Science：膳食结构对免疫的影响

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Science 膳食结构对免疫的影响

免疫系统的活性过度会引起多种疾病，例如肠易激综合症和克罗恩病，甚至还会导致大肠癌。人们普遍认为，蔬菜和水果中的纤维能够帮助机体平息过于活跃的免疫系统。现在科学家们发现，富含纤维的膳食还可以改变骨髓中的免疫细胞生成，帮助机体抵御哮喘。哮喘是一种炎症性疾病，会引起肺部气道发生紧缩。这项研究发表在本期的Nature Medicine杂志上，Science网站以新闻形式报导了这一成果。 当我们食用蔬菜和水果时，肠道内天然存在的细菌会帮助我们消化纤维。这些微生物能摄取“可溶”的纤维（例如苹果、梨、草莓、柑橘和洋葱中的果胶），将其发酵生成特定类型的脂肪酸。这些脂肪酸能够与免疫细胞相互作用，帮助其对炎症进行控制。此前，人们还不清楚这种抗炎症效应是否能扩展到消化道以外。不过，这些脂肪酸的确能够在血液中循环，很可能对机体内的免疫细胞产生影响。
这意味着，膳食纤维也可能影响其他炎症性疾病，例如哮喘。人们发现，自上世纪六十年代以来，西方国家的纤维消耗量慢慢减少，同时哮喘的发病率逐步增加。而在不那么发达的地区（例如非洲），水果和蔬菜还是膳食的主体，哮喘在这些地区也没那么普遍。
近日，Lausanne大学的免疫学家Benjamin Marsland与同事合作，给小鼠喂以低纤维含量的食物。两周后，研究人员让小鼠接触来自尘螨的过敏原，这种过敏原是人类过敏和哮喘中的关键触发因素。他们发现，小鼠表现出过度的哮喘反应，包括肺部出现炎症物质以及气道紧缩。气道紧缩是哮喘患者的常见症状，会导致气喘和呼吸短促。
研究人员又给另一组小鼠喂了两周富含果胶的食物，然后再让它们接触尘螨提取物。研究显示，这些小鼠的炎症反应有所减弱，其体内的免疫细胞（嗜酸粒细胞）和IgE水平几乎减半，小鼠的气道紧缩也得到了明显改善。在发生过敏或哮喘时，机体内的嗜酸粒细胞和IgE水平通常会升高。
随后，研究人员将小鼠分为正常膳食、低纤维膳食和高纤维膳食三组，并对它们的粪便进行分析。他们发现，在喂食果胶的小鼠中，最能生产抗炎症脂肪酸的细菌更为普遍，大约是低纤维膳食小鼠的两倍。进一步研究显示，在高纤维膳食组的粪便和血液中，抗炎症脂肪酸的含量都很高。
那么是血液中的脂肪酸对免疫系统进行抑制么？这种抑制是否足以平息哮喘反应呢？为此，研究人员给小鼠注射了抗炎症脂肪酸中的一种，丙酸酯（propionate）。两周后，在面对尘螨提取物时，这些小鼠体内的炎症标志物减少，气道紧缩得到改善。另外，小鼠体内的树突细胞也发生了改变。树突细胞是一种关键的免疫细胞，它既能降低免疫系统的活性，也能增强免疫应答，这完全取决于树突细胞给其他免疫细胞发出的信号。研究显示，在高纤维膳食的小鼠中，树突细胞更少启动效应细胞，而效应细胞在过敏性哮喘中起关键性的作用。
最后研究人员发现，注射丙酸酯的小鼠体内，生成了更多的前体细胞，这些前体细胞分化成了抵御哮喘的树突细胞。“我们的研究首次展现，膳食能够影响骨髓中的免疫细胞生成。这将帮助我们进一步理解，免疫细胞前体离开骨髓并扩散到各组织的过程，”Marsland 说。
研究人员准备进一步研究，是否可以将提纯的丙酸酯或其他类似脂肪酸作为膳食补充剂，为哮喘患者提供帮助。不过他们强调，富含纤维的平衡膳食，是抵抗炎症的最佳途径。