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關節疼痛,或來自腸道

類風濕性關節炎是一種身體自行攻擊關節的疾病,醫生並不完全確定是什麼引起了它的發生,但是越來越多的研究開始關注一個潛在的罪魁禍首:生活在我們腸道裡的細菌。

一些研究發現,腸道微生物、類風濕性關節炎以及由於身體免疫系統出現問題而攻擊自身組織的其它疾病之間存在著有趣的聯繫。

紐約大學風濕病學家Jose Scher在2013年發表的一項研究發現,與那些沒有類風濕性關節炎的人相比,患有類風濕性關節炎的人的腸道中更有可能存在一種叫做糞便普雷沃氏菌(Prevotella copri)的細菌。Scher的另一項研究則發現,牛皮癬性關節炎(另一種自身免疫性關節病)患者中,其它類型的腸道細菌水準顯著降低。

這一工作只是全世界科研人員不斷努力探索生活在胃腸道中的微生物如何影響我們的整體健康的一部分。腸道中含有多達一千種不同的細菌物種,重達1.5-2公斤,數量甚至超過構成我們自己身體的細胞數量。在過去幾年中,科學家們發現了越來越多的證據,證明這些細菌可能對我們的健康產生重大影響,其中一些可能引發慢性非傳染性疾病,比如類風濕性關節炎,而其它一些則可能幫助預防此類疾病的發生。

美國明尼蘇達州羅切斯特市梅奧診所的免疫學家Veena Taneja發現,那些遺傳上容易患類風濕性關節炎的小鼠,細菌組成存在明顯差異。繁殖的小鼠群體在遺傳上易患類風濕性關節炎。在那些容易患這種疾病的小鼠中,來自梭菌屬的一種細菌佔主導地位;而在沒有關節炎的小鼠中,其它菌株繁榮生長,梭菌屬細菌很少。Taneja說,越來越清楚的是,腸道微生物可以影響我們的免疫系統,即使是在那些遠離腸道的疾病中。

那麼,這些細菌是如何影響我們的免疫系統的呢?近幾十年來,許多自身免疫性疾病的發病率一直在增加;許多微生物組研究人員認為,這種增長至少有一部分是由於細菌生態系統的變化引起的。飲食的改變、抗生素使用的爆炸性增長以及與充滿微生物的大自然接觸減少,這些都使得那些以人類為家的細菌發生了改變。我們的腸道微生物在過去一個世紀中發生了翻天覆地的變化,特別是過去的50年。抗生素的濫用是其中一個重要原因,這使得我們每一代都在失去一些微生物甚至滅絕。這些變化會給我們帶來嚴重的後果。

幽門螺旋桿菌相信大家都很熟悉,大家想到的可能都是它與胃潰瘍和胃癌的關係。其實,幽門螺旋桿菌也是我們腸道中的一種正常的共生細菌。紐約大學微生物學家Martin Blaser對一群美國兒童的腸道細菌進行了採樣,結果發現幽門螺旋桿菌僅存在於其中6%的兒童中。相比之下,其它研究表明,幽門螺旋桿菌在世界上許多地方的絕大多數人群中很常見,特別是在發展中國家。西方兒童幽門螺旋桿菌的減少可能與抗生素的廣泛使用以及衛生條件的改善有關,這可能會產生某些醫學後果:一些研究表明幽門螺旋桿菌可能通過減少身體對空氣傳播刺激物的免疫反應來降低哮喘的風險。美國哮喘的發生率已經攀升了30年,並且在2001年至2011年間增長了28%以上。所以,Blaser懷疑哮喘也是受到我們不斷變化的微生物群所影響的疾病之一,這一點現在已經得到了證實。

Blaser認為幽門螺旋桿菌和其它腸道微生物一樣也與我們的身體活動息息相關,它們也是我們的共生微生物的一部分,它們與我們的免疫系統的發育成熟有著密切的關係,我們不應該將它們視為外人。

事實上,腸道細菌在控制我們的身體對闖入者的反應方面具有強大的既得利益。生活在我們體內的許多細菌都是通過調節免疫系統以避免被識別並作為入侵者被攻擊而茁壯成長的;實質上,這些微生物會訓練我們的免疫細胞不要亂開槍。當我們的菌群失衡時,免疫系統也可能失去平衡,導致免疫細胞不僅攻擊細菌,而且還攻擊身體本身。

腸道內的微生物對人體免疫細胞的影響尤為明顯,因為人體免疫細胞的三分之二都在腸道內。作為消化道,胃腸道必須不斷處理那些隨食物進來的外來微生物,這些微生物必須被實時監測,如果有害,就會被消滅。為了做到這一點,我們的腸道已經發展出一個強大的免疫系統,其影響已經遠遠超出了腸道。腸道內的免疫細胞能夠激活全身的炎症細胞,包括關節內的。

雖然許多科學家對腸道微生物和關節炎之間的聯繫充滿信心,但是他們還並沒有確定細菌在引發這種疾病中的具體作用。Scher認為Prevotella copri可能會刺激針對關節組織的免疫反應,或者它可能會排擠那些避免免疫系統過度活躍的有益微生物。因為,那些腸道中Prevotella copri水準高的人往往脆弱擬桿菌(Bacteroides fragilis)數量較低,而脆弱擬桿菌似乎可以抑製免疫系統過於活躍。牛皮癬性關節炎中也可能有類似的機制,牛皮癬性關節炎患者腸道中的阿克曼氏菌(Akkermansia)、瘤胃球菌(Ruminococcus)和假丁酸弧菌(Pseudobutyrivibrio)幾乎消失,而它們可以讓免疫系統保持放鬆,不要過度警覺。

因此,最終我們或許可以通過調節腸道菌群來治療關節炎。包括Scher和Blaser在內的許多研究人員正在研究一系列利用細菌作為治療免疫失調藥物的潛在策略。

研究人員對通過飲食改變腸道微生物組很有信心。一些患有類風濕性關節炎的患者通過少吃甚至不吃肉或採用地中海式飲食(多吃魚、橄欖油和蔬菜,少吃肉類和飽和脂肪),可以從中獲益。在另一項研究中,芬蘭研究人員發現純素食飲食改變了腸道菌群組成,而這種變化與關節炎癥狀的改善有關。

有的研究人員則專註於特定的細菌。梅奧診所的Taneja發現,普雷沃氏菌屬的一個細菌物種,棲組織普雷沃氏菌(P. histicola),能夠預防或防止小鼠的類風濕性關節炎和多發性硬化症(發生在大腦和神經的一種自身免疫性疾病)。

有的科學家不是關注微生物,而是關注它們所產生的化合物。例如,脆弱擬桿菌可以通過釋放一種稱為多糖A(polysaccharide A,PSA)的分子來緩解自身免疫性疾病。這種化合物是由哈佛大學微生物學家Dennis Kasper發現的,當給予小鼠補充PSA時,小鼠可以免受某些自身免疫性疾病的侵害,包括多發性硬化症。

與調節菌群平衡相比,PSA可能是一種更有效、更可靠的調節免疫系統的方法。與現在用於自身免疫性疾病的藥物相比,PSA也比目前常用於自身免疫性疾病的藥物更有優勢,它作用更精細。它不會抑製整個免疫系統,PSA會指示免疫細胞繼續巡邏而不去追蹤那些無害的目標。PSA是一種已經與我們共同生活了很長時間的分子,科學家們已經開始致力於將PSA轉化為藥物,希望能夠儘快得以應用。

目前,許多研究也開始嘗試使用益生菌或益生元以及細菌代謝產物等用於關節炎患者。這不是科幻,這是科學,當然也會存在一定的挑戰。相信在不久的將來,腸道微生物將成為治療這些疾病的關鍵選擇。

圖片均來自網路

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