肺肠轴——看不见的Crosstalk
文献导读
肠道菌群是指存在于宿主肠道内的微生物，它参与了宿主多种重要的生理作用，如影响机体的营养代谢、调节机体免疫系统的发育与成熟及抗菌作用，因此肠道菌群又被人称之为"被遗忘的器官"。随着科学技术的发展，人们逐渐意识到到肠道菌群与全身各个系统的疾病的发生发展都存在着密切的关联，从而提出一些像"肠脑轴"，"肠肝轴"和"肺肠轴"等名词。
背景介绍
肠道微生物组的功能
据统计，定植于人体肠道内数量约是人体细胞数量的10倍，种类多达1000多种，大大超过了人体的基因组数量。婴儿在出生后，其肠道内开始有来自于外界环境中的微生物定植，随着年龄的增长，儿童体内的肠道菌群逐渐与成年人相似，并达到相对稳定的状态。宿主携带的肠道菌群其在体内发挥以下3个方面的作用：1.参与多种物质的营养代谢。其能产生一系列的催化酶参与膳食纤维、复杂的碳水化合物等物质的代谢，从而促进肠道吸收短链脂肪酸(SCFA)。肠道菌群也能够合成一些机体所需的营养物质，如叶酸、核黄素等维生素，并参与胆汁酸和外源性物质代谢。2.肠道菌群参与机体的先天性免疫应答和适应性免疫应答的发育和调节。此外，其还能够调节或影响不同类型免疫细胞的成熟及功能。(3)肠道菌群能够抵抗外来病原菌的侵袭。肠道菌群紧紧地黏附于肠上皮细胞，形成天然独特的生物黏膜屏障，可有效防止病原菌的入侵，且其产生的某些代谢产物如丁酸等能够帮助修复受损肠上皮细胞。截至目前，诸多CNS文献已经报道了肠道菌群失调会对我们的身体产生许多不良反应，促进了人类许多慢性和急性疾病。那么肠道菌群究竟是通过什么样的形式和手段来影响宿主的呢？其中有一种方式就是通过我们今天的主题：肺肠轴来实现的。
肺的功能
肺是很多进行空气呼吸的动物的呼吸系统中重要的一个器官，大部分四足类动物、一些鱼类和蜗牛都有肺。哺乳动物和其他身体结构较为复杂的动物则拥有两个肺，其位于胸腔中靠近脊柱，并分别位于心脏的左右两侧。肺的主要功能是将氧气从空气运输到血液中，并将二氧化碳从血液中排出至大气中。气体交换过程是在一种特殊细胞中进行的，而这些细胞是由成千上万的微小薄壁泡囊组成的，这些微小泡囊被称作"肺泡"。当空气通过嘴或者鼻子被吸入后，会通过咽、喉头、气管和逐渐分化的支气管和小支气管，并最终到达肺泡，在那里将发生二氧化碳和氧气的气体交换过程。
有研究报道指出，肺是血小板最终产生的主要部位，约占小鼠血小板总量的50%，这也就意味着肺是一个具有相当造血潜力的器官。由于肺的呼吸功能决定了其向外部环境开放的结构，这使得肺部会面临更多的外来物质的挑战。然而，即使肺部拥有巨大的表面积和每天被吸入的大量空气，肺部的炎症反应其实很少发生。肺部是如何抵抗病原体的呢？
肺肠轴
越来越多的研究表明，除上呼吸道外，包括肺在内的下呼吸道也存在着许多的微生物。由于微生物组研究开展的如火如荼，肠道微生物对肠道的一些益处也周所众知。那么肺部存在微生物是否具有与肠道微生物相似的功能，从而促进肺部免疫系统的发育，维持肺生理稳态呢？消化道的菌群构成和功能的改变通过共同粘膜免疫系统影响到呼吸系统，而呼吸道的菌群紊乱也能通过免疫调节影响到消化道，这种肠道与肺部之间的相互作用称之为肺肠轴。
肺肠轴的重要性
2018年在Science上有文章报道：参与机体的稳态、哮喘和慢性阻塞性肺病等病理过程的天然淋巴细胞，可能会从肠道迁移到肺部并参与到肺部免疫反应。炎症性2型天然淋巴细胞通过淋巴系统进入血液循环系统，在肺内发挥作用。简而言之，这种淋巴细胞经过肠道进入肺部，并在肺部发挥其功能与作用。这和我们中华国粹之中医中讲到的肺和大肠相表里的说法是对应的。那么，何为肺和大肠相表里呢？
我们都知道人体中负责运输空气的器官是肺，负责传导食物的是肠。所以，肺经与大肠经相表里。在五行里，肺与大肠同属金，肺属阴在内，大肠为阳在外。肺为"相傅之官"，主气；大肠为"传导之官"，变化水谷，传导糟粕.所以，大肠经的邪气容易进入肺经，肺经的邪气也可以表现在大肠经上。
肺肠轴与肺部疾病
肠道菌群可以通过调节机体免疫系统，加强机体抵抗多种病原造成的呼吸系统的急慢性感染。目前也有许多的文献报道肠道菌群与肺部疾病之间的关联。2011年在PNAS上的一篇文章报道其通过实验证明，肺部感染流感病毒A的小鼠，其肠道菌群能够影响到小鼠机体分泌促炎细胞因子如前白细胞介素(IL)-1β以及前IL-18因子，这些因子对小鼠机体清除流感病毒起到了关键的作用。
同时，也有研究表明用抗生素清除了小鼠的肠道菌群之后，小鼠对流感病毒具有更高的易感性，且体内TLR7信号通路传递受阻，造成机体细胞免疫反应能力下降以及某些T淋巴细胞亚群的免疫活性受损，从而使得流感病毒难以从机体内清除。
另一方面，当肺部患有感染性疾病时，肠道菌群也会随之而改变。有研究指出患者在感染了一些肺部疾病，如细支气管炎和肺结核等，其肠道菌群与健康人群的肠道微生物组成存在许多差异。如菌群不同分类水平的结构不同，菌群的多样性差异显著以及菌群的功能通路富集不同等。
思考
随着科学技术的发展，人们对微生物组开始了了解。越来越多的研究都证明肠道菌群参与多种肺部疾病的发生发展，认为肠道菌群与肺部病理状态可以相互影响。肺肠轴概念的提出为后续临床上通过人微生物组治疗肺部疾病如哮喘、肺结核等提供了新思路。这也告诉我们，肠道健康不仅关乎肠道，也关乎肺部健康，二者之间密切相关。任何事物，我们不可将其视为单一的存在，需要从整个生态的视角出发，有利于寻找到更多潜在的机理。通过调控肺肠轴，将为临床提供新的诊疗思路与方向。
参考文献链接：
[1]:Microbiota regulates immune defense against respiratory tract influenza A virus infection.
[2]:Microbiota regulates the TLR7 signaling pathway against respiratory tract influenza A virus infection.
[3]:Lung inflammation originating in the gut.
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