要有效预防感染？宿主-菌群的免疫代谢互作或很关键
4 月 7 日的《热心肠日报》，我们解读了 9 篇文献，分别关注：感染，免疫代谢，高盐饮食，骨关节炎，胃部菌群，ILC2，IBD，病毒感染，肽聚糖，衰老。
身体如何调整代谢对抗感染？（综述）
Trends in Immunology——[13]
① 宿主-菌群的免疫代谢互作可增强机体抗感染能力，该益处依赖通过饮食提供的有益菌和有益代谢所需的底物；② 免疫细胞与病原体在感染早期开始糖酵解，宿主和病原菌之间进行葡萄糖竞争；③ 由于特定病原体感染对宿主的影响不同，感染性厌食症可对宿主产生有益或有害影响；④ 宿主必须平衡对立的代谢适应，以便在感染过程中增强免疫功能和促进组织耐受，而铁在其中的作用需重新定义；⑤ 宿主可在感染过程中与病原体进行代谢配合促进自身生存。
【主编评语】
宿主-微生物-病原体互作过程中发生的代谢反应，对宿主感染期间的生存有积极或消极的影响。定义三者的代谢需求、获取营养的机制、以及每个参与者在感染期间是否相互合作或竞争以满足自己的代谢需求，这些都有可能揭示治疗疾病的新方法。最新发表在Trends in Immunology的综述回顾了在机体代谢和感染方面的研究结果，并强调了四个研究新方向：宿主-微生物群的代谢伙伴关系如何预防感染；宿主和病原体如何竞争葡萄糖；感染性厌食症的意义；重新定义铁在感染中的作用。（@Lexi）
【原文信息】
Metabolic Adaptations to Infections at the Organismal Level
2020-01-17, doi: 10.1016/j.it.2019.12.001
Science子刊：高盐饮食抑制抗菌防御的机制
Science Translational Medicine——[17.161]
① 高盐饮食（HSD）干预1周，可加重小鼠尿路致病性大肠杆菌诱导的肾盂肾炎；② 机制上，HSD导致肾脏通过尿素（而非渗透梯度）将钠排出，导致尿素水平增加，而尿素可抑制中性粒细胞的抗菌功能；③ 另外，钠排出需要抑制醛固酮合酶的活性，导致具有糖皮质激素功能的醛固酮前提累积；④ HSD可以糖皮质激素依赖性方式加重李斯特菌感染引起的全身性感染；⑤ HSD干预1周，健康人表现出糖皮质激素水平升高和抗菌中性粒细胞的功能受损。
【主编评语】
Science Translational Medicine上发表的一项最新研究，发现高盐饮食可通过增加尿素及糖皮质激素的水平，抑制小鼠中性粒细胞的抗菌功能，以恶化致病菌诱导的肾盂肾炎。相似地，在健康人体内，1周的高盐饮食干预也可导致糖皮质激素水平的升高及中性粒细胞抗菌功能的受损。该研究结果提示，细菌感染期间应避免高盐饮食的摄入。（@szx）
【原文信息】
A high-salt diet compromises antibacterial neutrophil responses through hormonal perturbation
2020-03-25, doi: 10.1126/scitranslmed.aay3850
程磊+周学东+魏泓等：肠道菌群与骨关节炎的直接关联
Annals of the Rheumatic Diseases——[14.299]
① 收集4名健康对照、7名无代谢综合征的OA患者（METS-OA+）及9名患有代谢综合征的OA患者（METS+OA+）的粪便菌群，分别移植到无菌小鼠体内；② 未经菌群移植的无菌小鼠半月板/韧带损伤（MLI）后的OA最轻；③ 与其它组相比，移植METS+OA+菌群的小鼠，全身性炎症、内毒素血症、肠道通透性和MLI引起的OA都最为严重；④ 较高的梭杆菌属和Faecalibaterium丰度、较低的瘤胃球菌科丰度，与小鼠的OA严重程度及系统性炎症标志物相关。
【主编评语】
骨关节炎（OA）与肠道菌群密切相关。来自四川大学华西口腔医学院的程磊团队及周学东团队、同济大学附属第十人民医院的魏泓团队在Annals of the Rheumatic Diseases上发表的一项最新研究，将健康人及OA患者（部分患有代谢综合征）的粪便菌群移植给无菌小鼠，发现移植了患有代谢综合征的OA患者的粪便菌群后，半月板/韧带损伤引发的OA最为严重，同时鉴定出了与OA严重程度及系统性炎症相关的特定分类群。（@szx）
【原文信息】
Faecal microbiota transplantation from metabolically compromised human donors accelerates osteoarthritis in mice
2020-03-23, doi: 10.1136/annrheumdis-2019-216471
Cell子刊：胃部菌群诱导的ILC2通过促进IgA产生以提供免疫保护
Immunity——[21.522]
① 2型天然淋巴细胞（ILC2）是胃部的主要天然淋巴细胞（ILC）亚群，胃部ILC2与小肠ILC2在功能上有所差异；② 胃部菌群通过促进IL-7及IL-33的产生以调控胃部ILC2的稳态及功能，拟杆菌目中的S24-7菌科与胃部ILC2的增加相关；③ 幽门螺旋杆菌感染快速诱导胃部ILC2，ILC2产生的IL-5促进幽门螺旋杆菌特异性IgA的产生，以增强后者对幽门螺旋杆菌的结合与清除；④ 在SPF小鼠中，胃部ILC2诱导产生的IgA可与胃部共生菌群结合，以起到对胃部的保护作用。
【主编评语】
对胃部的菌群-免疫互作研究较少。来自Immunity上发表的一项最新研究，报道了胃部共生菌群可通过IL-7/IL-7R轴调控胃部2型天然淋巴细胞（ILC2）的稳态与功能，而胃部ILC2在稳态及致病菌（幽门螺旋杆菌）感染后，促进可结合细菌的IgA的产生，以提供对胃部的免疫保护。（@szx）
【原文信息】
Bacteria-Induced Group 2 Innate Lymphoid Cells in the Stomach Provide Immune Protection through Induction of IgA
2020-04-01, doi: 10.1016/j.immuni.2020.03.002
Nature Reviews：靶向JAK-STAT信号通路治疗IBD（综述）
Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology——[23.57]
① JAK-STAT信号通路介导了多种炎症细胞因子的生物学效应：细胞因子与受体结合，促进酪氨酸激酶JAK及受体酪氨酸残基的磷酸化，最终导致转录因子STAT的磷酸化、二聚化及活化；② 因具有影响多种细胞因子依赖性促炎症信号通路的潜能，多种小分子JAK抑制剂已处于治疗IBD的临床研究阶段，其中托法替尼已获批用于治疗溃疡性结肠炎；③ 但因不良反应风险的增加，更具选择性（例如仅靶向JAK1或JAK3）的小分子JAK抑制剂开始受到关注。
【主编评语】
细胞因子在肠道稳态及IBD等疾病的进展中发挥重要作用，细胞因子可通过细胞因子受体介导激活JAK激酶及STAT转录因子家族，以发挥其生物学效应。Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology上发表的一篇综述文章，详细介绍了不同细胞因子所激活的不同类型的JAK-STAT信号通路，及各类JAK-STAT信号通路在肠道稳态及炎症中的作用机制，并讨论了通过小分子JAK抑制剂靶向JAK-STAT信号通路以治疗IBD的现状、挑战及未来。（@szx）
【原文信息】
JAK–STAT pathway targeting for the treatment of inflammatory bowel disease
2020-03-19, doi: 10.1038/s41575-020-0273-0
Nature子刊：IBD患者的结肠炎症与菌群组成及表观遗传谱相关
Nature Communications——[11.878]
① 收集130名IBD患者的炎症及非炎症粘膜样本，以及31名非IBD对照的粘膜样本；② 结肠菌群的变化与炎症相关，但由于宿主的个体化差异，并未发现与炎症相关的菌群组成及功能特征；③ 上皮DNA甲基化与炎症及菌群组成均相关；④ 不同组间的菌群差异主要来自于肠杆菌科和拟杆菌属，其中的代表性菌株在体外具有促炎性，且与免疫相关的表观遗传标记有关；⑤ 结合菌群、饮食及宿主基因型区分CD、UC及对照的AUC为0.75，加入表观遗传组后可提升AUC至0.87。
【主编评语】
Nature Communications上发表的一项最新研究，对比分析了IBD（包括溃疡性结肠炎（UC）及克罗恩病（CD））患者及非IBD对照人群的结肠菌群及结肠上皮的DNA甲基化修饰，发现结肠粘膜的炎症部位与非炎症部位的菌群组成及DNA甲基化存在显著差异。结合菌群、饮食、宿主基因型及表观遗传组，可较准确地区分UC患者、CD患者及非IBD人群。（@szx）
【原文信息】
Colonic microbiota is associated with inflammation and host epigenomic alterations in inflammatory bowel disease
2020-03-23, doi: 10.1038/s41467-020-15342-5
Nature子刊：病毒感染引发的iTreg扩增抑制结肠炎发生
Nature Communications——[11.878]
① LCMV感染导致1型干扰素依赖性Treg减少，随后Vβ5+ T细胞转换为Vβ5+ iTreg并迅速扩增，对损失的Treg进行补充；② 在缺失Vβ5的小鼠中，Vβ5+ iTreg对于抑制抗病毒免疫应答并非必需；③ 缺失Vβ5抑制了LCMV感染后Treg的补充，导致对菌群依赖性CD8+ T细胞活化的抑制受损，从而引发结肠炎；④ 在IBD患者中，临床症状的缓解伴随着Vβ2+ Treg的扩增，人Vβ2+ Treg与小鼠Vβ5+ Treg有着一定的相似性。
【主编评语】
Foxp3+ Treg对于维持外周免疫耐受及抑制自身免疫是必需的。Nature Communications上发表的一项最新研究，在淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒（LCMV）感染后的小鼠中发现，病毒感染可显著减少1型干扰素依赖性Treg，并导致Vβ5+ T细胞快速转换为iTreg并扩增以补充Treg的损失。Vβ5+ iTreg抑制了菌群依赖性CD8+ T细胞的活化，缺失Vβ5+ iTreg可能导致病毒感染引起的结肠炎。另外，在IBD患者中，临床症状的恢复与Vβ2+ Treg的增加相关。这一研究表明，病毒感染后，iTreg的扩增在因Treg减少而引发的结肠炎中起到了保护作用。（@szx）
【原文信息】
Rapid expansion of Treg cells protects from collateral colitis following a viral trigger
2020-03-23, doi: 10.1038/s41467-020-15309-6
Cell子刊：细菌肽聚糖诱导慢性脑炎（综述）
Trends in Molecular Medicine——[11.028]
① 肽聚糖(PGN)是所有细菌细胞壁的基本成分，PGN信号片段通过模式识别受体（PPR）产生促炎作用；② PGN是影响先天免疫功能和脑功能的决定因素，在多发性硬化（MS）等慢性脑炎疾病中十分重要；③ PGN促进NOD受体下游炎症反应，在脑炎组织的吞噬细胞中可检测到PGN，吞噬细胞或将PGN从粘膜运输至大脑；④ 作为肠-脑轴的中心元素，PGN可用于开发新型生物标志物用于疾病监测和治疗，以及开发涉及免疫疗法、饮食干预和生物制剂的新型干预手段。
【主编评语】
肽聚糖（PGN）是革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌的细胞壁成分，其信号片段通过常驻组织细胞和循环白细胞表达的模式识别受体（PPR）产生促炎作用。最新发表在Trends in Molecular Medicine的综述总结了PGN在脑炎中的决定性作用，尤其是在多发性硬化（MS）和其实验性自身免疫性脑脊髓炎（EAE）模型中。作为肠-脑轴的中心元素，PGN可用于开发新型生物标志物用于疾病监测和治疗，以及开发涉及免疫疗法、饮食干预和生物制剂的新型干预手段。（@Lexi）
【原文信息】
Bacterial Peptidoglycan as a Driver of Chronic Brain Inflammation
2020-02-21, doi: 10.1016/j.molmed.2019.11.006
肠道碱性磷酸酶或可抑制炎症抗衰老
JCI insight——[6.014]
① 小鼠的肠道通透性随年龄增加，伴随着肠道来源的门静脉及系统性炎症的增加；② 在缺失肠道碱性磷酸酶（IAP）的小鼠中，上述衰老相关的炎症表型显著增强，且小鼠寿命显著缩短；③ 小鼠长期补充IAP，可显著降低年龄相关的肠道通透性及肠道来源的系统性炎症，从而抑制虚弱的发生并显著延长寿命；④ 另外，补充IAP可在衰老期间维持肠道菌群的稳态；⑤ 在黑腹果蝇中，IAP也具有上述效应。
【主编评语】
肠道屏障功能失调及肠道来源的慢性炎症在衰老中发挥关键作用。JCI insight上发表的一项最新研究，发现缺失肠道碱性磷酸酶可促进小鼠的衰老相关炎症，并缩短小鼠寿命，而补充肠道碱性磷酸酶可降低肠道通透性，维持肠道菌群稳态，抑制衰老相关炎症，从而显著延长寿命。在果蝇中也可观察到肠道碱性磷酸酶的上述作用。该研究提示，补充肠道碱性磷酸酶或是预防衰老相关疾病的潜在策略。（@szx）
【原文信息】
Intestinal alkaline phosphatase targets the gut barrier to prevent aging
2020-03-26, doi: 10.1172/jci.insight.134049
感谢本期日报的创作者：迟卉，this little piggy，海盗船长，szx，orchid，Echo Quasimodo
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