腸道菌群和其他免疫相關疾病

林盈吟 | 2021-12-31

上文提及幾種理論去解釋腸道微生物群與過敏和免疫性疾病之間的關係,今次則討論除過敏性疾病外,腸道微生物群紊亂還與其他免疫相關疾病有關,例如1型糖尿病(Type I diabetes mellitus)和乳糜瀉(Celiac Disease)。

1型糖尿病(Type I diabetes mellitus, T1DM)

糖尿病有1、2型之分。1型糖尿病是由免疫介導的胰腺β細胞引起的自身免疫性疾病。其特徵是由於T細胞介導的胰島素分泌胰腺β細胞遭到破壞而導致胰島素產生不足。在1型糖尿病患者中,胰島素缺乏會阻礙葡萄糖進入組織,循環葡萄糖的慢性積累與病理損傷高度相關,導致發生致殘和危及生命的健康併發症。儘管存在地理上的差異,全球範圍內帶有遺傳基因的個人中,1型糖尿病的發病率正在增加。國際糖尿病聯盟估計,2015年有超過54萬名兒童患有1型糖尿病,並且發病率以每年3%的速度增加,每年約有8.6萬名兒童患上1型糖尿病。

科學家已經提出除了飲食及基因外的環境因素,例如出生方式、早期母乳餵養、衞生環境或抗生素使用在1型糖尿病發病機制中的作用。與健康對照組相比,1型糖尿病受試者表現出的多樣性較低和不太穩定的腸道微生物群。腸道微生物群的變化反映在厚壁菌和擬桿菌之間的異常比例上。此外,具有抗炎作用的糞桿菌在1型糖尿病兒童中減少,此菌與自身免疫力相關。

腸道微生物群能發酵膳食多醣並產生單醣和短鏈脂肪酸(SCFA)。SCFA被結腸上皮吸收,對代謝反應、免疫反應和炎症疾病產生保護作用。例如,醋酸鹽和丙酸鹽可通過介導血糖反應來影響胰島素敏感性和葡萄糖耐量。丁酸鹽也是SCFA之一,通過誘導黏蛋白合成來維持腸道上皮的完整性,並通過促進腸道細胞的密度來改善腸道屏障,改善如1型糖尿病自身的免疫性疾病。

乳糜瀉(Celiac Disease, CD)

近年來,潮流興起去麩質飲食法(gluten-free),在主打減少過敏源的健康旗號下,哪知道乳糜瀉在世界大部分地區影響約1%至3%的總人口。然而,在華人中更為罕見。

乳糜瀉,又稱麩質過敏性腸病,是一種免疫介導的腸病。由帶有遺傳基因(HLA-DQ2和/或HLA-DQ8陽性)的個體攝入麩質所引發的過敏反應。麩質,即一種在小麥、大麥、黑麥和含谷蛋白的燕麥中帶有麩質蛋白和相關醇溶蛋白的植物蛋白質。目前,導致對麩質耐受性匱乏的因素尚不清楚,也還不能通過藥物來治癒這類疾病。然而,帶有遺傳基因的人可能因環境因素,如分娩方式、生產期間感染或胃腸道感染而引發過敏反應。

由於(a)HLA和非HLA基因僅只解釋了55%的疾病感受性,(b)在單卵雙胞胎中缺乏一致性的病發率和(c)乳糜瀉的發生率正在增加,由此得知,環境影響在乳糜瀉發病機制中的作用得到以上論點支持。究竟微生物群是否能夠以及如何改變這些環境因素尚具爭議性。自2004年以來,已經發表了至少20項研究,評估了使用常規培養技術以及獨立於培養的分子生物學技術在乳糜瀉受試者中的微生物改變。最近的數據表明,腸道微生物群組成和功能的變化與慢性炎症疾病有關;腸道微生物群組成的變化也可能改變腸道屏障和增加上皮通透性,這也可能適用於解釋乳糜瀉的情況。簡而言之,患有乳糜瀉的受試者表現出擬桿菌/厚壁菌比值降低,脆弱擬桿菌和葡萄球菌屬,以及長雙歧桿菌和雙歧桿菌屬的菌量比非乳糜瀉患者少。然而,並沒有典型的「乳糜瀉微生物群特徵」。

來自蔬果的膳食纖維非常重要,人類腸道中的益菌都靠它們維生。

蔬果膳食纖維很重要

縱使如此,研究已經顯示益生菌由水解免疫原性麩質肽的能力,從而降低免疫系統對其的敏感原性。此外,腸道細菌也參與調節免疫反應,指導抗炎Treg細胞的正確分化起消炎作用。另一方面,益生菌會促進腸道微生物群改善短鏈脂肪酸的產生,例如丁酸鹽,這些脂肪酸,如前文提到,在降低結腸腸道的促炎活動和對結腸上皮細胞的健康影響方面具有深遠的影響。

總而言之,儘管確切的機制尚不清楚,持續的研究增加了愈來愈多的證據表明腸道微生物態,特別是其多樣性,在過敏和其他免疫相關疾病的源頭和發展中起作用。然而,對於這些疾病,其腸道「微生物群特徵」尚待鑑定。無論是否補充益生菌,來自於蔬果的膳食纖維千萬不能少。腸道中的益菌都靠它們維生,產生單醣和短鏈脂肪酸,繼而發揮保護腸道、免疫健康的作用。

撰文 : 林盈吟_中大醫學院內科及藥物治療學系營養師

 

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