综述 | 兰州大学FRONT MICROBIOL：肠道菌群作为抗击SARS-CoV-2感染的潜在策略
编译：GUT，编辑：小菌菌、江舜尧。
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在疫情爆发后不久，国家卫健委就曾发布《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案》，方案指出：在重型、危重型肺炎患者的其他治疗措施上“可使用肠道微生态调节剂，维持肠道微生态平衡，预防继发细菌感染”。中国工程院院士、传染病学专家李兰娟院士也在这次抗击病毒战“疫”中明确提到：“四抗二平衡”（抗病毒、抗休克、抗低氧血症、抗继发感染、维持水电解质酸碱平衡、维持微生态平衡）疗法和经验是非常值得借鉴的。
这篇综述系统性分析了COVID-19患者出现的胃肠道症状和肠道微生态失调表现及其可能机制；并提供了系列肠道菌群维持宿主免疫和炎症稳态的间接证据。指出靶向肠道菌群可能作为防治COVID-19的潜在策略。这为改善肠道菌群、维持肠道微生态平衡从而抗击SARS-CoV-2感染提供了重要参考价值。
论文ID
原名：Intestinal Flora as a Potential Strategy to Fight SARS-CoV-2 Infection
译名：肠道菌群作为抗击SARS-CoV-2感染的潜在策略
期刊：Frontiers in Microbiology
IF：4.259
时间：2020.6
通讯作者：张磊&李汛
通讯作者单位：兰州大学第一医院
文章内容
1、COVID-19患者出现的胃肠道症状和肠道微生态失调表现及其可能机制
COVID-19的主要临床表现是发烧，咳嗽和急性呼吸窘迫综合征。但是，已经报道了越来越多的COVID-19患者出现胃肠道症状，例如腹泻，恶心和呕吐，腹痛和食欲不振。并且，具有胃肠道症状的COVID-19患者病情更为严重，这些症状可用于预测严重的呼吸系统疾病的发生。一些COVID-19患者还显示出肠道菌群失调（乳酸杆菌和双歧杆菌减少）。SARS-CoV-2可以通过宿主ACE2识别和侵袭人类细胞。ACE2不仅在肺组织中表达，而且在食管和肠上皮中表达。这是SARS-CoV-2攻击宿主消化道并导致肠道菌群失调和胃肠道症状的基础。此外，一些研究报告称SARS-CoV-2核酸及病毒本身被从腹泻患者粪便样本中分离出来。这些证据表明，SARS-CoV-2可能存在于患者的消化道中，并通过“粪-口途径”传播，从而影响胃肠道和肠道菌群的健康。ACE2是肾素-血管紧张素系统的负调节剂，对于维持血压的稳态以及盐和液体的平衡至关重要。先前也报道过肠道菌群与ACE2之间的关联：ACE2的缺乏导致小鼠模型中局部色氨酸稳态的严重受损，这可能会改变肠道微生物组和对炎症的敏感性。ACE2还可以通过与肠上皮细胞上的氨基酸转运蛋白结合来调节营养物质的吸收，这表明SARS-CoV-2可能与蛋白质营养物质竞争，并通过ACE2在肠上皮细胞上干扰其吸收。ACE2对心肺疾病的保护作用可能是由其对胃肠道和肠道菌群的作用介导的。一些可以下调小鼠肠道中ACE2表达的特定肠道微生物，如：Bacteroides thetaiotaomicron， Bacteroides dorei 和 Bacteroides massiliensis的丰度与患者粪便SARS-CoV-2的含量成反比。健康的肠道菌群在维持宿主的免疫稳态和胃肠道健康中起着至关重要的作用。可以推测，SARS-CoV-2诱导的胃肠道症状和免疫稳态的变化可能部分由肠道菌群介导。通过针对肠道菌群，可能存在对抗SARS-CoV-2感染的潜在策略。
2、肠道菌群和肠肺轴
肠道菌群广泛影响宿主健康，并与多种疾病高度相关，包括代谢，消化系统乃至呼吸系统疾病。如16S rRNA和宏基因组学测序所示，人类肠道菌群包含1000多种不同的微生物物种，包括细菌，真菌和病毒。根据遗传学，环境因素和饮食习惯，每个宿主平均含有约160种优势细菌。人肠道微生物组是高度动态的微生态系统，可与免疫系统相互作用。由多种抗原诱导的免疫细胞可通过淋巴系统和/或血液在肠道和肺之间移动，从而调节两个器官的免疫反应。由微生物组和免疫细胞介导的肠和肺组织之间的串扰称为“肠肺轴”。许多研究报告称肠道菌群失调与肺部疾病和呼吸道感染有关，并且肺微环境的变化（例如：流感病毒或SARS-CoV-2感染）也会改变肠道菌群的结构和功能。肠道菌群与肺之间的相互作用以及促进最佳肺部健康的方式应进一步研究。根据有关“肠肺轴”的当前知识，也可假设SARS-CoV-2不仅通过粪便-口腔途径传播，直接侵入人的肠上皮细胞，也可沿“肠-肺轴”间接影响肠道和肠道菌群（图1A）。
图1 A:SARS-CoV-2对人肺和肠的副作用, B: 使用益生菌和有益代谢物(例如短链脂肪酸)预防肺部感染和损伤。
3、肠道菌群调节宿主免疫和炎症反应的可能机制
肠道菌群被认为可显著调节先天性和适应性免疫系统的发育和功能，维持“促炎-抗炎”平衡，维持免疫稳态，影响宿主对各种疾病的敏感性。对于SARS-CoV-2感染，健康的肠道菌群可能对维持最佳抗病毒免疫以及防止过度炎症反应至关重要。肠道菌群主要通过微生物代谢产物（如短链脂肪酸、色氨酸、烟酸等）和粘膜免疫系统沿着“肠-肺轴”而调节宿主全身和肺部的免疫炎症反应（图1B）。了解肠道菌群调节宿主免疫和炎症反应的可能机制可为靶向肠道菌群预防和治疗COVID-19提供另一个初步的理论基础。但需要开展更多试验，以进一步研究肠道微生物在调节COVID-19患者免疫力中的作用。
4、肠道菌群介导的抗病毒免疫增强
作者列举了一系列靶向肠道菌群抗击包括呼吸道病毒（如流感病毒、H1N1、H5N1和H3N2）在内的实例。某些益生菌/益生元、有益代谢产物、维生素、甚至中药被认为可增强宿主抗病毒免疫反应以及增强疫苗反应，而发挥抗病毒作用。总之，益生菌和饮食等介导的肠道菌群调节会影响宿主免疫力，对于COVID-19患者，可考虑使用个性化功能饮食，以加快康复速度并改善预后。
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