你的微生物群落细菌能决定疫苗的效果吗?一项新研究表明,饮食和益生菌可能是增强和延长免疫保护的关键。
最近发表在《微生物学评论》杂志上的一项研究回顾了益生菌和饮食如何通过调节微生物群落微生物群来塑造免疫反应和疫苗效果。
母亲在怀孕期间食用多样化的高纤维饮食可以将保护性微生物传递给婴儿,在出生前就激活他们的免疫系统。
疫苗对于控制传染病的传播至关重要。低于群体免疫阈值的低接种率会导致可预防疾病的(重新)出现。然而,对于新冠病毒、麻疹病毒和流感病毒等高度传染性的病原体,由于病毒进化、疫苗诱导的免疫力异质性和人口结构变化,实现群体免疫可能具有挑战性。
此外,宿主微生物群影响免疫系统的发育和功能。微生物群落微生物群可能影响宿主对疫苗的反应和免疫能力。因此,平衡的微生物群落微生物群(微生物群落优生)对于优化免疫系统和最大化疫苗特异性免疫反应至关重要。因此,可以针对微生物群落微生物群来增强疫苗反应。饮食是决定微生物群落微生物群组成的关键因素。值得注意的是,饮食中的营养成分可以选择利用这些营养物质或其代谢物的微生物。因此,改变饮食成分可以调节微生物群落微生物群的组成,从而改变疫苗反应。在本研究中,研究人员回顾了关于微生物群落微生物群组成与疫苗反应之间联系的证据,并强调了饮食干预和益生菌如何塑造这种关系。
发酵食品如泡菜和开菲尔可以将微生物群落微生物多样性提高多达30%,为疫苗触发的免疫创造一个有弹性的环境。
过去认为微生物群落定植始于出生时,胎儿的胃微生物群落在出生前是无菌的。然而,最近的研究表明,羊水和胎盘微生物群可能在子宫内就开始了微生物群落定植。在分娩过程中,新生儿接触到外界环境,这塑造了新生儿的微生物群。在生命的头两年,微生物群落微生物群仍然容易受到环境变化的影响。
随着年龄的增长,微生物群逐渐成熟并在成年后变得稳定,尤其是在门水平上。放线菌门、变形菌门、厚壁菌门、梭杆菌门、疣微菌门和拟杆菌门是微生物群落微生物群的主要门类。这种组成不会因急性扰动而改变;轻微的变化通常会迅速恢复。然而,长期暴露于环境危害、现代生活方式因素和压力可能导致菌群失调。
此外,分娩方式也会影响新生儿微生物群落微生物群的组成。阴道分娩的新生儿中,普雷沃氏菌属、双歧杆菌属和乳杆菌属的丰度较高,而剖宫产出生的新生儿则更多地被医院相关的机会性病原体定植。配方奶喂养的婴儿比母乳喂养的婴儿含有较少的有益双歧杆菌,这突显了早期营养的作用。
微生物群落真菌如念珠菌在某些个体中会抑制抗体产生,揭示了普遍疫苗有效性的一个隐藏障碍。
多项研究报道了微生物群落微生物群组成与婴儿疫苗效率之间的显著关联。例如,尼加拉瓜的一项调查发现,未对轮状病毒疫苗血清转化的婴儿中,变形菌门的水平较高。另外,加纳婴儿中,对轮状病毒疫苗有反应者和无反应者之间的微生物群落微生物群存在差异,包括反应者中有较高的双歧杆菌和乳杆菌。
此外,在成人中,特别是老年人中,观察到对黄热病、乙型肝炎、流感和百白破疫苗的巨大异质性反应。具体来说,随着年龄的增长,共生微生物的优势和多样性下降,但机会性病原体的存在增加。进一步的研究还说明了微生物群落微生物群与新冠肺炎之间的关联。
一项研究观察到新冠肺炎患者微生物群落微生物群组成的显著变化,表现为机会性病原体的丰度增加和共生共生体的丰度减少。最近的一项研究发现,特定的微生物群落微生物与三剂CoronaVac后的长期免疫原性较差有关。此外,短链脂肪酸(SCFA)生产微生物——它们可以增强B细胞代谢和抗体产生——与新冠mRNA疫苗接种后抗体半衰期延长有关。然而,一些矛盾的发现——如具有相似微生物群的婴儿显示出不同的疫苗反应——突显了微生物群-免疫相互作用的复杂性。
传统饮食的农村人口比城市群体的疫苗抗体保留率高40%,这与减少加工食品摄入量有关。
饮食模式和成分影响微生物群落微生物群的功能和组成。例如,富含蛋白质的饮食增加了振荡杆菌和阿克曼氏菌的数量,减少了双歧杆菌和乳酸乳球菌的数量。它还影响专门的微生物群落T细胞的克隆扩增,并防止食物过敏。
地中海或素食纤维丰富的饮食——尤其是含有菊粉和果胶的纤维——促进了SCFA生产微生物的生长,进而可以调节免疫反应。这些饮食模式受文化和地区习惯的影响,独特地影响微生物群落。此外,高脂肪摄入与较低的微生物群落微生物多样性以及Clostridium bolteae和Eubacterium rectale的丰度增加相关。高脂饮食还促进脂多糖生产微生物的生长,改变微生物群落细胞因子,并增加微生物群落通透性,损害黏膜免疫防御。动物性食品,如红肉和猪油,可能会加剧菌群失调,尽管鱼油(富含欧米伽-3脂肪酸)显示出保护作用。
重要的是,膳食微量营养素如维生素D、锌和铁也调节微生物群落健康和疫苗反应。例如,过量铁摄入可能促进菌群失调,而锌和维生素D缺乏与免疫力受损有关。
益生菌——特别是像长双歧杆菌和鼠李糖乳杆菌GG这样的菌株——通过调节宿主T细胞、趋化因子、细胞因子、抗体分泌和黏膜免疫,表现出强大的免疫调节和佐剂反应。补充益生菌和益生元可以增强免疫力,并可能提高疫苗的有效性。一项荟萃分析发现,益生菌对疫苗反应有有益影响,口服疫苗的效果尤其显著,尽管结果因菌株、剂量和宿主因素而异。
总之,微生物群落微生物群组成是免疫健康的关键决定因素。证据强调了微生物群落优生在提高整个生命周期疫苗反应中的重要性。老年人和婴儿更容易发生菌群失调和疫苗反应改变,需要特别关注。值得注意的是,其他微生物群落微生物,如真菌(例如念珠菌)、原生动物、古菌(例如甲烷短杆菌)和病毒(例如噬菌体)之间的相互作用仍有待探索。将微生物群、饮食、疫苗和益生菌联系起来将为精准疫苗策略提供新的研究机会。
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