生活在肠道中的微生物是保持健康的关键。 Dr_Microbe / iStock / Getty Images Plus
您可能不知道，但是您内部生活着一大批微生物，这些微生物对于抵御威胁（包括导致COVID-19的病毒）至关重要。
在过去的二十年中，科学家们知道我们的身体比人类的细菌细胞更多。 这种生活在我们内部和之上的细菌群落称为微生物组，类似于一家公司，每种微生物都从事专门的工作，但所有的微生物都在努力保持我们的健康。 在肠道中，细菌平衡了对病原体的免疫反应。 这些细菌可确保免疫反应有效，但强度不高，不会对宿主造成附带损害。
我们肠道中的细菌可以引发针对不仅感染肠道的病毒的有效免疫反应，例如 诺如病毒 和轮状病毒，还有那些感染肺部的东西，例如 流感病毒。 有益的肠道微生物通过命令专门的免疫细胞产生有效的抗病毒蛋白来最终消除 病毒感染。 缺乏这些有益肠道细菌的人的身体对入侵病毒的免疫反应不会那么强。 结果，感染可能无法得到控制，从而损害了健康。
我是微生物学家 被细菌影响人类健康的方式所吸引。 我研究的重点 正在研究填充我们肠道的有益细菌如何抵抗疾病和感染。 我最近的工作集中在链接上 特定微生物与患者COVID-19的严重程度之间的关系。 我的最终目标是弄清楚如何通过饮食增强肠道微生物组，以引起强烈的免疫反应-不仅针对SARS-CoV-2，还包括所有病原体。
好的细菌可以帮助免疫系统抵御有害微生物。 chombosan / iStock / Getty Images Plus
常驻细菌如何使您保持健康？
我们的免疫防御是针对有害病原体（例如病毒或细菌）的复杂生物反应的一部分。 但是，由于我们的身体居住着数以万亿计的有益细菌，病毒和真菌，因此我们严格调节免疫反应的激活，以区分有害微生物和有益微生物。
我们的细菌是与众不同的同伴，他们勤奋地帮助我们增强免疫系统的防御能力以抵抗感染。 一项开创性研究发现，用抗生素处理过的可消除肠道细菌的小鼠表现出受损的免疫反应。 这些动物的抗病毒白细胞数量低，抗体反应弱，并且对 抵抗病毒感染并调节免疫反应.
在另一项研究中，给老鼠喂食 乳酸菌 细菌，通常在发酵食品中用作益生菌。 这些微生物降低了流感感染的严重性。 的 乳酸菌与未治疗的小鼠相比，经治疗的小鼠没有体重减轻并且仅具有轻度的肺损伤。 同样，其他人发现用 乳酸菌 防止不同 的亚型 影响 病毒 和人类呼吸道合胞病毒– 儿童病毒性毛细支气管炎和肺炎的主要原因.
泡菜，红甜菜，苹果醋，椰奶酸奶，黄瓜泡菜和酸菜等发酵食品可以帮助提供有益细菌。 marekuliasz / iStock / Getty Images Plus
慢性病和微生物
患有2型糖尿病，肥胖症和心血管疾病等慢性疾病的患者表现出机能亢进的免疫系统，该系统无法识别无害的刺激，并且与肠道微生物组的改变有关。
在这些慢性疾病中，肠道微生物组缺乏可激活的细菌 免疫细胞 阻止了我们对肠道中无害细菌的反应。 肠道微生物组的这种改变也见于 剖宫产分娩的婴儿，穷人的消费 饮食 和 长者.
在美国，117亿人（约占成年人口的一半） 患有2型糖尿病，肥胖症，心血管疾病或这些疾病的组合。 这表明一半的美国成年人携带有缺陷的微生物组。
我实验室的研究重点是识别肠道细菌，这些细菌对于建立平衡的免疫系统至关重要，可以抵抗威胁生命的细菌和病毒感染，同时还能耐受我们体内和自身的有益细菌。
考虑到饮食会影响肠道细菌的多样性， 我的实验室研究表明如何使用饮食 作为慢性疾病的疗法。 人们可以使用不同的食物将肠道微生物组转变为能增强健康免疫反应的微生物组。
感染SARS-CoV-2（会导致COVID-19疾病的病毒）的患者中，有一小部分会出现严重的并发症，需要在重症监护病房住院治疗。 这些患者中有多少有共同点？ 老年 以及与饮食相关的慢性疾病，例如肥胖，2型糖尿病和心血管疾病。
黑人和拉丁人受肥胖，2型糖尿病和心血管疾病的影响最大，所有这些都与营养不良有关。 因此，这并非巧合 这些人群死于COVID-19的人数更多 与白人相比。 不仅在美国，而且在这种情况下 在英国.
发现可预测COVID-19严重性的微生物
COVID-19大流行激发了我改变研究方向，并探索了肠道微生物组在针对SARS-CoV-2感染的过度攻击性免疫反应中的作用。
我和我的同事假设，肥胖，2型糖尿病和心血管疾病等重症SARS-CoV-2患者的肠道微生物组发生改变，从而加剧 急性呼吸窘迫综合征.
据认为，SARS-CoV-2患者的急性呼吸窘迫综合征（一种危及生命的肺损伤）是由 致命的免疫反应过度反应 叫做 细胞因子风暴 导致不受控制的洪水 免疫细胞进入肺部。 在这些患者中，他们自己的不受控制的炎性免疫反应（而不是病毒本身）导致了 严重的肺损伤和多器官衰竭 导致死亡。
几项研究 在最近的评论中描述 已发现COVID-19患者的肠道微生物组发生了变化。 但是，缺乏对微生物组中可以预测COVID-19严重程度的特定细菌的鉴定。
为了解决这个问题，我和我的同事招募了COVID-19住院的重度和中度症状患者。 我们收集了粪便和唾液样本，以确定肠道和口腔微生物组中的细菌是否可以预测COVID-19的严重程度。 鉴定可预测COVID-19疾病临床结果的微生物组标志物是帮助确定需要紧急治疗的患者的优先顺序的关键。
我们展示了在尚未进行同行评审的论文中，与通常用于此目的的患者临床特征相比，肠道微生物组的组成是COVID-19严重程度的最强预测指标。 具体来说，我们确定了粪便中存在一种细菌-称为 粪肠球菌–是COVID-19严重程度的可靠预测指标。 不出所料， 粪肠球菌 已被关联 慢性两类。 炎症.
粪肠球菌 从粪便中收集的蛋白质可以在临床实验室中体外生长。 因此， 粪肠球菌 测试可能是一种经济有效，快速且相对容易的方法，可以识别可能需要更多支持治疗和治疗干预以提高生存机会的患者。
但是，根据我们的研究尚不清楚，改变的微生物组在对SARS-CoV-2感染的免疫反应中起什么作用。 最近的一项研究表明 SARS-CoV-2感染引发免疫细胞失衡 被称为 T调节细胞对免疫平衡至关重要.
肠道微生物组中的细菌负责 正确激活 那些T调节 细胞。 因此，像我这样的研究人员需要在更长的时间范围内重复采集患者的粪便，唾液和血液样本，以了解在COVID-19患者中观察到的微生物组变化如何可能通过改变T-调节细胞。
作为一名研究饮食，微生物组和免疫力之间相互作用的拉美裔科学家，我必须强调制定更好的政策以改善获得健康食品的途径的重要性，从而使微生物组更加健康。 为黑人和拉丁裔社区设计对文化敏感的饮食干预措施也很重要。 虽然优质饮食可能无法预防SARS-CoV-2感染，但它可以治疗与其严重性有关的潜在疾病。
投资讯息
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肠道内有数万亿种细菌，这些细菌对保持健康至关重要。
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这些微生物中的一些有助于调节免疫系统。
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尚未经过同行评审的新研究表明，肠道中存在某些细菌可能表明哪些人更容易感染更严重的COVID-19病例。
关于作者
Ana Maldonado-Contreras，微生物学和生理学系助理教授， 马萨诸塞大学医学院
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