第二臨床醫(yī)學院李小峰、張升校課題組在FRONT IMMUNOL發(fā)表綜述報道腸道菌群在強直性脊柱炎中的發(fā)病機制與靶向治療方法
強直性脊柱炎（AS）是一種以中軸關節(jié)慢性炎癥為主要表現(xiàn)的全身性疾病,，主要累及骶髂關節(jié),，其特征性病理變化是肌腱、韌帶,、骨附著點病變,。AS病因復雜，與遺傳,、感染,、環(huán)境、免疫等多個因素有關,。在腸道內(nèi)定植的微生物,，數(shù)量比人體細胞多，約1014個,，能將食物成分轉化為營養(yǎng)物質(zhì),、防止病原體通過胃腸道黏膜侵入機體、維持免疫系統(tǒng)穩(wěn)態(tài),，又稱為“微生物器官”,。病理狀態(tài)下，腸道菌群的多樣性,、組成和功能會發(fā)生變化,，即腸道菌群紊亂，此時致病菌可能會侵犯黏膜固有層,，增加腸道通透性并激活促炎細胞,，導致AS等多種自身免疫性和炎癥性疾病發(fā)生發(fā)展,。
近期，山西醫(yī)科大學第二臨床醫(yī)學院李小峰教授,、張升校課題組在frontiers in immunology（影響因子8.786）發(fā)表題為“Role of the microbiome and its metabolites in ankylosing spondylitis”的綜述,，探討了腸道菌群及其代謝產(chǎn)物介導AS發(fā)病的機制并進一步探索了靶向腸道菌群治療AS的方法，為預防和治療AS提供了新思路,。
圖1 團隊論文封面截圖
在第一部分,，該綜述總結了腸道菌群紊亂、腸道炎癥與AS的關系,。腸道菌群穩(wěn)態(tài)有利于人體健康,。腸道菌群多樣性下降、組成和功能發(fā)生變化,、代謝失調(diào)稱為腸道菌群失調(diào),，會導致亞臨床腸道炎癥。隨著炎癥進一步加劇,，發(fā)展為炎癥性腸病,。AS常伴亞臨床腸炎或炎癥性腸病，且一些AS患者在表現(xiàn)出臨床癥狀前腸道內(nèi)就出現(xiàn)了菌群失調(diào),。這表明腸道菌群紊亂可能是AS和炎癥性腸病的共同病因,。此外，AS患者腸道炎癥的嚴重程度與關節(jié)炎癥的嚴重程度具有很強的相關性,?？傊?/span>腸道菌群紊亂可引發(fā)腸道炎癥和免疫反應,，進而導致AS發(fā)生,、發(fā)展。
圖2 腸道菌群紊亂,、腸道炎癥與AS的關系
在第二部分,，該綜述討論了腸道菌群參與AS發(fā)病的可能機制。（A）腸道菌群與HLA-B27相互作用可能通過兩種機制增加患AS的風險,。a）HLA-B27向抗原提呈細胞如CD8+ T或樹突狀細胞提呈特定的肽,，如某些細菌抗原成分（如克雷伯氏菌和志賀氏菌的多肽結構），導致與其分子相似的自身抗原肽發(fā)生交叉反應,。b）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)HLA-B27的錯誤折疊導致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激,，觸發(fā)未折疊蛋白反應或自噬，激活腸道和關節(jié)中的IL-23/IL-17軸,，同時刺激B細胞分泌IgA,。然而，未折疊蛋白反應在HLA-B27驅動炎癥中的理論尚未在人類中得到證實,。（B）腸道菌群紊亂導致腸上皮之間通透性增加,，這與抗菌肽和粘蛋白減少,、緊密連接破壞、腸道血管屏障損傷等相關,。細菌及其產(chǎn)物進入血液后引起遠處組織炎癥,。然而，AS患者腸道細菌是否易位仍未知,。（C）免疫細胞如Th17,、Treg、ILC3,、MAIT、γδ T,、NKT,、LTi樣細胞、樹突狀細胞,、巨噬細胞等存在于腸黏膜中,。腸道菌群紊亂會導致這些細胞增加促炎細胞因子如IL-17、IL-23,、TNF-α,、IFN-γ、IL-7,、IL-22等的分泌,，減少抗炎細胞因子如IL-10的分泌。隨后激活IL-23/IL-17炎癥通路,、增加Th17/Treg比例,，進而觸發(fā)或加劇腸道和關節(jié)炎癥。
另外,，腸道共生菌及益生菌產(chǎn)生的關鍵代謝物如短鏈脂肪酸（SCFAs）,、色氨酸（Tryptophan, Trp）代謝物、TGF-β,、腺苷及其衍生物和組胺等通過多種機制發(fā)揮免疫抗炎功效,。腸道菌群紊亂引起的代謝產(chǎn)物失調(diào)在AS的發(fā)展中發(fā)揮重要作用。
圖3 腸道菌群參與AS發(fā)病的可能機制
在第三部分,，該綜述探討了靶向腸道菌群的潛在治療方法,。抗生素可以殺滅腸道中的有害細菌,；益生菌,、益生元或糞菌移植可增加腸道內(nèi)有益細菌；生物制劑和中草藥可以通過改善腸道菌群結構治療AS,；陰道分娩和母乳喂養(yǎng)有利于健康腸道菌群結構的原始構建,；健康的飲食能從根本上改善腸道菌群結構,，從而預防AS的發(fā)生。
圖4 靶向腸道菌群的潛在治療方法
腸道菌群的改變與AS的發(fā)病有明確的相關性,，其具體機制仍有待于我們進一步研究,。靶向調(diào)節(jié)腸道菌群可能為預防和治療AS提供了新思路，早期改善腸道菌群紊亂,，恢復腸道菌群平衡作為傳統(tǒng)治療方法的補充,，有望延緩AS的發(fā)生發(fā)展。
該工作第一作者為山西醫(yī)科大學第二臨床醫(yī)學院碩士生宋子怡,，通訊作者為張升校,。工作得到國家自然科學基金（編號：82001740）的資助與支持。
