【他们被HIV拖向深渊,可能只是因为肠道里的细菌】近期 , 在一项发表于《微生物组》(Microbiome)的研究中 , 美国匹兹堡大学的科学家利用38年前收集的粪便和血液等样本 , 探究了在HIV流行初期(上世纪80年代初期) , 肠道菌群和炎症如何影响HIV感染和艾滋病的发展 。
当时没有ART疗法 , 感染者会由于免疫力丧失 , 死于一些原本无法杀死他们的感染 , 或者在感染HIV前并不会患的疾病 。 在当时 , 相比于其他人群 , 男同性恋者中有较高的艾滋病发病率 。 美国匹兹堡大学的科学家想要弄清楚他们患病的原因 , 便在4个地点(分别是美国的巴尔的摩、芝加哥、洛杉矶和匹兹堡) , 多次收集了很多男同性恋者的血液和粪便等样品 。
在此期间 , 一些同性恋者感染了HIV , 在他们因艾滋病死去后 , 研究人员将收集的样品冷冻保存 , 并一直留到了现在 。 在新发表的研究中 , 借助现在的研究技术 , 他们揭示了这些样品中封存多年的故事 , 或许对现今的艾滋病治疗有着重要意义 。
解密38年前的粪便
在健康人的肠道中 , 微生物的种类十分丰富 。 一些细菌能和人体合作 , 维持肠道环境的健康 , 如毛螺菌(Lachnospiraceae)和疣微菌(Ruminococcaceae)能诱导调节性T细胞增殖 , 降低对人体有害的炎症反应 。 一些细菌 , 如嗜黏蛋白阿克曼菌(Akkermansia muciniphila) , 能维持肠道内黏膜的稳定 , 还有一些细菌能产生短链脂肪酸 , 提升肠道屏障的稳定性 。 但还有些细菌并不合作 , 它们想要在人体内繁殖 , 一旦数量增加 , 便会入侵人体 , 试图夺取更多的资源 。
在新研究中 , 匹兹堡大学的研究人员对这些有“年代感”的粪便和血液样品 , 进行了详细分析 , 包括粪便样品中的肠道菌群、短链脂肪酸含量 , 以及血液样品中的炎症因子、两种免疫细胞的水平和HIV核酸的浓度 , 并判断了样品对应的患者是否感染以及艾滋病的严重程度 。
正如他们所料 , 在感染HIV后 , 感染者的肠道菌群发生了较大的变化 。 但让他们惊讶的是 , 相比于没有感染的人 , 在感染HIV之前 , 感染者的肠道就发生了变化 。 最明显的变化是 , 促炎细菌粪普雷沃氏菌(Prevotella stercorea) , 以及和患直肠癌、HIV感染相关的细菌的数量会增加 , 而抑制炎症的多种拟杆菌、理研菌(Rikenellaceae)的数量则降低了 。
促炎细菌的增加很像是一个导火索 。 当它们入侵人体时 , 在人类肠道周围巡逻的细胞会产生一些炎症因子 , 引发一系列的连锁效应——增强炎症反应 , 提高肠道黏膜的通透性 。 这些炎症因子会进一步唤醒CD4+ T细胞 。 CD4+ T细胞在进入肠道、试图募集其他免疫细胞时 , 可能就会遭遇它的克星——HIV 。 HIV首先会感染它们 , 进行一波增殖 。 有了第一波的积累后 , HIV便会入侵CD4+ T细胞在肠道的栖息地——肠道相关淋巴组织(Gut-associated lymphoid tissue , GALT) , 消耗更多的CD4+ T细胞 。
实际上 , 无论HIV从何种途径进入人体 , 它都会迅速转移到GALT中 , 迅速入侵其中的CD4+ T细胞并复制 。 按重量计算 , GALT中的免疫细胞约占人体免疫细胞的70% , 它能防止细菌、病毒通过脆弱的肠道进入人体 。 如果其中的CD4+ T细胞发生损耗 , 这对人体是个很重大的损失 。
这是因为CD4+ T细胞具有一些非常基础但关键的作用 , 它能增强B细胞的特异性 , 激活杀伤性T细胞 , 促使中性粒细胞和巨噬细胞成长为更加强大的细胞 。 这也意味着 , CD4+ T细胞受损 , 会显著影响免疫系统的防御能力 。
除了影响HIV的易感性 , 一些肠道细菌还能影响艾滋病的进程 。 即使是同样遭遇HIV感染 , 肠道中有普雷沃氏菌(Prevotellaceae)、食物谷菌(Victivallaceae)和圆柱状真杆菌(Eubacterium cylindroides)的感染者 , 也会更容易在5年内就出现艾滋病的症状(如果不接受治疗 , 这些患者的寿命只有1~2年) , 而在没有这些细菌的感染者中 , HIV的潜伏期可以长达10年以上 。
考虑到这次研究的样本相对较小 , 研究人员认为还不能直接从肠道菌群的变化推断出患艾滋病的风险是否会增加 。 不过这些发现在一定程度上说明 , 当血液中的炎症因子增多时 , 患上艾滋病 , 以及疾病进一步恶化的风险都会增加 。
或许 , 肠道中的一些有害菌和HIV相互作用 , 影响了HIV感染、艾滋病发生 , 甚至整个治疗过程 , 但这一切还有待更深入的探究 。
从深渊中拯救
20世纪80年代 , 这些原本健康的同性恋者遭遇这种邪恶的病毒 , 因只会在免疫严重缺陷的病人身上出现的感染而死去 。 他们在毫无觉察的情况下 , 被推下了深渊 。 在1983年 , 法国的2位科学家首次发现了导致这些患者患病的致命病原体——HIV病毒 。
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