荣辱与共的肠道微生物和免疫系统
当绝大多数人因“人体排泄物是药物”这个观点的出现而震惊时,有些人也许并不会如此惊讶,这个人就是伦敦卫生与热带医学院的流行病学专家大卫•斯特拉坎(David Strachan)教授。1989年的时候,斯特拉坎提出了卫生假说,他通过观察发现,出生于兄弟姐妹较多家庭的婴儿,不容易患湿疹和过敏性鼻炎。你也许也听过他的假设——过度讲究卫生实际上是引发过敏和自身免疫性疾病的导火索。这也是为什么有些家庭鼓励孩子去泥地里摸爬滚打的原因——为了增强孩子的免疫力!
斯特拉坎教授的观察是一个好的开端。但现代科学要求我们再进一步探索。其实真正的问题不是过度追求清洁,而是健康的肠道微生物群被破坏。如前文所述,人体70%的免疫力来自肠道,免疫系统与微生物群由一层薄薄的单层细胞分隔开,这层屏障比发丝更加细小,肉眼根本看不到。这一单层细胞就像一排东倒西歪的木栅栏一样,杵在两个举办家庭聚会的房子中间——一家是免疫系统,另一家住着微生物群。派对虽然是分开举行的,但它们实际上不是没有关联的。它们深度联结,互相取食,分享美味,开怀大笑,二者总是保持着联系。有证据表明,肠道菌群有助于促进免疫细胞的正常发育,识别入侵者,将其引导至身体需要的地方,还强化它们的抗感染能力。健康的肠道微生物群可以转化为一个强大的免疫系统来识别威胁(包括感染甚至恶性肿瘤),然后消灭它。肠道微生物群和免疫系统密不可分,二者的关系一损俱损。
佐证这一关系的证据来自自身免疫性疾病和过敏性疾病的流行。世界各个角落都是这些疾病爆发的温床。哮喘、过敏性鼻炎和湿疹就是过敏性疾病的例子。这些疾病发生时,免疫系统会错误地攻击不构成威胁的外部刺激。从1960到2000年,西方国家的哮喘发病率提高了至少10倍。与之相似的上升曲线出现在自身免疫性疾病上,如1型糖尿病、多发性硬化症及克罗恩病等自身免疫性疾病。发病时免疫系统错误地把我们身体的健康组织视作敌对方,并且发起进攻。自20世纪50年代以来,1型糖尿病、多发性硬化症和克罗恩病的患病率均上升了超过300%。
比起农业化国家,工业化国家的人们诱发过敏性疾病和自身免疫性疾病更为常见。比方说,每年芬兰每10万名儿童里新确诊患有1型糖尿病的儿童有62.3人,而墨西哥是6.2人,巴基斯坦是0.5人。你也许会反驳说这是基因差别导致的。但是随着一个国家工业化程度提高,患病率也提高了。再比如,克罗地亚的克罗恩病从10万分之0.7(1989年)攀升至10万分之6.5(2004年),这与该国现代化的步调一致;1988年到2012年期间,巴西克罗恩病和溃疡性结肠炎的发病率也分别以每年11%和15%增长着。这些国家的医生不得不寻求美国的帮助,因为这些问题直到最近才在他们的国家发生,他们不知道该如何照料患者。
证据显示,我们的肠道微生物群不仅能随着过敏性疾病和自身免疫性疾病的变化而变化,它甚至能导致这些免疫系统疾病(表1-2),因此我们可以通过肠道菌群预测疾病的发生。研究人员分析了300名3个月大的婴儿用过的尿布后发现,即使是根据如此幼年时期的肠道细菌的特定变化,也可以推测出哪个孩子日后会得哮喘。但为了证明肠道微生物会引起哮喘,研究人员把尿布上的粪便移植给了无菌小鼠。你没有看错,他们把人类的粪便移植到了老鼠身上。需要澄清的是,此处使用的粪便并不是来自哮喘患者,而是来自有潜在风险患上哮喘的3个月大的宝宝。实验结果如何?所有小鼠的肺部都发炎了,而这正是哮喘的风向标。
人类进化出免疫系统以保护自我免受感染,而感染正是一个世纪前最主要的致死原因。从一开始,肠道微生物就参与了进化过程,因此,它们在免疫功能里发挥着至关重要的作用。这意味着破坏肠道菌群,等同于让我们自身暴露在免疫失调的风险中,这一异常外显为自身免疫性疾病和过敏性疾病。另一方面,强大健康的肠道菌群会赋能于它周围70%的免疫细胞,使其以最佳状态帮助人体抵御感染和恶性肿瘤。当我们照顾微生物的时候,它们反过来也会照顾我们。