SR：流感季喝點酸奶哦！最新研究發現乳酸桿菌可抵抗甲型流感病毒！
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解析作者 | 唧唧堂組織行為研究驛站：Chanda 婉揚； 審校編輯 |Ernest
本文是針對《熱殺死的乾酪乳桿菌賦予對甲型流感病毒原發感染的廣泛保護，並且發展出針對未來繼發感染的異亞型免疫(Heat-killed Lactobacillus casei confers broad protection against influenza A virus primary infection and develops heterosubtypic immunity against future secondary infection）》的一篇論文解析，該論文於2017年12月發表在《Scientific Reports》上，作者為Yu-Jin Jung, Young-Tae Lee, Vu Le Ngo等人。
眾所周知，乳酸菌常被用作益生菌來改善腸道健康，在人體體內能發揮許多的生理功能。乳酸菌能促進調節胃腸道正常菌群、維持微生態平衡，從而改善胃腸道功能，提高食物消化率和生物效價，降低血清膽固醇，控制內毒素，抑制腸道內腐敗菌生長，提高機體免疫力等。然而，最新研究表明，乳酸菌還能夠抵抗流感病毒，是不是很意外呢？
研究背景與問題的提出
冬天來臨，又是流感病毒肆虐的高發期，雖然季節性流感病毒疫苗研製成功率高，但只有在疫苗株和流行的流感病毒相匹配時才有效。1917年至1918年的災難性的甲型流感病毒H1N1大流行，又稱為西班牙流感，導致五十萬美國人以及大約全球五千萬人死亡。九十年後的甲型H1N1大流行，又稱墨西哥豬流感，在全球傳播的頭一年裡導致了約20餘萬人死亡 。2013年報道的染禽流感病毒H7N9也帶來了嚴重的經濟損失。
甲型流感病毒屬於正黏液病毒科的負鏈RNA病毒。甲型流感病毒通過兩個主要膜抗原的組合進行分型，血球凝集素(Hemagglutinin，HA)及神經氨酸酶（Neuraminidase，NA）。只有甲型流感病毒能引起世界範圍的大流行，該病毒擁有極其廣泛的宿主：豬、家禽類、狗、馬、人類以及海鳥等。流感病毒容易通過呼吸飛沫和接觸性傳播導致嚴重的呼吸道疾病甚至威脅生命。儘管如今已經有了應對季節性流感病毒的疫苗，但是在全世界範圍內，每年仍然有大量人口感染而死於這種疾病。
大型流感爆發和空氣傳播能夠快速地使人患病，從而導致很多人因此失去生命。感染人類、鳥類和豬的甲型流感病毒具有許多基於病毒表面上的血凝素（HA）和神經氨酸酶（NA）蛋白的不同亞型，總共有18種不同的HA和11種不同的NA亞型分子被確認，這意味著存在大量的流感病毒組合。所以，針對不同流感病毒類型提供廣泛的保護是非常重要的。本文探究了一種從發酵蔬菜中提取出來的經過熱滅活的益生菌針對流感病毒的抗病毒保護作用。
研究過程及結果
研究人員使用滅活的乾酪乳桿菌DK128預先治療小鼠，之後使其感染流感病毒，隨後進行了對照實驗，並用致命劑量的甲型流感病毒H3N2或H1N1亞型感染小鼠。接下來，研究人員使用不同的甲型流感病毒測試了接受DK128治療的小鼠在面對繼發性流感病毒感染時的抵抗力。在第二次感染時，研究人員使用的是H1N1或RGH5N1。用細胞流式分析天然免疫細胞，統計數據。
用DK128預處理的小鼠保持了100％的存活率，使用低劑量DK128（10的7次方 CFU）治療的小鼠體重出現了10%至12%的降低，但是能夠存活下來。而使用更高劑量DK128（10的9次方 CFU）治療的小鼠並沒有出現體重降低。沒有接受DK128治療的對照組小鼠在感染後的第八和第九天後體重顯著降低，並且全部死亡。值得注意的是，相比於對照組，在感染前接受DK128治療的小鼠肺部中流感病毒的數量降低了大約18倍。
結果圖1
在一組獨立的實驗中，研究人員確定了肺部清除病毒載量效率，這是評估保護效力的重要參數，在感染病毒七天後，處死小鼠並稀釋肺提取物樣品以確定感染滴度，感染致病性流感病毒可引起促炎症細胞因子的過度表達。 在BALF和肺樣品中測定IL-6和TNF-α炎症細胞因子。
在感染後7天，經過熱滅活的DK128預處理的小鼠的支氣管肺泡灌洗液（bronchoalveolar lavage fluid，BALF）和肺樣品中檢測到的IL-6水平顯著低於感染後模擬處理的小鼠。與未經處理的小鼠相比，經過熱滅活的DK128預處理小鼠的BALF中的TNF-α也顯著降低，因此，經過熱滅活的DK128處理的由病毒感染引起的促炎症細胞因子顯著降低。
結果圖2
討論
作為益生菌的LAB大多使用活細菌進行研究，在本研究中，研究者採用熱滅活的LAB DK128對異源流感病毒原發性和繼發性感染的保護效果以及感染後先天免疫細胞的調節的影響。研究發現，用熱滅活的DK128預處理的小鼠通過減輕體重（體重減輕而不依賴於菌株特異性）而很好地防止致死性流感病毒的感染。經過熱滅活DK128的處理並保護初次感染流感病毒的小鼠產生了免疫，這有助於異源亞型交叉保護，抵抗隨後的異源亞型病毒的繼發感染。另外，通過用熱滅活的DK128進行預處理，機體需要B細胞而不是T細胞來建立並延長免疫保護。這些表明了LAB作為抗病毒益生菌的潛在用途。
研究人員用DK128利用鼻腔噴霧的方法對老鼠進行了預處理並使其感染了甲型流感病毒，結果顯示小鼠產生了抗流感病毒的多種免疫反應。具體包括肺和呼吸道中肺泡巨噬細胞的增加，早期誘導病毒特異性抗體，以及降低促炎症細胞因子和先天性免疫細胞的水平。其他病毒亞型的小鼠還產生了針對繼發性流感病毒感染的免疫力。這種乳酸菌還為小鼠提供了交叉保護免疫，以防止二次致命感染。這種保護作用並不局限於特殊的流感病毒株。這意味著，DK128或可以作為藥物，通過鼻腔噴霧劑來預防特異性流感病毒感染。
B細胞的重要性進一步證明了B細胞缺陷的小鼠不能建立長效保護。具有經過熱滅活的DK128預處理的CD8KO小鼠沒有顯示任何體重減輕，表明CD8T細胞在賦予由DK128處理介導的保護中可能不起關鍵作用。 同時，與CD8KO小鼠相比，具有經過熱滅活DK128處理的CD4KO小鼠在初次感染期間顯示出中度體重減輕（?5-8％），並且在繼發感染期間顯著減少約15-18％。 因此，研究表明B細胞在建立經過熱滅活的DK128介導的免疫中起關鍵作用，CD4T細胞部分參與這種保護，可能幫助B細胞產生持久的免疫力。
有趣的是，研究觀察到肺泡巨噬細胞在BALF中增加並且在經過熱滅活的DK128處理的小鼠的肺中保留，而小鼠在病毒感染後在肺中顯示出顯著低水平的巨噬細胞。肺泡巨噬細胞位於空氣和肺組織間的相界，為流感病毒提供了第一線先天免疫防禦。肺泡巨噬細胞似乎在通過事先經過熱滅活的LAB處理介導的保護方面起關鍵作用。在流感病毒感染後，肺泡巨噬細胞被耗盡到與疾病和死亡率相關的較低水平。據報道，肺泡巨噬細胞釋放炎症細胞因子以控制病毒複製，但不支持呼吸道內的病毒複製。
在H3N2病毒感染後，熱滅活的DK128預處理小鼠的BAL中肺泡巨噬細胞數量的增加可能是賦予保護作用的部分原因。在流感病毒致死性感染後，氯膦酸鹽處理的LAB小鼠表現出超過20％的嚴重體重減輕。LAB介導的流感病毒保護中的肺泡巨噬細胞的重要性與報道氯膦酸鹽介導的肺泡巨噬細胞消耗廢除了LAB介導的活性保護一致。其他天然免疫細胞，如單核細胞和活化的自然殺傷細胞，在熱滅活的DK128處理的小鼠的氣道和肺中被調節至較低水平，而初始小鼠在致死性感染時募集高水平的這些炎症細胞。
此外，以前的研究表明，肺泡巨噬細胞在控制肺部病毒載量和防止流感病毒感染方面起著關鍵作用。熱滅活的DK128治療可能調節先天免疫細胞的差異取決於肺微環境中的細胞類型，這可能有助於控制主要流感病毒感染期間的肺病毒載量和保護。
熱滅活的LAB DK128抗病毒作用的可能機制是由經過熱滅活的DK128預處理誘導的先天免疫細胞和細胞因子控制或延遲病毒複製至較低水平而不引起疾病。即使是熱滅活的DK128預處理的B細胞缺陷小鼠，在顯示嚴重的體重減輕和死亡的跡象之前，顯示3-5天的病毒複製的延遲。因此，通過保護性天然免疫對病毒複製的即時控制可能為宿主提供足夠的時間通過B細胞建立異源性交叉保護性免疫。
CD4 T細胞在原發性和繼發性感染期間建立異基因免疫的重要作用進一步支持了可能是通過為B細胞提供幫助這一觀點。此外，經過熱滅活的DK128預處理誘導的中度先天性炎症可以提供有利的微環境，以加速早期誘導適應性免疫。進一步的研究將需要驗證這個假設。經過熱滅活LAB的口服給葯也有助於緩解由於流感病毒感染引起的嚴重疾病。經過熱滅活LAB是否會通過日常飲食賦予流感病毒類似的保護作用仍有待確定。
參考文獻：
Yu-Jin Jung, Young-Tae Lee, Vu Le Ngo. et al. (12 December 2017）Heat-killed Lactobacillus casei confers broad protection against influenza A virus primary infection and develops heterosubtypic immunity against future secondary infection. Scientific Reports.
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