腸道菌群的一個重要作用就是抵禦感染。毫無疑問，健康的腸道菌群可以幫助機體抵禦腸道病原體的感染。越來越多的研究也發現，健康的腸道菌群也可以幫助抵禦呼吸道病原體的感染，比如抗生素導致的腸道菌群破壞可能增加流感病毒感染的易感性。那麼健康的腸道菌群是如何幫助我們抵禦病毒感染的呢？一項發表在《Cell Reports》雜誌上的研究發現，腸道菌群可以促進肺部細胞的干擾素信號，幫助機體抵禦病毒感染和傳播。
I型干擾素（IFNα/β）信號
干擾素是宿主產生的一種抗病毒物質。干擾素可以分為I型干擾素（IFNα和IFNβ）和II型干擾素（IFNγ），I型干擾素對人類健康至關重要，它誘導干擾素刺激基因（ISG）的轉錄，在受感染細胞和臨近細胞中編碼各種具有抗病毒功能的蛋白質。要減少病毒性病原體對身體造成的損傷，誘導抗病毒狀態是必需的。增強基礎IFNα/β信號傳導，激活細胞抗病毒反應，可以抑制流感病毒的複製。
I型干擾素（IFNα/β）信號是一種調節肺部細胞反應的蛋白質信號，在病毒感染後的免疫防禦中發揮著重要作用。這一信號途徑的精確調節，可以幫助機體獲得抗病毒保護，同時避免炎症反應造成正常組織的損傷。然而，當干擾素產生過多時，抗病毒免疫反應確實更強，但又可能造成慢性自身炎症反應。干擾素信號必須達到正確的平衡，才能最大限度地發揮抗病毒保護作用，同時儘量減少過度炎症。研究人員使用一種了IFNα/β受體基因突變的小鼠，這種小鼠的IFNα/β受體表達增加，基礎干擾素信號水平增強。這些小鼠對流感病毒感染確實更有抵抗力，病毒感染時體重減輕也明顯較少，感染8小時後病毒基因表達水平降低，而且感染兩天後流感病毒的複製明顯減少。這表明，調節IFNα/β受體的表達水平是精確調節I型干擾素信號的關鍵。
腸道細菌的保護作用
I型干擾素信號是阻止流感病毒在肺部複製的關鍵。腸道細菌能夠驅動這種信號，幫助肺部細胞阻止流感病毒的傳播。
病毒感染後，免疫細胞需要大約兩天的時間來作出反應，而在這段時間裡，病毒會在肺部大量繁殖。肺部細胞是流感病毒唯一可以繁殖的地方，所以這也是感染早期階段對抗流感的關鍵戰場。通常情況下，腸道細菌會驅動干擾素信號，告訴肺部細胞對病毒做出反應，啟動抗病毒基因，阻止病毒複製，從而提高存活和恢復。
總的來說，腸道細菌有助於保持身體其它部位的非免疫細胞為病毒攻擊做好準備，使它們能更好地抵禦流感，因為當病毒到來時，抗病毒基因已經啟動。所以，當病毒感染一個有準備的有機體時，它還沒有開始戰鬥就幾乎已經沒有立足之地了。
腸道菌群驅動的信號除了在非免疫細胞中誘導抗病毒狀態，在感染早期階段控制感染，還可以在感染後期增強免疫細胞的功能，加速病毒的清除和身體恢復。
抗生素破壞干擾素信號，使機體更容易感染病毒
相信感冒發燒是我們很多人都經歷過的事情，有的人一到流感季節就中招，有的人感冒後症狀很嚴重，而有的人卻很輕微，大家都知道這跟個體自身的抵抗力有關，而這種抵抗力部分程度上可能與是否擁有健康的腸道菌群有關。因為健康的腸道菌群有助於我們維持肺部控制病毒感染的第一道防線。
為了證明這一點，研究人員使用了一組具有健康腸道細菌的小鼠作為實驗對象。他們將這些小鼠隨機分為兩組，一組飲用含有抗生素的飲用水，另一組飲用無添加的飲用水，2-4周後這些小鼠被感染流感病毒。
結果發現，未經抗生素處理的健康小鼠中，大約80%的小鼠在感染流感病毒後存活了下來。然而，接受過抗生素處理的小鼠中，只有三分之一能夠在病毒感染中存活。
抗生素處理破壞了干擾素信號，延遲了肺部抗病毒基因的啟動，影響了機體對病毒的反應效率。感染兩天後，接受抗生素處理的小鼠肺部的病毒數量增加了五倍。面對這一更大的威脅，我們需要更強大更具破壞性的免疫反應來與病毒戰鬥，因此就會導致更嚴重的症狀和更糟糕的後果。
當研究人員給接受抗生素處理的小鼠重新引入健康的腸道細菌，以恢復腸道菌群平衡時，干擾素信號又恢復正常了，並且在肺部重新建立了對流感病毒的抵抗力。
因此，病毒感染後，亂用抗生素反倒會消除感染早期機體對流感病毒的抵抗力，這進一步證明了感冒時我們不應該輕易服用抗生素，醫生也不應該輕易的開抗生素處方。
疫情流行，請保護好腸道菌群
身體的其它組織也使用提高基礎干擾素信號水平的策略來保護關鍵細胞不受感染。在心臟中，心肌成纖維細胞表面表達較高的干擾素受體，提高基礎干擾素信號水平，從而防止它們成為病毒感染的宿主。血管內皮細胞通過表達抗病毒蛋白，有助於預防流感病毒引起的內皮細胞屏障破壞和系統性傳播。造血幹細胞也會表達較高的干擾素刺激基因，預防多種病毒的感染。
健康的腸道菌群對於啟動正常的干擾素信號非常重要，抗生素可能會打破這一信號。如果沒有健康的腸道細菌，抗病毒基因可能就不能順利的產生，病毒感染機體後必須等到免疫反應開始發揮作用。這時候可能就已經太遲了，因為病毒已經繁殖了好多倍，所以大規模的破壞性的免疫反應就不可避免了。這大概也就是有的人很容易感冒，而且感冒後症狀很嚴重的原因之一。
正值新型冠狀病毒肺炎疫情流行之際，除了少出門、勤洗手、多通風，出門戴好口罩、做好安全防護以外，維持健康的腸道菌群，讓身體時刻為病毒攻擊做好戰鬥準備，在病毒感染早期將病毒扼殺在搖籃里，這或許同樣重要，特別是對於那些因某些原因在使用抗菌藥物或者腸道不健康的人來說，或許更加重要。
參考文獻：Bradley, K. C., et al. (2019). "Microbiota-Driven Tonic Interferon Signals in Lung Stromal Cells Protect from Influenza Virus Infection." Cell Rep 28(1): 245-256 e244.
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