研究人员确定抗食物过敏的肠道细菌科技创新

2018-05-17

来自芝加哥大学的一项新发表的研究表明,常见肠道细菌梭状芽胞杆菌防止小鼠模型中过敏原致敏,为益生菌疗法治疗食物过敏铺平了道路。 /

小鼠的一项新研究发现,梭状芽孢杆菌(Clostridia)是一种常见的肠道细菌,可防止食物过敏。通过诱导防止食物过敏原进入血液的免疫应答,梭状芽孢杆菌将过敏原暴露最小化并防止致敏 - 这是食物过敏发展的关键步骤。芝加哥大学的科学家8月25日在美国国家科学院院刊上报道说,这项发现指向了益生菌治疗这种迄今为止无法治愈的疾病。

虽然食物过敏的原因 - 对某些食物有时致命的免疫反应 - 尚不得而知,研究表明,现代卫生或饮食习惯可能通过扰乱人体的天然细菌组成而发挥作用。近年来,儿童的食物过敏率急剧上升 - 1997年至2011年间增加了大约50% - 研究表明与抗生素和抗菌药物使用相关。

“研究资深作者Cathryn Nagler博士说:”抗生素过度使用,高脂肪饮食,剖宫产分娩,常见病原体的去除,甚至配方喂养等环境刺激都影响了我们共同进化的微生物群。在芝加哥大学。 “我们的结果表明这可能会导致食物过敏易感性增加。”

为了测试肠道细菌如何影响食物过敏,Nagler和她的团队调查了对小鼠食物过敏原的反应。他们暴露无菌小鼠(在无菌条件下出生和长大,没有驻留的微生物),并用抗生素治疗小鼠作为新生儿(其显着减少肠道细菌)以产生花生过敏原。两组小鼠均显示出强烈的免疫应答,产生比具有正常肠道细菌的小鼠显着更高水平的针对花生过敏原的抗体。

然而,这种对食物过敏原的敏感性可以通过将梭状芽胞杆菌细菌的混合物重新引入小鼠中来逆转。重新引入另一个主要的肠道细菌组杆菌Bacteroides未能缓解致敏作用,表明梭菌对食物过敏原具有独特的保护作用。

关上门

为了确定这种保护机制,Nagler及其团队研究了细菌和分子对肠道细菌的免疫应答。遗传分析表明,梭状芽孢杆菌引起先天性免疫细胞产生高水平的白细胞介素-22(IL-22),一种已知会降低肠内膜通透性的信号分子。

抗生素治疗的小鼠或者给予IL-22或者用梭状芽孢杆菌定植。当暴露于花生过敏原时,与对照相比,两种情况下的小鼠血液中的过敏原水平降低。然而,在给予小鼠中和IL-22的抗体后,过敏原水平显着增加,表明梭菌诱导的IL-22防止过敏原进入血流。

“我们已经确定了一种可以防止食物过敏原致敏的细菌群体,”Nagler说。 “让食物过敏原变得敏感的第一步是让它进入你的血液并提供给你的免疫系统。这些细菌的存在调节了这一过程。“然而,她提醒说,这些发现可能适用于人群水平,个体中的因果关系需要进一步研究。

虽然诸如遗传学等复杂且基本未确定的因素极大地影响个体是否发生食物过敏以及它们如何表现,但鉴定细菌诱导的屏障保护性反应代表了防止对食物敏感的新范例。梭菌细菌在人类中很常见,并且代表了预防或治疗食物过敏的潜在治疗剂的明确目标。 Nagler和她的团队正在开发和测试可用于益生菌疗法的组合物,并已提交临时专利。

“这很令人兴奋,因为我们知道细菌是什么。我们有办法介入,“Nagler说。 “当然没有保证,但这绝对是可以检验的,作为治疗疾病的治疗手段,对此没有任何影响。作为一个妈妈,我可以想象,每次你的孩子吃了一口食物时,担心会有多恐惧。“

“食物过敏影响了1500万美国人,包括13个孩子中的一个,他们生活在这种目前无法治愈的潜在威胁生命的疾病中,”食物过敏研究与教育研究高级副总裁玛丽·简·马奇索托说。 “我们很高兴支持纳格勒博士及其芝加哥大学的同事进行的研究。”

这项研究“食物过敏研究与教育(FARE)和芝加哥大学消化疾病研究中心支持的共生细菌可防止食物过敏原致敏”。基因测序在阿贡国家实验室的下一代测序核心进行。其他作者包括Andrew T. Stefka,Taylor Feehley,Prabhanshu Tripathi,Ju Qiu,Kathy D. McCoy,Sarkis K. Mazmanian,Melissa Y. Tjota,Goo-Young Seo,Severine Cao,Betty R. Theriault,Dionysios A. Antonopoulos, Liang Zhou,Eugene B. Chang和杨养新。

出版物:Andrew T. Stefka等人,“共生菌防止食物过敏原致敏”,PNAS,2014; doi:10.1073 / pnas.1412008111

来源:芝加哥大学医学院

图像:来自Shutterstock的细菌的3D渲染