哮喘是一种常见的慢性呼吸道疾病,影响着全世界3亿多人。预计到年将增加到4亿人。
咳嗽、胸闷、喘息、气促等
发作起来的窒息感让人崩溃
喘息是如何发生的?
当一个人没有哮喘症状时,呼吸是顺畅的,空气可以很容易进出肺部,一旦哮喘发作,肺部就发生了变化:
气道外平滑肌收紧,气道或支气管肿胀,管内粘膜开始产生粘液,粘液堆积进一步堵塞导致喘息,哮喘的征兆开始了。
哮喘带来的危险
除了咳嗽,患者会觉得呼吸困难,哮喘发作时,炎症会导致呼气比吸气更困难,肺部过度充气,人体超负荷进行肺部空气循环,各个器官和组织氧气输送量减少,甚至无法维持人体正常运作而发生危险。
于是,人们开始积极寻找各种方式来预防或者治疗哮喘。吸入器便出现了,它可以喷雾的形式将药物传送到受感染的呼吸道,以快速缓解症状。然而,人们对哮喘的病因依然缺乏足够的了解。
目前普遍认为,出现哮喘与多种因素有关,例如遗传、环境、感染和营养因素等。
随着研究的深入,逐渐发现在生命早期就已经有了潜在危险。对哮喘的研究也逐渐渗透到更精细的层面。
01哮喘不是一种单一的疾病
哮喘不是一种简单的疾病,具有许多表型和内型,目前,对于这些复杂致病过程的最佳理解,在于它们的二元分类:分为2型哮喘或非2型哮喘。
·2型哮喘
临床上常见的2型哮喘有早期过敏性哮喘、晚期嗜酸性哮喘或运动性哮喘。
·非2型哮喘
肥胖相关哮喘、中性粒细胞性哮喘和寡粒细胞性哮喘
哮喘表型和内型的示意图
内型是根据病理生理机制对哮喘进行分类,而表型是指疾病的临床和形态描述。
涉及哮喘的简化细胞机制及其与微生物的相关性
Th2细胞驱动的炎症与Th2细胞、2型固有淋巴细胞、T滤泡辅助细胞、2型B细胞、嗜酸性粒细胞和肥大细胞结合,导致痰、支气管肺泡液体、血清和支气管活检中IL-4、IL-5、IL-9、IL-13、前列腺素D2和CCR8含量增加。
非2型炎症的特点是Th1和Th17细胞和中性粒细胞浸润,I型干扰素的存在,NLRP3炎症小体的激活,以及IL-1b和IL-17的特征。
02健康的肺不是无菌的
人体所有表面都充满了微生物群,当然也包括上呼吸道(URT)和下呼吸道(LRT)在内。
呼吸系统的组成
人类的呼吸系统由上呼吸道(从鼻腔开始,然后是鼻咽、口咽和声带上方的喉)和下呼吸道(一直到声带下的喉部,包括气管、支气管、细支气管和无数肺泡)组成。
而这个上呼吸道,相当于一个看门人,守护着呼吸健康。微生物群主要通过鼻咽部的微呼吸进入肺部,口咽部则更密集、分布更广。微生物也可以通过粘膜表面的扩散进入肺部。
上下呼吸道菌群
上呼吸道和下呼吸道的健康微生物群在呼吸道和整个机体内稳态的发展和维持中起着重要作用。
生命早期的“机会之窗”
从生命的第一天起,所有粘膜部位的微生物群都会发生动态变化,从而形成微生物群与人体之间适当的相互作用,并构成决定未来健康或疾病的关键“机会之窗”。
在出生和出生的第一天,母体阴道和皮肤的微生物群只能短暂地转移到婴儿身上,而母亲的肠道微生物群则成为婴儿在四个月大时获得的微生物群的主要来源。
由于这两种解剖结构代表了不同的环境,因此早期生活的背景下,有必要将上下呼吸道分开讨论。
从生命的第一刻起,上呼吸道就不断地暴露在外界环境及其伴随的环境中,从而形成了上呼吸道微生物群。
稳定状态下,下呼吸道菌群的瞬时特性取决于上呼吸道进入的菌群与被宿主免疫消除的菌群之间的平衡。因此,上呼吸道样本无法完全反映下呼吸道中发生的相互作用。
健康呼吸道微生物群对宿主免疫的总体影响反映了活微生物及其细胞或代谢物成分对宿主局部和全身固有和适应性免疫过程的累积影响。如果健康适时的定植过程被破坏,早期生命肠道和肺微生物群的失调就成为许多呼吸系统疾病发生的重要危险因素。
03肠-肺轴对呼吸和肠道健康的影响
不同的肺部疾病会受到肠道微环境变化的影响,反之亦然。由此提出了“肠-肺轴”连接的概念。
在哮喘中,微生物群是导致这两者之间相互作用的重要因素。在人类和小鼠的研究中,肺和肠道之间的联系已经被反复证明。
肺部炎症时的肠-肺轴
这种相互作用可以是双向的;肠道微生物可以影响肺部的免疫反应,而肺部刺激可以导致肠道反应。
此外,在慢性阻塞性肺病(COPD)中还描述了「肠-肺-肝轴」。
来自肠道菌群的短链脂肪酸对肺部的促炎反应有抑制作用。
肝脏反应增强巨噬细胞活化和肺部炎症
肠道菌群产生的短链脂肪酸(SCFAs)对肺内炎症反应有抑制作用,肝脏通过HMGCoA还原酶抑制甲羟戊酸途径或与G-蛋白受体结合抑制炎症反应。
04细菌是肠道和肺部最大的微生物种群
我们知道,肠道是人体菌群最密集的定植部位,其菌群及其与哮喘的关系,无论是在早期还是在已确诊的疾病中,都需要特别