研究人員特別強調,黃酮類化合物經微生物降解產生的脫氨基酪氨酸(DAT),雖然不能直接殺死流感病毒,但卻是開啟機體免疫保護和增強抗病毒免疫反應的關鍵組成部分。
今天,華盛頓大學醫學院的研究人員在《科學》雜誌發表了一項重磅研究,他們發現廣泛存在於天然植物中的黃酮類化合物,經過腸道微生物的降解,產生的代謝物被吸收後,能夠上調 I 型幹擾素信號通路,進而增強機體抗病毒免疫反應 [1]!
研究人員特別強調,黃酮類化合物經微生物降解產生的脫氨基酪氨酸(DAT),雖然不能直接殺死流感病毒,但卻是開啟機體免疫保護和增強抗病毒免疫反應的關鍵組成部分。
由於黃酮類化合物廣泛存在於天然植物中,是許多中草藥的有效成分,這一發現似乎揭開了中草藥有效預防和治療流感的神秘麵紗。
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我們知道,流感和普通感冒並不是一回事。流感是由流感病毒引起的急性呼吸道傳染病,其主要特征為發熱、咳嗽、身體疼痛等,發病率較高,易引起暴發性大範圍流行。對於老年人、孕婦和兒童等特殊人群,極易發生嚴重的並發症,如哮喘、肺炎和心髒病,甚至會出現呼吸衰竭和死亡。
由於流感病毒尤其是甲型病毒極易變異,每一次爆發的流感病毒株往往是不同的,所以經常出現一個尷尬的情況:流感來了卻還沒有疫苗,疫苗有了流感卻又變了。
時至今日,流感仍是人類公共健康的一大威脅。2003 年,全球各地爆發禽流感疫情;2009 年,甲型 H1N1 流感在全球範圍內大規模流行;2013 年,中國持續出現人感染甲型 H7N9 流感的報道。據世界衛生組織估計,世界各地每年有 25 萬至 50 萬人因流感死亡 [2]。
麵對突然爆發的流感威脅,與有限的有效治療措施相比,積極防控更為重要和有效。不要以為勤洗手、多喝水、少出門沒什麼用,一旦在流感爆發的季節出現了相關感冒症狀,等待你的很有可能就是隔離觀察和治療。
世界衛生組織短片《流感:無法預測的威脅》
曾有研究表明,人體腸道微生物對免疫係統的建立和發育起著重要的作用,對機體抗病毒作用具有一定的影響,但是一直以來科學家們並不清楚其中的具體機製 [3]。
來自華盛頓大學醫學院的 Ashley Steed 博士及其同事認為,腸道微生物既然能夠產生許多小的、可擴散的代謝物進入血液循環 [4],那會不會是某種代謝物,增強了機體的抗病毒反應?
查閱以往的相關研究,研究人員篩選出 84 種最具有生物學相關性的微生物代謝物。其中一種叫做脫氨基酪氨酸(DAT)的代謝產物,引起了研究人員的格外注意。
DAT 是黃酮類化合物的降解產物。黃酮類化合物作為一大類植物天然化合物,具有廣泛的藥理作用,在許多年前人們就發現,黃酮類化合物可以提高機體免疫機能,增強抵禦病毒的感染,但是科學家們同樣不清楚其中的具體機製 [5]。
而且研究人員在小鼠糞便和血清中都檢測到了 DAT 的存在,因此,DAT 被鎖定“頭號嫌疑對象”,成為最有可能的關鍵物質。
接下來,研究人員在小鼠身上做了 DAT 的治療實驗。研究人員使用甲硝唑對小鼠進行預處理(甲硝唑能夠清除小鼠體內之前存在的 DAT),隨後給予小鼠一周的 DAT(2mM)喂養,一周後向小鼠感染流感病毒。感染 14 天後,與對照組相比,經過 DAT 處理的小鼠流感相關的死亡率明顯減少,體重降低的幅度也相對緩解。
“當我們給小鼠 DAT 處理後,再用流感病毒感染它們,發現小鼠的肺損傷遠遠少於未用 DAT 處理的小鼠。” Ashley Steed 博士說道。
有趣的是,雖然 DAT 處理的小鼠肺部損傷明顯減小,但是研究人員觀察到,DAT 處理並沒有避免流感病毒感染的發生,而是在病毒感染發生後,通過增強機體免疫反應保護肺部組織。
進一步研究發現,DAT 是通過增加 I 型幹擾素的產生,開啟和增強整個機體的抗病毒免疫反應。I 型幹擾素是參與抗病毒免疫的重要效應分子,當先天性免疫細胞(主要是巨噬細胞)表麵或內部受體接觸到病毒特異性的抗原物質後,I 型幹擾素基因的表達被開啟。I 型幹擾素引發下遊一係列的幹擾素刺激基因(ISG)的表達,增強巨噬細胞的抗病毒天然免疫反應以及調節抗原呈遞細胞與 T 細胞的功能。
所以,DAT 是在流感病毒感染時,通過引發 I 型幹擾素的擴增,開啟和增強機體的免疫反應,使機體的免疫係統超常發揮,更好地開展與流感病毒的戰鬥。
看來在流感爆發的時候,多吃富含黃酮類化合物的食物(比如紅茶、紅酒或藍莓),或者煎服以黃酮類化合物為主要有效成分的中草藥,真的能夠在一定程度上預防和治療病毒感染,包括流行性感冒。
而且這種機製,是基於人體自身的免疫係統來抵禦病毒感染,不管你是 H1N1 還是 H7N9,隻要被巨噬細胞碰見了,整個免疫係統就會傾盡全力剿滅病毒。研究人員認為,這個機製不針對病毒,而是針對病毒的免疫反應,是很重要的一點,也是最有價值的地方。畢竟,疫苗做不到這一點。
該研究的資深作者,病理學和免疫學教授 Thaddeus Stappenbeck 博士說,“但吃富含黃酮類化合物的飲食是不夠的,我們的研究結果表明,還需要腸道中至少一種類型特殊微生物的幫助,才能將黃酮類化合物降解為 DAT。”作為研究的一部分,研究人員找到了這種立有大功的腸道微生物——梭狀芽孢杆菌(Clostridium orbiscindens)。
研究人員想要嚐試尋找更多通過降解黃酮類化合物影響免疫係統的腸道微生物,並且探究如何提高這些腸道微生物的水平。研究人員表示 [6],接下來的研究計劃已經在進行,在下一個季節性流感爆發之前,多吃點富含黃酮類化合物的食物可能不是一個壞主意。
參考資料:
[1] http://science.sciencemag.org/content/357/6350/498
[2] http://www.who.int/influenza/zh/
[3] Yang Y, Torchinsky M B, Gobert M, et al. Focused specificity of intestinal TH17 cells towards commensal bacterial antigens[J]. Nature, 2014, 510(7503): 152.
[4] Nicholson J K, Holmes E, Kinross J, et al. Host-gut microbiota metabolic interactions[J]. Science, 2012, 336(6086): 1262-1267.
[5] Saura‐Calixto F, Pérez‐Jiménez J, Touriño S, et al. Proanthocyanidin metabolites associated with dietary fibre from in vitro colonic fermentation and proanthocyanidin metabolites in human plasma[J]. Molecular nutrition & food research, 2010, 54(7): 939-946.
[6]https://medicine.wustl.edu/news/natural-compound-coupled-with-gut-microbes-may-prevent-severe-flu/
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