综述 | Trends in Immunology：感染期间宿主-微生物群-病原体的代谢相互作用
编译：莫莫，编辑：小菌菌、江舜尧。
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宿主-微生物群-病原体相互作用过程中发生的代谢过程对宿主在感染过程中的存活有积极或消极的影响。明确这三个参与者的代谢需求、它们获取营养的机制、以及参与者在感染期间是否相互合作或相互竞争以满足他们自己的代谢需求，都有可能揭示治疗疾病的新方法。
本文回顾了组织代谢和感染的热点研究，并强调了四个新兴的研究方向：
(1)宿主-微生物群的代谢伙伴关系如何防止感染；
(2)宿主和病原体之间的葡萄糖竞争；
(3)感染性厌食症的意义；
(4)以及重新认识铁在感染过程中的作用。
作者还讨论了这些发现如何影响我们对感染生物学的理解及其可能的治疗价值。
论文ID
原名：Metabolic Adaptations to Infections at the Organismal Level
译名：机体层面上对感染的代谢适应
期刊：Trends in Immunology
IF：13
发表时间：2020.1.17
通信作者：Katia Troha & Janelle S. Ayres
通信作者单位：加州拉霍拉索尔克生物研究所
综述内容
机体若要充满能量，需要驱动所有的生物功能。在感染过程中，宿主、微生物群和感染病原体都有必须满足的代谢需求，以保证自身生存；然而，满足它们三者代谢需求的能力受到宿主能量摄入的限制，而宿主能量摄入可能会因感染本身而改变。无论宿主、微生物群和病原体选择相互竞争或相互合作以满足它们的能量需求，都会影响感染的结果。在过去的十年里，免疫系统和代谢之间的密切联系再次被提起，这一联系催生了免疫代谢领域。大多数领域都集中在细胞免疫代谢的研究上，研究细胞水平的代谢变化如何导致免疫细胞走向不同的命运（如活化、增殖等）并调节免疫反应。尽管细胞免疫代谢是我们理解感染的关键，但它并不包括我们的代谢系统与之相互作用并导致感染结果的所有生理学。在这里，我们回顾了最近在整个有机体和所有相关有机体（宿主、微生物群和病原体）之间的代谢适应方面的发现。我们着重强调该领域的四条发展趋势线，并思考了这些发现如何促进我们对感染方式的理解以及代谢在疾病发展和治疗中的作用。
2.宿主-微生物群的代谢伙伴关系可预防感染
2.1微生物群衍生代谢物可保护宿主免受感染
通过长期的共同进化，动物已与数百万肠道微生物、微生物群形成互惠关系，这使得宿主和微生物群在不同的条件下都能茁壮成长，即使身处致病性感染的威胁下。微生物群能够促进对致病性感染的防御，最具特征的方法之一是通过介导对抗性防御来防止病原体定植或支持病原体杀灭（图1）。微生物群可以通过产生代谢物，如短链脂肪酸（SCFAs），增强对抗有害微生物的防御能力。例如，在小鼠体内，有一种SCFA，丙酸，通过破坏细菌的pH稳态来促进对鼠伤寒沙门氏菌的定植抗性。丁酸，另一种SCFA，通过β-氧化代谢途径引导结肠细胞消耗O2。通过维持小鼠结肠内的厌氧环境，丁酸盐有利于有益梭菌的生长，包括丁酸盐产生菌在内的专性厌氧菌的生长，并限制需在需氧环境中生长的兼性厌氧菌——致病性肠杆菌科的生长。此外，通过降低O2浓度，丁酸盐促进缺氧诱导因子（HIF）的稳定。HIF是一种转录因子，协调肠道黏液层中多个成分的表达，是感染的关键屏障。此外，丁酸盐可以通过在肠道巨噬细胞分化过程中（通过抑制组蛋白脱乙酰酶3；HDAC3）启动非刺激性抗菌程序来支持病原体的杀灭。事实上，小鼠口服丁酸盐可诱导肠道巨噬细胞的抗菌活性，并增强对各种肠道病原体的耐受。这表明，补充丁酸盐可能是一种增强宿主防御能力的策略，而不会产生炎症破坏性影响，尽管这仍有待进一步验证。
图1：宿主-微生物群代谢伙伴关系保护宿主免受感染。野生型微生物群产生一系列有益的代谢物，保护宿主免受感染和有害菌群的侵害。然而，这种益处在很大程度上依赖于正确饮食的存在，正群饮食有助于维持大量促进健康的微生物，并提供产生有益代谢产物所需的底物。
宿主-微生物群落的共同进化形成了哺乳动物肠道微生物群落的生态学。微生物群的组成变化，亦即菌群失调，已知与各种疾病状态有关，如肠道炎症、过敏性疾病、肥胖、1型糖尿病、自闭症和结直肠癌。除了致病性感染外，有益的代谢物还可以防止宿主向菌群失调发展。例如，在小鼠体内，微生物群相关代谢物牛磺酸（胆汁酸结合物）激活NLRP6炎症小体，通过NLRP6-IL-18-AMP轴在结肠粘膜中产生抗菌肽（AMPs）。给野生型（WT）小鼠注射牛磺酸会引起肠道微生物群的组成变化，而给Nlrp6–/-小鼠注射牛磺酸时不会出现这种变化。通过产生牛磺酸，野生型小鼠微生物群启动了一个调节肠道微生物组成的免疫程序，抑制有害菌群的发育，并维持恒定的微生物群生态。
除了对抗，宿主还依赖于协同防御，促进宿主的健康。协助防御方法，包括启动组织保护程序的疾病耐受以及促进宿主适应病原体的抗毒力机制。抗病性和抗毒力策略都能在不影响微生物占据宿主生态位或在其内复制的情况下促进宿主健康。最近，微生物群衍生的代谢物被证明支持疾病耐受机制（除了对抗性防御之外）（图1）。例如，实验工作表明，口服代谢物去氨基酪氨酸（DAT）可通过减轻肺免疫病理损伤和增加I型干扰素（IFN）的表达来保护小鼠免受流感病毒感染，增强对流感的免疫力。一项平行研究还证实，SCFAs提高了感染流感的小鼠的存活率。在这个模型中，与对照组相比，SCFAs通过限制过量中性粒细胞渗出（可能导致组织损伤），抑制气道免疫病理损伤，并通过增强细胞代谢增强CD8+T细胞效应器功能。在未来的工作中，重点在于确定微生物群衍生代谢物如何促进对微生物或入侵病原体的抗毒性防御。
最近，越来越多的证据发现代谢物的保护作用有时可归因于宿主体内存在一种具有罕见生物合成能力的细菌物种。众所周知，抗生素的广泛使用会破坏肠道微生物群落，这与增加对多种病原体的易感性有关。艰难梭状芽孢杆菌感染是医院感染性腹泻的主要原因，增加了住院患者的发病率和死亡率。艰难梭状芽孢杆菌感染感染的主要危险因素是先前使用抗生素。最近的一项研究采用了一种简洁的研究方法，将小鼠模型、临床研究、亚基因组分析和数学模型结合起来，证明了人类和小鼠肠道内的梭状芽孢杆菌将原代胆汁酸转化为次级胆汁酸，从而抑制了艰难梭状芽孢杆菌的生长。抗生素诱导的梭状芽孢杆菌丢失与艰难梭状芽孢杆菌易感性的增加密切相关，并且将梭状芽孢杆菌单独移植入艰难梭状芽孢杆菌感染的小鼠体内可改善艰难梭状芽孢杆菌感染的结局，改善体重减轻和降低死亡率，满足有益微生物方面的“科赫假设”的四个标准。这些发现强调了一个经常被忽视的关于抗生素过度使用的讨论问题：抗生素滥用不仅会导致病原体对抗生素耐药性的上升，而且还会清除临床相关的有益微生物，使已经患病的患者面临更大的感染风险。今后的工作需要确定其他具有独特保护生物合成功能的细菌种类。阐述这些有益微生物的特征可能有助于确保我们能够避免在治疗过程中消除它们，或者，在治疗确实消除了这些菌群的情况下，可以采取措施为患者提供独特有益的微生物。
该领域的一个新趋势是，微生物群对宿主的保护通常以宿主饮食为条件。有益微生物群衍生代谢物仅在消耗特定营养素后产生。例如，有益的SCFA，如丁酸盐和丙酸盐，来源于结肠中纤维的发酵。同样，人体微生物群在黄酮的代谢过程中产生DAT。这一发现引发了一些问题。首先，在缺乏正确饮食的情况下，研究特定肠道微生物的影响可能错过了这些微生物的潜在益处。另一个值得关注的问题是西方饮食对微生物群保护宿主免受有害微生物侵害的能力的影响。西方饮食不仅通常缺少水果和蔬菜（纤维和黄酮的来源），而且还与肠道微生物多样性的大幅下降有关，这可能会从肠道中清除促进健康的细菌（图1）。此外，越来越清楚的是，微生物的毒力在很大程度上取决于代谢底物的可用性。如果保护依赖于饮食，而又缺少合适的饮食，我们如何还能从微生物群中获益？破译微生物群用来保护宿主免受感染的“代谢物代码”也许有一天能帮助我们部分绕过对特定微生物群和饮食的需求。例如，合理推测有朝一日，如果流感疫苗不能很好地与当年的流行病毒株相匹配的话，能否通过直接补充特定代谢物（如DAT），给有感染风险的病人免疫，同时也为了给他们的免疫系统注入能量，减少免疫病理学上的损伤。了解微生物群代谢物编码的另一个紧迫原因是发现有害菌群利用代谢物劫持宿主并促进其自身生长。例如，在小鼠中，有害菌群的相关代谢物精胺和组胺已被证明能抑制肠上皮细胞中的NLRP6，降低结肠中AMPs的产生。通过产生这些代谢物，有害菌群抑制了抑制它们的抗菌程序，促进了它们在宿主体内的生长。了解有害菌群如何利用代谢物接管宿主可能有助于研发直接针对这些代谢物的新疗法，以治疗或者预防由这些有害菌群引起的疾病。
对无脊椎动物而言，居住在身体表面屏障以外的以及可居住在细胞内壁龛中的微生物共生体很受欢迎。相比之下，脊椎动物宿主的常驻微生物传统上被认为是细胞外的，只存在于屏障表面。微生物群对这些屏障的渗透一直被认为会导致疾病。然而，最近的研究对这一观点提出了质疑。产检杆菌属细菌可以定植健康哺乳动物的肠道相关淋巴组织（GALT），包括派尔集合淋巴结和肠系膜淋巴结。产检杆菌属细菌在GALT的定殖是否对宿主有益尚待确定。
最近，一项研究表明，一种特定的肠道微生物群——常驻大肠杆菌菌株，可以保护小鼠免受感染引起的消瘦。携带大肠杆菌O21:H+的小鼠在口服鼠伤寒沙门氏菌感染时，与在微生物群中没有携带这种特定大肠杆菌菌株的感染小鼠相比，没有表现体重减轻、脂肪组织或骨骼肌萎缩。保护小鼠避免感染性消耗与诱大肠杆菌O21:H+从肠道转移到白色脂肪组织（WAT）以及激活NLRC4炎症小体、白色脂肪组织的胰岛素样生长因子-1（IGF-1）生成增加相关。引发这种大肠杆菌宿主保护行为的机制尚待阐明。其他研究的新发现表明，宿主可能间接地将信号传递给其微生物群，表明其已被感染，可能为如何诱导大肠杆菌O21:H+的保护行为提供了线索。最近宿主-微生物研究的一个趋势是脂肪组织是细菌、病毒和寄生虫定植的共同场所。虽然这些微生物定植脂肪组织的目的有待研究，但表明脂肪组织可能是微生物在宿主体内协调健康生理相互作用的中枢。因此，在宿主-微生物领域中，识别出更多的转移到宿主屏障之外的微生物，从而远程诱导有益的反应，对于未来的研究具有重要意义。
微生物群可以提供多种益处和防止感染，但宿主必须通过向微生物提供适当的营养物来回报，否则会对宿主造成负面影响（图1）。例如，为了应对膳食纤维缺乏，人类肠道微生物群已经被证明能够降解结肠粘液屏障，从而增加病原体的易感性。宿主厌食症是感染的一个常见特征。虽然厌食在某些感染过程中对宿主有利，但肠道微生物也会缺乏营养而产生不良影响。最近，一项值得注意的研究阐明了宿主在感染厌食期间维持其微生物群的机制。作者发现，予Toll样受体（TLR）配体干预后，小鼠小肠上皮细胞（IECs）迅速岩藻糖基化。这一过程需要TLR配体的感应、树突状细胞产生白细胞介素23（IL-23），、固有淋巴细胞的激活、以及IL-22刺激的IECs表达岩藻糖基转移酶2（Fut2）。随着岩藻糖基化蛋白进入肠腔，岩藻糖被微生物群代谢。在没有岩藻糖基化的情况下，微生物群增加了它们的毒力。相比之下，通过岩藻糖基化提供营养的微生物群帮助宿主在免疫刺激后更快地恢复体重。这表明，这种岩藻糖基化机制是一种抗毒防御策略。值得注意的是，已知有害菌群能降低小鼠体内IL-22的生成。鉴于岩藻糖基化需要IL-22，这就增加了只有野生型菌群在感染性厌食症期间促进宿主维持的可能性，尽管这仍有待验证。最后，在流感病毒感染后食用膳食纤维可以提高小鼠的存活率。具体来说，SCFA丁酸被发现是这种效应的来源。最近的研究强调了在流感病毒感染期间喂养宿主的好处，因为它也能促进宿主存活。喂养微生物群和宿主可能会进一步改善某些感染的结果。
3.1 糖酵解增强免疫功能
感染时，许多类型的免疫细胞从氧化磷酸化转变为有氧糖酵解，这种转变被称为瓦伯格效应（Warburg effect）。虽然糖酵解代谢是产生细胞ATP的相对低效途径（每单位葡萄糖产生两个ATP分子），但它最关键的一个好处是它为核苷酸、氨基酸和脂肪酸的合成提供了生物合成中间体。这大概就是为什么大多数免疫细胞，在一些感染后进入糖酵解，迅速复制和合成大量效应分子。这种向糖酵解的转换对于宿主对感染的成功反应至关重要，在动物模型和临床环境中都有记录（图2）。
图2：感染过程中宿主和病原菌对葡萄糖的争夺。许多类型的免疫细胞在感染时会转换成有氧运动糖酵解——这是增强免疫反应的必要改变。同时，一些致病微生物也会在感染后进入糖酵解，这种变化在很大程度上是诱导其毒力程序所必需的。这在宿主和病原体之间建立了葡萄糖竞争。
虽然糖酵解是免疫功能的重要代谢驱动因素，但由于糖酵解活性增强而引起的过度免疫激活可导致器官损伤和死亡率增加。例如，在小鼠中，多菌败血症促进糖酵解代谢，糖酵解代谢在败血症引起的心肌病和死亡率中发挥作用。在该模型中，通过给予2-脱氧-D-葡萄糖（2-DG）干预抑制糖酵解，可显著降低促炎细胞因子的产生和心肌细胞凋亡，同时改善心脏功能和提高存活率。通过代谢重编程调节过度的免疫激活被认为是治疗各种免疫相关疾病的一种有前途的方法；事实上，已经有许多研究证明了代谢抑制剂作为治疗工具的可行性。
急性感染与一系列刻板的行为反应有关，如厌食、嗜睡、嗜睡、发烧和社交退缩等。这些行为统称为病态行为，在物种间高度保守。新的证据表明，事实上，疾病行为是进化的策略，有利于宿主在感染期间的生存。今天的标准生物医学实践干扰了许多由疾病引起的行为，包括厌食症。因此，我们必须了解导致厌食症的机制，以及厌食症在感染期间对宿主有利或有害的背景。
关于厌食症对感染结果是有利还是有害的问题，根据所研究的感染得出不同的结论（图3）。例如，一项研究表明，在单核细胞增生李斯特菌小鼠感染模型中，厌食是保护性的，而喂养是有害的。在后续研究中，仅补充葡萄糖就足以使该模型小鼠导致死亡，并且给药2-DG（糖酵解抑制剂）可促进小鼠的存活。在脂多糖（LPS）诱导的炎症反应过程中，葡萄糖促进了神经元活性氧（ROS）和癫痫诱导的死亡。然而，当比较细菌内毒素模型和系统性病毒感染模型时，作者观察到相反的结果。在流感病毒感染期间，补充葡萄糖可防止死亡，通过2-DG阻断葡萄糖的利用被证明是致命的。通过使用病毒性炎症的Poly（I:C）模型概括他们的发现，证明葡萄糖利用可防止病毒性炎症期间未折叠蛋白反应（UPR）介导的神经元损伤。值得注意的是，在病毒和细菌模型中，葡萄糖的作用与炎症反应和病原体负荷的大小无关。相反，作者认为，与大脑中细胞应激适应相关的代谢需求是耐受不同炎症状态的必要条件。他们的研究结果表明，感染过程中的代谢适应不仅有助于增强免疫功能，而且有助于在大脑等重要器官中通过支持感染诱导的细胞应激适应来促进疾病耐受（图3）。
图3：感染期间厌食的影响针对特定病原体的。厌食症（一种宿主疾病行为）视感染而定，可能对宿主有益或有害，这大概是由于不同感染以独特方式影响宿主生理的结果。
这项工作的一个特别值得注意的方面是，它揭示了宿主在调节代谢适应以应对感染时必须达到的精细平衡。一方面，大量研究表明，在感染期间宿主必须上调糖酵解程序，以增强免疫功能和促进对抗性防御。另一方面，宿主必须确保这种促糖酵解的驱动力不会完全阻碍其在感染期间促进疾病耐受的能力，在某些情况下，这种促糖酵解的驱动力似乎与2-DG在单核细胞增多症小鼠感染过程中的促生存作用不相容。然而，正如其他人先前提出的那样，在感染期间部分阻断糖酵解不见得就能放之四海而皆准，未必都能减轻免疫病理损伤。基于上述病毒感染和poly（I:C）模型的发现，在某些感染的情况下，阻断糖酵解可能是有害的，因为它可能阻断宿主阻止UPR介导神经元损伤的能力。越来越明显的是，不同的免疫反应必须与特定的代谢程序相结合以支持这些炎症反应的能量需求，以及适应它们诱导的特定形式细胞应激（图3）。虽然可能通过代谢操纵来治疗免疫病理损伤，但重要的是要记住，同样的策略不一定适用于所有感染——这可能是因为不同的病原体以不同的独特方式影响宿主，在宿主中引起截然不同的生理反应。
最后，必须强调的是，厌食症在感染过程中的作用并不是一个简单的二分法，即“喂养”病毒感染和“饥饿”细菌感染。事实上，厌食症的影响已经被证明是病原体特异性的。例如，在沙门氏菌感染的情况下，营养补充可以促进宿主存活。随着更多关于感染性厌食症的研究揭示哪些感染受益于营养补充剂而哪些没有，若能确定哪些因素（如果有的话）将使厌食对某些群体是受益因素，以及确定这一群体与厌食症有害的感染有何不同，将是一件有趣的事情。
4.3 病原体介导的食欲控制
在感染过程中，病原体依赖于宿主的能量摄入。因此，禁食代谢对微生物毒性的影响也可能决定厌食症是否会在感染后给宿主带来任何好处。厌食症被认为会对病原体产生负面影响，促进代谢环境的形成，从而剥夺病原体从必需营养素中获益的机会。然而，禁食状态也有可能引发病原菌毒力的增加，因为已知微生物会改变其代谢能力和觅食策略，以适应营养缺乏。最近的一项研究评估感染引起的厌食症如何影响鼠伤寒沙门氏菌感染模型中宿主的死亡率。结果表明，鼠伤寒沙门氏菌效应剂SlrP能抑制感染引起的厌食反应，从而降低细菌的毒力，促进宿主的存活。与感染WT株的小鼠相比，感染鼠伤寒沙门氏菌ΔslrP株的小鼠消耗的食物明显减少，并且显示出死亡率增加，并且这种效果与病原体负荷无关。相反，作者证明，SlrP抑制小肠髓细胞炎症反应活化和IL-1成熟（可诱发厌食症）；这阻止诱导下丘脑依赖迷走神经的厌食程序启动。未能抑制IL-1β和厌食反应，导致厌食症、肠外鼠伤寒沙门氏菌传播增加、病原体的毒力增加。该研究说明微生物，包括致病菌，已经进化出调节宿主行为的机制，以促进宿主的健康和自身的传播（图3）。
虽然疾病诱导行为的选择可能发生在个别宿主层面，由它们给宿主的利益所驱动，但这项工作表明，厌食症作为一种疾病行为的演变也可能有助于在群体层面提供保护，使其免受某些类型的感染。在鼠伤寒沙门氏菌感染小鼠的情况下，厌食症对单个宿主是不利于适应的。然而，当厌食症是由一个单独的小鼠发展，厌食症老鼠不太可能传播病原体，从而保护了其他的小鼠。因此，与社会戒断类似，感染引起的厌食症可以抑制病原体的传播。此外，这项研究强调了使用可传播的感染模型来确定促进个体宿主生存新策略的简洁方法。如果宿主的生理反应，如厌食症，在病原体的毒力和传播之间产生了权衡，那么与动物共同进化以促进自身传播的病原体很可能已经制定了不同的策略，如抑制厌食症，来克服这些限制。因此，各种微生物可能具有同时促进个体宿主健康和自身传播的机制和/或效应器（类似于沙门氏菌SlrP）。
通过研究微生物如何促进宿主健康以促进自身的传播，我们可以学习如何绕过这些进化限制来促进个体宿主的生存。值得注意的是，这些知识可能会被过度利用，使我们的获益超出原来的范围。例如，可以利用微生物来刺激宿主的食欲，以治疗神经性厌食症等疾病，或者诱导厌食症而抵消过度活跃的食欲。
铁是一种必需的营养素。对铁的需求是基于其在无数代谢过程中的作用，包括电子传递、DNA合成和抗氧化应激保护。因为细菌需要铁来进行复制，既往对铁的观点一直是，铁是宿主和病原体之间需要争夺的东西——宿主试图隐藏铁以及病原体为了生长而窃取铁（图4）。最近的研究纠正了此观点。例如，在疟疾和脓毒症的小鼠模型中，宿主铁代谢的调节被发现是赋予疾病耐受性的关键。此外，众所周知，补铁对某些感染（例如，小鼠中的牛分枝杆菌感染）具有保护作用，甚至具有生存优势。最近研究表明，血红素浓度升高可通过明显抑制小鼠和人巨噬细胞吞噬功能（与病原体获取血红素铁无关）来削弱对抗感染的防御；此外，血红素单独也可诱导巨噬细胞程序性坏死。总之，这些发现表明铁在感染过程中的作用比最初设想的要复杂；这可能是不同病原体以独特方式影响宿主生理的结果（图4）。
图4：关于铁在感染中所起作用的新观点。最近的研究表明，铁在感染过程中的作用取决于环境，比最初设想的更为复杂。
5.2为了生存，你必须合作
当面对致病性感染时，是什么让一些宿主生存而另一些宿主死亡？最近的一项研究提出了使用半数致死剂量（LD50）的概念作为机械性回答这个问题的方法：作者确定了一种新的策略，通过这种策略，一些宿主可以为病原体创造一个代谢良好的环境，从而诱使微生物放弃其毒力计划。小鼠口服半数致死量的枸橼酸杆菌，虽然50%的小鼠死于这种攻击，但死亡组和存活组之间的病原体负荷没有差异。对感染动物的肝脏进行RNA测序后，存活宿主肝脏中的铁代谢基因相对于对照组上调。给受感染的小鼠喂食含铁饲料可完全防止感染。膳食铁诱导胰岛素抵抗（IR），增加肠道葡萄糖浓度，这对抑制病原菌的毒力是必要和充分的。此外，铁的干预促进了啮齿动物对减毒菌株的选择，揭示了协同代谢策略可以促使病原体走向共栖。这项研究揭示了宿主不仅发展出消灭病原体和容忍感染带来损害的机制，而且还进化出通过代谢合作降低病原体毒力的策略。合作防御的概念代表了一种治疗传染病的全新方法，有可能在临床上开辟新的治疗途径，特别是鉴于抗药性病原体的不断蔓延。
这项工作简洁地证明了使用半数致死剂量方法揭示在感染中生存的新机制。该策略可应用于其他传染病和非传染病模型，以了解疾病易感性的变化，并确定新的干预措施以促进宿主存活。最后，由于急性IR是对感染的常见反应，本研究的结果可能表明急性胰岛素抵抗的功能之一是增加肠道微生物群对葡萄糖可用性，以防止其毒性程序的启动。
5.3葡萄糖和铁代谢之间的联系，
总结
感染期间的代谢相互作用是宿主、微生物群和病原体之间犹如一个三口之家的管理方式。在这个家庭中，宿主-微生物群代谢伙伴关系保护宿主免受感染的有害影响。与此同时，宿主和病原体之间爆发了一场争夺葡萄糖的战争，宿主寻求葡萄糖以增强其免疫反应，而病原体则需要葡萄糖激活其毒力程序。使这些相互作用复杂化的是，感染引起的厌食症正在使这个家庭变得相当饥饿；因此，平衡宿主、微生物群、病原体三者之间的代谢，降低病原体毒力，是一项及其困难的任务，尽管宿主在这个家庭中生存的关键。到目前为止，大多数研究都集中在这个家庭的一两个成员身上，很少研究这三者之间的相互作用。然而，我们必须认识到，感染期间的代谢适应并不是孤立地进化，在探索这些相互作用的方式时，需要考虑三个参与者方能周全。此外，虽然免疫代谢领域有潜力发现许多促进健康和治疗感染的新途径，但未来的研究范围需要扩大到整个组织层面，以真正了解感染期间的代谢反应如何影响宿主的结局。
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