肠道微生物与消化系统疾病中的免疫系统及炎症反应

人体内的免疫系统通过维持非炎症的体内平衡，使人体与共生菌群建立共生关系。这种免疫耐受状态依赖于多种机制，如肠道黏液屏障使上皮细胞与细菌接触的最小化、抗菌蛋白和免疫球蛋白A的分泌等。尽管没有炎症反应，人体免疫系统仍然不断地感知肠道细菌。免疫系统的各个组成部分都会对肠道微生物群造成显著影响。例如，免疫球蛋白A的缺失会导致厌氧菌迅速扩增，尤其是厚壁菌门中的黏液附着分节丝状菌。

先天免疫系统的成分，如TLR、NOD蛋白和炎性小体也影响肠道的细菌组成。TLR-5是一种模式识别受体，它识别上皮表面的鞭毛蛋白，在维持微生物群平衡方面发挥着重要作用。TLR-5缺乏可引起肠杆菌科，尤其是大肠埃希菌的大量繁殖，导致自发性结肠炎。NOD2受体在单核细胞和潘氏细胞中表达，通过限制细菌数量和病原菌的定植来调控肠道共菌群落，特别是在回肠末端作用更为明显。NOD2受体缺陷会导致潘氏细胞α-防御素的低表达，而α-防御素的缺失明显增大厚壁菌门/拟杆菌门的比例。

虽然肠道微生物群失调是多种炎症性疾病的一个特征，但肠道微生物群失调反过来也会触发肠道内免疫稳态的失衡，从而导致炎症。细菌在肠道上皮细胞上的易位增加了免疫稳态失调的发生。在健康状态下，少数易位的共生细菌会通过Th1和Th17细胞被清除，这些细胞是由拟杆菌多糖及黏液黏附分节丝状菌多糖特别诱导产生的。而大量的异位细菌不断激活TLR，诱导促炎细胞因子过度表达，破坏肠道上皮细胞，导致慢性肠道炎症。(www.xing528.com)

炎症过程中发生的氧化应激可以明显降低肠道微生物群多样性，促进特定细菌类群的生长，进而增加肠道微生物群失调的程度。白细胞浸润是肠道炎症的一个标志，同时伴有活性氧和氮的产生，由此产生的氧化应激反应具有明显的抗菌作用，特别是对于容易氧中毒的严格厌氧细菌。炎症开始时，微生物数量急剧下降，甚至有研究显示，接近80%的微生物群会出现衰竭。活性氧除了杀死厌氧菌，还通过硝酸盐和四硫酸盐呼吸作用促进细菌群的选择性生长。肠道中四硫酸盐的升高促进了沙门菌、柠檬酸杆菌等肠道杆菌科细菌的生长；一氧化氮合成增多以及硝酸盐呼吸作用则有利于大肠杆菌在炎症过程中的生长。