王新凯

​今天,华盛顿大学医学院的研究人员在《科学》杂志发表了一项重磅研究,他们发现广泛存在于天然植物中的黄酮类化合物,经过肠道微生物的降解,产生的代谢物被吸收后,能够上调I型干扰素信号通路,进而增强机体抗病毒免疫反应[1]!

 

研究人员特别强调,黄酮类化合物经微生物降解产生的脱氨基酪氨酸(DAT),虽然不能直接杀死流感病毒,但却是开启机体免疫保护和增强抗病毒免疫反应的关键组成部分。

 

由于黄酮类化合物广泛存在于天然植物中,是许多中草药的有效成分,这一发现似乎揭开了中草药有效预防和治疗流感的神秘面纱。

 

我们知道,流感和普通感冒并不是一回事。流感是由流感病毒引起的急性呼吸道传染病,其主要特征为发热、咳嗽、身体疼痛等,发病率较高,易引起暴发性大范围流行。对于老年人、孕妇和儿童等特殊人群,极易发生严重的并发症,如哮喘、肺炎和心脏病,甚至会出现呼吸衰竭和死亡。

 

由于流感病毒尤其是甲型病毒极易变异,每一次爆发的流感病毒株往往是不同的,所以经常出现一个尴尬的情况:流感来了却还没有疫苗,疫苗有了流感却又变了。

 

时至今日,流感仍是人类公共健康的一大威胁。2003年,全球各地爆发禽流感疫情;2009年,甲型H1N1流感在全球范围内大规模流行;2013年,中国持续出现人感染甲型H7N9流感的报道。据世界卫生组织估计,世界各地每年有25万至50万人因流感死亡[2]。

 

面对突然爆发的流感威胁,与有限的有效治疗措施相比,积极防控更为重要和有效。不要以为勤洗手、多喝水、少出门没什么用,一旦在流感爆发的季节出现了相关感冒症状,等待你的很有可能就是隔离观察和治疗。

 

曾有研究表明,人体肠道微生物对免疫系统的建立和发育起着重要的作用,对机体抗病毒作用具有一定的影响,但是一直以来科学家们并不清楚其中的具体机制[3]。

 

来自华盛顿大学医学院的Ashley Steed博士及其同事认为,肠道微生物既然能够产生许多小的、可扩散的代谢物进入血液循环[4],那会不会是某种代谢物,增强了机体的抗病毒反应?

 

查阅以往的相关研究,研究人员筛选出84种最具有生物学相关性的微生物代谢物。其中一种叫做脱氨基酪氨酸(DAT)的代谢产物,引起了研究人员的格外注意。

 

DAT是黄酮类化合物的降解产物。黄酮类化合物作为一大类植物天然化合物,具有广泛的药理作用,在许多年前人们就发现,黄酮类化合物可以提高机体免疫机能,增强抵御病毒的感染,但是科学家们同样不清楚其中的具体机制[5]。

 

而且研究人员在小鼠粪便和血清中都检测到了DAT的存在,因此,DAT被锁定“头号嫌疑对象”,成为最有可能的关键物质。

 

接下来,研究人员在小鼠身上做了DAT的治疗实验。研究人员使用甲硝唑对小鼠进行预处理(甲硝唑能够清除小鼠体内之前存在的DAT),随后给予小鼠一周的DAT(2mM)喂养,一周后向小鼠感染流感病毒。感染14天后,与对照组相比,经过DAT处理的小鼠流感相关的死亡率明显减少,体重降低的幅度也相对缓解。

DAT处理后流感病毒感染死亡率对比
DAT处理后流感病毒感染死亡率对比

 

“当我们给小鼠DAT处理后,再用流感病毒感染它们,发现小鼠的肺损伤远远少于未用DAT处理的小鼠。” Ashley Steed博士说道。

 

有趣的是,虽然DAT处理的小鼠肺部损伤明显减小,但是研究人员观察到,DAT处理并没有避免流感病毒感染的发生,而是在病毒感染发生后,通过增强机体免疫反应保护肺部组织。

 

流感病毒感染5天后,是否进行DAT处理的小鼠肺切片对比
流感病毒感染5天后,是否进行DAT处理的小鼠肺切片对比

 

进一步研究发现,DAT是通过增加I型干扰素的产生,开启和增强整个机体的抗病毒免疫反应。I型干扰素是参与抗病毒免疫的重要效应分子,当先天性免疫细胞(主要是巨噬细胞)表面或内部受体接触到病毒特异性的抗原物质后,I型干扰素基因的表达被开启。I型干扰素引发下游一系列的干扰素刺激基因(ISG)的表达,增强巨噬细胞的抗病毒天然免疫反应以及调节抗原呈递细胞与T细胞的功能。

 

所以,DAT是在流感病毒感染时,通过引发I型干扰素的扩增,开启和增强机体的免疫反应,使机体的免疫系统超常发挥,更好地开展与流感病毒的战斗。

 

看来在流感爆发的时候,多吃富含黄酮类化合物的食物(比如红茶、红酒或蓝莓),或者煎服以黄酮类化合物为主要有效成分的中草药,真的能够在一定程度上预防和治疗病毒感染,包括流行性感冒。

 

而且这种机制,是基于人体自身的免疫系统来抵御病毒感染,不管你是H1N1还是H7N9,只要被巨噬细胞碰见了,整个免疫系统就会倾尽全力剿灭病毒。研究人员认为,这个机制不针对病毒,而是针对病毒的免疫反应,是很重要的一点,也是最有价值的地方。毕竟,疫苗做不到这一点。

 

该研究的资深作者,病理学和免疫学教授Thaddeus Stappenbeck博士说,“但吃富含黄酮类化合物的饮食是不够的,我们的研究结果表明,还需要肠道中至少一种类型特殊微生物的帮助,才能将黄酮类化合物降解为DAT。”作为研究的一部分,研究人员找到了这种立有大功的肠道微生物——梭状芽孢杆菌Clostridium orbiscindens)。

 

研究人员想要尝试寻找更多通过降解黄酮类化合物影响免疫系统的肠道微生物,并且探究如何提高这些肠道微生物的水平。研究人员表示[6],接下来的研究计划已经在进行,在下一个季节性流感爆发之前,多吃点富含黄酮类化合物的食物可能不是一个坏主意。

 

参考资料:

[1] http://science.sciencemag.org/content/357/6350/498

[2] http://www.who.int/influenza/zh/

[3] Yang Y, Torchinsky M B, Gobert M, et al. Focused specificity of intestinal TH17 cells towards commensal bacterial antigens[J]. Nature, 2014, 510(7503): 152.

[4] Nicholson J K, Holmes E, Kinross J, et al. Host-gut microbiota metabolic interactions[J]. Science, 2012, 336(6086): 1262-1267.

[5] Saura‐Calixto F, Pérez‐Jiménez J, Touriño S, et al. Proanthocyanidin metabolites associated with dietary fibre from in vitro colonic fermentation and proanthocyanidin metabolites in human plasma[J]. Molecular nutrition & food research, 2010, 54(7): 939-946.

[6]https://medicine.wustl.edu/news/natural-compound-coupled-with-gut-microbes-may-prevent-severe-flu/

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