而抵抗炎症。研究背景是发达国家炎症性肠病(如克罗恩病)患病率上升,这与环境改变(如寄生虫定植减少和肠道微生物变化)相关。缺乏Nod2基因的小鼠会出现小肠异常,包括粘液层受损和细胞形态改变。实验发现,用寄生虫Trichuris muris感染这些小鼠,可以抑制导致炎症的拟杆菌属(Bacteroidales)定植,并促进具有保护功能的梭菌属(Clostridiales)富集。
具体机制如下:
1. 敲除Nod2基因的小鼠小肠异常,包括粘液层受损和细胞形态改变。寄生虫感染后,通过免疫信号分子IL-4和IL-13抑制Bacteroidales,恢复小肠正常结构。
2. 敲除Nod2基因促进Bacteroides vulgatus生长,但寄生虫感染通过II型免疫应答抑制其定植。
3. 寄生虫感染抑制Bacteroides vulgatus数量,同时增加Clostridiales数量。
4. 人类感染寄生虫后,肠道菌群组成显著改变:Clostridiales减少最多,而Bacteroidales大大增加。
结论:寄生虫感染可改善Nod2基因敲除小鼠的肠道异常,改变微生物组成,抑制Bacteroidales定植,增加Clostridiales数量,从而帮助抵抗炎症性肠病。这一研究支持了“卫生假说”,即某些基因易感个体受微生物环境变化影响,而寄生虫可能通过调节免疫和菌群发挥保护作用。
参考文献:Ramanan D, Bowcutt R, Lee SC, et al. Helminth Infection Promotes Colonization Resistance via Type 2 Immunity. Nature, 2016, 352(6285): 608–612.