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新生儿呼吸道微生物对人类健康的影响

【摘要】:尽管上下气道之间存在一些重叠,但呼吸道微生物群的组成因采样区域的不同而有所不同,这说明了黏膜直接弥散和微吸入的差异。动物模型的数据表明,呼吸道内的微生物形成了早期的免疫反应和对哮喘的易感性。出生后,健康新生儿上呼吸道可检测到多种微生物。其数据表明,呼吸道中不同微生物群落的形成与免疫系统的发育有关,并突出了胎龄和独特的宿主微生物相互作用,这些相互作用可能影响免疫成熟,并引导婴儿走向健康或疾病。

免疫细胞和黏膜组织中的微生物群之间的相互作用可以使个体朝着健康或疾病的方向发展。人们对人类呼吸道中的这些早期生命事件知之甚少,本文作者在婴儿出生后的第一年研究了其下呼吸道细菌定植和免疫系统成熟的情况。下呼吸道微生物群在出生后2个月内形成,在最初的几周内,有3种微生物特征变化明显,可被区分为生态失衡或多样化变化,表现出不同的微生物毒性潜力,包括对黏膜防御至关重要的免疫球蛋白A(IgA)的蛋白水解。胎龄是免疫成熟的关键决定因素,气道细胞逐渐增加了过敏原性细胞因子白细胞介素-33以及与IgA相关的基因的表达。这些数据揭示了人类气道中微生物和免疫的发展,并可能为预防呼吸道疾病的早期干预提供信息。

出生后不久的身体表面就会形成微生物群,随着时间的推移,这种微生物群可以指导免疫系统的成熟,并影响走向健康或疾病的轨迹。微生物群落的构成很大程度上取决于组织的部位,包括组织的物理特性(如氧分压、pH值和营养源)和免疫微环境(如抗菌肽、黏液、细胞因子和抗体),它们构成了每个位点特有的宿主微生物相互作用的基础。目前,对宿主微生物相互作用的绝大多数认识都来自对肠道和上呼吸道的研究,这两个部位都很容易进入,而且充满了微生物。然而,较近期的研究发现,下呼吸道也存在微生物群,但由于下呼吸道采样技术具有侵入性,对呼吸道微生物群形成的认识是有限的。

尽管上下气道之间存在一些重叠,但呼吸道微生物群的组成因采样区域的不同而有所不同,这说明了黏膜直接弥散和微吸入的差异。特别令人感兴趣的是微生物群失调(微生物组成失衡),它有助于增加炎症反应和免疫紊乱。对儿童的研究表明,鼻腔和鼻咽微生物群的组成与上呼吸道疾病和复发性喘息或哮喘有关。呼吸微生物群除了是病原体的看门人和调节对过敏原的反应外,在早期生命中对免疫系统的启动和形成也起着至关重要的作用。动物模型的数据表明,呼吸道内的微生物形成了早期的免疫反应和对哮喘的易感性。流行病学研究也指出婴儿时期的关键时期可以决定未来的呼吸道健康。(www.chuimin.cn)

之前公认子宫是无菌的,然而最近的研究报告表示胎盘和羊水中存在细菌DNA。出生后,健康新生儿上呼吸道可检测到多种微生物。尽管研究之间缺乏共识,但一些环境因素(分娩方式、喂养类型、抗生素治疗)已被证明可影响上呼吸道微生物群的组成。虽然目前有一些来自小鼠模型的证据,但对人类下呼吸道的定植时间和定植模式都知之甚少。

在过去几年中,研究呼吸道微生物群发展的人类研究数量有所增加,但它们都是描述性的。在健康发育的人肺中,宿主微生物相互作用的证据几乎不存在。从系统的角度来讲,出生时的免疫系统倾向于调节性和B细胞数量较少的2型表型,类别转换重组能力降低。这项研究的目的是确定生命早期下呼吸道细菌定植模式与免疫系统的发育。其数据表明,呼吸道中不同微生物群落的形成与免疫系统的发育有关,并突出了胎龄和独特的宿主微生物相互作用,这些相互作用可能影响免疫成熟,并引导婴儿走向健康或疾病。