多伦多大学的研究团队发现了一条新的肠道与肺部之间的通信路径。他们的研究揭示了一种鲜为人知的肠道微生物如何重塑肺部免疫环境，从而对呼吸系统健康产生有益和有害的影响。
“生活在我们肠道内的和平微生物是控制我们免疫系统的重要参与者。越来越多的证据表明，这些共生微生物会影响其他器官的状况，如肺、脑、皮肤或关节，”多伦多大学特梅尔蒂医学院免疫学副教授Arthur Mortha说。
过去几十年来，肠道微生物群落组成的变化与一系列特征和条件有关，包括肥胖、过敏、癌症和心理健康障碍。然而，这些研究主要集中在细菌上，而细菌是肠道微生物群中最大的一部分。
今天在《细胞》杂志上发表的一项新研究中，Mortha和他的同事们关注了一类不同的微生物——原生动物。这些微生物也是单细胞生物，但比细菌大得多，身体结构也更复杂。虽然大多数已知的原生动物被归类为寄生虫，但有几种较少为人知的物种可以与其宿主形成共生关系。
“我们的目标是了解肠道中的共生原生动物种类如何影响疾病的结果和我们的整体健康，”Mortha说，他同时也是加拿大黏膜免疫学研究主席。
该项目由Mortha实验室的博士后研究员Kyle Burrows领导，他将于2025年初加入西蒙弗雷泽大学担任助理教授。
在研究中，研究人员观察了一种名为Tritrichomonas musculis（简称T. mu）的原生动物，它无害地生活在小鼠的肠道中。他们发现，被T. mu定植的小鼠肺部特定免疫细胞的数量意外地高。重要的是，研究人员证明其中一些免疫细胞从肠道迁移到了肺部，在那里微调局部免疫环境，改变了与呼吸系统疾病和感染相关的结果。
通过触发这些免疫细胞从肠道到肺部的产生和迁移，T. mu充当“肠道中的指挥家，协调免疫系统进入身体的其他区域，”Mortha说。
该研究的一个关键发现是，T. mu引起的肺部免疫变化加剧了过敏性哮喘引起的气道炎症，但在抵抗呼吸道感染方面似乎具有保护作用。
与分子遗传学教授Jun Liu合作，研究人员在多伦多高含设施中研究了改变的免疫景观对结核病的影响。他们发现，T. mu定植小鼠肺部的较高水平免疫细胞作为气道中的抗菌屏障，有助于控制结核病感染并延缓其向其他器官的扩散。
Mortha指出，这些结果与他的团队之前关于T. mu对小鼠不同方面肠道健康相反影响的观察结果一致。“这种原生动物对肠道免疫系统有非常强烈的影响。它会加剧结直肠癌的发展和炎症性肠病，但也能使宿主抵御非常严重的感染，”他说。
研究人员还分析了重度哮喘患者的痰液样本，寻找与人类相关的原生动物的基因特征，并发现在重度哮喘患者的样本中信号更高，而非哮喘性炎症肺病患者中则较低，这表明他们在小鼠中的观察结果也可能适用于患者。
Mortha认为，这些发现为哮喘和其他慢性炎症疾病的诊断和治疗开辟了新的途径。例如，特定原生动物的存在可用于预测患者是否会发展成重度哮喘，并可能根据原生动物激活的免疫途径告知哪些药物对他们最有效。
“我们能否通过不限于肺部而是针对肠道的治疗方法来预防或减缓哮喘的发展？”他问道。
除了肺部，研究人员现在将注意力转向可能受肠道微生物群调节的其他器官，并追踪免疫细胞从肠道到这些器官的旅程。
“免疫细胞从一个器官迁移到另一个器官代表了一种新的器官间沟通方式，尤其是通过肠道中的微生物，”Mortha说。“这改变了我们对与微生物群关系的看法，表明我们不仅应关注细菌，还应包括原生动物和其他被忽视的微生物，以进一步了解健康和疾病。”
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