Science重磅！開扒腸道菌群與免疫系統不得不說的那些事！

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人類的腸道細菌可構成一個巨大而複雜的生態系統，而免疫系統是身體抵抗外來病原體的一道至關重要的防線。近年來，隨著不斷深入的研究，越來越多的證據將機體的免疫系統與腸道菌群聯繫了起來，早有研究表明二者的影響是相互的，那麼，專門「誅殺」微生物的免疫系統是如何同腸道有益菌和諧共處的呢？

近期，一項來自加州理工學院的新研究表明，某些特定種類的腸道有益菌可利用免疫系統的作用，在腸道中順利安家落戶，並且免疫應答還可以幫助這些有益菌繁殖，促進宿主腸道菌群的多樣性。該研究成果以《Gut microbiota utilize immunoglobulin A for mucosal colonization》為題發表在5月3日的《Science》上。接下來我們就來看看腸道益生菌是如何與免疫系統「相愛不相殺」的吧！

益生菌繁榮的必要條件-有效空間位置

在有益菌群的選擇上，研究人員將注意力放在了脆弱擬桿菌(Bacteroides fragilis，簡寫為B. fragilis) 上，這是一種哺乳動物大腸中常見的益生菌，有研究顯示其可保護機體免受炎性腸病和多發性硬化症的影響。研究人員通過物理觀察細菌所在的位置來確定B. fragilis與腸道的共生關係。

在小鼠腸道的電子顯微鏡顯像結果中，研究人員發現B. fragilis大量聚集於腸道粘液厚層內的聚集體中，靠近腸道表面的上皮細胞，同時還發現完整的B. fragilis依偎在Lieberkühn隱窩的管道中，而這種空間位置是單個物種定居並建立穩定立足點所必需的。有了足夠的有效空間，益生菌就能天天向上茁壯成長了！

B. fragilis以CCF依賴的方式聚集於腸道粘液厚層內的聚集體中

益生菌的保護傘-多糖莢膜

研究人員在B. fragilis中鑒定了一個遺傳基因座，稱為共生殖菌因子（ccfABCDE；CCF），可通過調節B. fragilis莢膜中多糖的表達介導脆弱擬桿菌粘膜定殖和單一菌株穩定性。B. fragilis包裹在由CCF調節合成的多糖製成的厚莢膜中，這種莢膜可與免疫系統相互聯繫，從而保護自己免受免疫系統的攻擊，而缺乏這種莢膜的突變細菌無法在粘膜層聚集。

因此，研究人員推測，CCF系統介導生成的多糖莢膜或許是B. fragilis菌株在腸道中獨佔其生態位的保障。這是B. fragilis獨有的保護傘，來自免疫系統的攻擊都被屏蔽了，自己就可以安心地繁殖了！當然其他益生菌也有自己的保護傘，主要成分也多為多糖莢膜。

CCF系統介導生成的多糖莢膜對單一菌株穩定性的重要性

益生菌的好朋友-IgA

既然B. fragilis莢膜與免疫應答相關，那麼是否存在針對B. fragilis莢膜的免疫應答呢？研究人員發現的確存在可與腸內的B. fragilis莢膜結合的抗體，就是免疫系統中常見的抗體-IgA。

通常情況下，抗體應答的出現意味著細菌的死亡。但研究人員發現了令人驚奇的現象，IgA對腸道中生存的大多數有益細菌並不會產生不利影響，甚至還可幫助B. fragilis粘附於腸道上皮。而在缺乏IgA的小鼠中，B. fragilis難以定居腸表面並保持長期穩定性。也就是說，這種對B. fragilis莢膜的IgA反應反而有助於將細菌錨定在上皮表面，有助於B. fragilis的生存和繁殖。過往的研究中，有人發現IgA還可增加大腸桿菌、乳雙歧桿菌、乳桿菌對上皮細胞的粘附性，也就是說IgA可以幫助多種益生菌建立粘膜細菌群落。

但是必須要注意的是，疾病狀態可能會誘發IgA對病原體和益生菌的免疫反應，從而破壞健康的微生物組平衡。也就是說，正常情況下IgA和B. fragilis相處愉快，還會提供幫助，一旦出現疾病，IgA還是會翻臉不認人的！

B. fragilis誘導特異性IgA應答，依賴於CCF調節表面莢膜多糖，增強上皮粘附

IgA對B. fragilis定植的重要性

目前，我們尚不清楚腸道菌群是如何建立和維持長期腸道定植，免疫系統是如何識別腸道菌群和病原體也尚未知曉。但該研究有助於找尋糾正微生物組失衡的新方法，在預防和治療各種人類疾病方面有重要意義。

參考文獻：

Gut microbiota utilize immunoglobulin A for mucosal colonization

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