3篇Cell繪製：腸道微生物、遺傳、環境因素對免疫系統的影響

微生物廣泛存在於我們自身以及賴以生存的環境中，與我們的健康息息相關。其中，腸道微生物更是備受關注，它與免疫系統、大腦神經、新陳代謝等多種生理功能都有著密切關係。

近期，來自於哈佛大學醫學院附屬麻省總醫院（MGH）、Broad研究所以及荷蘭兩個醫療科學中心的研究團隊在《Cell》期刊同時發表3篇文章，揭示了腸道微生物影響健康個體免疫系統的模式。同時，他們發現遺傳和環境因素同樣也對免疫反應有影響。

MGH胃腸道科、Broad研究所研究人員和HFGP計劃首席研究員Ramnik Xavier 博士表示：「免疫系統是研究人類基因突變、遺傳和環境互作的關鍵切入點，是人類功能基因組學計劃（HFGP）的基本前提。人類對於病原體的抵抗能力不盡相同，一些人更容易被感染或者出現自身免疫性疾病。導致這種差異的因素有哪些呢？我們試圖弄清楚腸道微生物、環境以及遺傳因素對免疫系統的影響。」

腸道微生物影響炎症細胞因子生成

腸道菌群失調（dysbioses）會引發免疫反應紊亂，通常伴隨著炎性細胞因子的生成。作為人類功能基因組計劃的一部分，荷蘭內梅亨大學醫學中心Mihai Netea和Xavier團隊合作試圖弄清楚腸道微生物組成和功能差異如何影響個體免疫系統，包括影響炎症細胞因子表達以及免疫系統響應病原體。

他們檢測了500名HFGP參與者的血液和糞便樣本，分析細胞因子和腸道微生物組兩個變數，並解析兩者之間互作的模式。研究人員選定脆弱類桿菌（B. fragilis）、金黃色葡萄球菌（S. aureus）、腸道桿菌產生的毒素以及兩種念珠菌作為刺激物，分析它們對細胞因子、免疫相關蛋白表達的影響。

結果發現，腸道微生物的結構和功能，都會影響這些代謝物的分泌。腸道微生物與免疫系統的部分互作依賴於特定的病原體和細胞因子，例如特定的微生物會降解色氨酸，其代謝產物會抑制細胞因子TNFα的表達；一種存在於食物油中、抑制免疫反應的脂肪酸9 -十六碳烯酸（palmitoleic acid）會影響干擾素IFNγ的生成

環境、遺傳因素影響免疫系統

除了腸道微生物，宿主基因組同樣會影響細胞因子的生成。藉助QTL分析，研究人員構建了遺傳差異影響全血、血液單核細胞和巨噬細胞中6類細胞因子表達的「藍圖」，發現基因突變對細胞因子的影響，多與免疫系統介導的疾病和病原體感染有關聯。

研究人員表示，我們還未揭開整個互作網路，但是已有的研究結果表明，腸道微生物組的個體差異會影響代謝產物，使得免疫系統響應不同病原體時表現不同。此外，類似於腸道微生物，其他因素（包括季節、個體年齡、性別、遺傳等）同樣也會影響細胞因子分泌。

Xavier強調，研究遺傳、微生物、環境等因素對免疫反應的影響，有助於實現過敏等免疫疾病的個性化治療目標。

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