肠道微生物及其代谢产物对动物免疫机能的作用分析

陈建华 周贵荣 孙云龙 张国昌 段之梅

（云南省孟定海关综合技术中心，云南 孟定 677506）

在对肠道微生物以及其代谢物进行研究时，发现其是动物机体的共生体，并且在营养物质代谢和免疫调控等多个方面发挥着非常重要的作用，可以更好地维持肠道的稳态，强化动物自身的免疫力，为它们的健康发展提供有利的条件。

1.肠道微生物组织与免疫系统之间的关系

首先，要想明确肠道微生物及其代谢产物对动物免疫机能的作用，需要清楚肠道中包含了复杂的微生物群落，这种群落会对宿主的整体发育带来影响，更会影响其免疫行为。可以说明确微生物组对宿主生理机制的影响是当前学者所研究的难点。大量的肠道微生物组和感染研究资料表明，特定的微生物和代谢产物会影响免疫系统。

例如，部分学者将定菌小鼠和抗生素处理小鼠作为对象，对肠道微生物及其代谢产物对动物免疫机能的作用和影响进行了研究，如果短链脂肪酸和菌群来源的色氨酸代谢产物水平比较低，可以通过恢复代谢产物的水平，分析其对动物免疫机能的影响，保障动物生长的安全性。

此外，还需要清楚肠道微生物群与肠道免疫之间的关系，要明确肠道本身是有自己独立免疫系统的，主要由上皮和固有层内的免疫细胞和肠系膜相关淋巴结等组成的，并且肠道中的微生物群能够确定宿主肠道本身的免疫系统状态，从而促进其与天然适应性免疫的有效调节。

在此过程中，我们还需要明确肠道的共生菌调节，还可能会影响到肠道黏膜免疫的成熟，所以需要防止外源病原体入侵，主要是因为如果病原体一旦在这个时候入侵，肠道就会立即启动免疫以及适应性的免疫机制对抗这种情况。

动物的免疫机能是机体对不同抗原物质的生理性排斥，所以免疫的一个典型特征就是可以通过模式识别受体（PRRs），识别其中的潜在病原菌，预防外界因素对机体的影响。因此，相关学者需要在明确肠道微生物和动物免疫机能之间关系的基础上，促进肠道正常细菌和病原菌的表达，不断强化动物机体的一系列防御功能。

2.肠道微生物及其代谢产物对动物免疫机能的作用

肠道微生物在一般情况下会出现群失调诱导的适应性免疫，这种情况一般会发生在肠道相关淋巴组织等部位，这个时候肠道的固有层巨噬细胞和B 细胞本身会发挥自身的免疫作用。此外，肠道微生物群会对免疫系统起到调节作用，其对机体免疫的影响会超出肠道本身的影响范围，一般表现在以下方面：

2.1 促进宿主免疫系统的稳定发育

主要包括刺激杯状细胞的分泌黏蛋白，进而保障黏膜层的完整性，并且还能够通过 DC 识别细菌，来诱导肠道粘膜的相关淋巴组织进行更好地发育。

2.2 对机体免疫系统进行调节

DC 能够通过 TLR 更准确地识别肠道中的细菌，激活信号通路，然后产生不同的细胞因子，能够在此基础上调节 T 细胞向不同的亚群分化，实现细的菌耐受和免疫之间的平衡。

在此过程中，除了细菌的直接调节作用，其代谢产物也能够在动物机体的肠腔转位到肠黏膜固有层内，影响免疫的相关基因表达。由于其中所涉及到的肠道细菌各不同，所以其产生的免疫调节作用也是不相同的。如果在具体的调节中，肠道的微生物群一旦出现失调，可能就会引发多种疾病发生。

当前，有的研究已经发现，高血压、结肠炎、过敏性疾病、皮肤老化、慢性胃炎和肝硬化等疾病都与肠道微生物群的失调有关。 同时，肠道微生物群的失调，还会导致胃肠外癌症的发生，所以需要对其进行有效调节，积极发挥肠道微生物及其代谢产物对动物免疫机能的调节作用。

2.3 提高免疫治疗的效果

经过单变量和多变量的COX 回归研究发现，抗生素的治疗会影响机体的免疫功能，导致肠道微生物及其代谢产物失去均衡。为了避免抗生素应用对动物的影响，需要对肠道微生物及其代谢产物对动物免疫机能的作用机制和效果进行分析，并且在对动物进行免疫治疗前后，需要尽量避免对抗生素的使用，预防其肠道微生物出现不均衡的情况。

例如，部分学者应用 PD-1/PD-L1 抑制剂治疗没有反应的小鼠，将其移植到没了有消化道细菌的无菌小鼠体内，发现其可以提高小鼠本身对 ICIs 的反应情况。同时，对ICIs 治疗反应不好的小鼠，可以通过喂养 AKK 菌，让其更好地转化为应答者。

此外，细菌，或者是微生物的组合，也可以能降低机体免疫的治疗毒性，提高治疗的疗效。在此过程中，需要确定对免疫治疗中比较有利的微生物菌群，然后确定肠道微生物的弹性和安全性，对生理和环境的变化情况进行分析，然后在此基础上修改动物的微生物群。

其次，要利用益生菌的代谢产物，对机体所分泌的代谢物和炎症因子进行抑制，激活机体中的 T 细胞，让一部分对免疫治疗不敏感的肠道微生物转化成敏感的微生物，从而进一步强化肠道微生物及其代谢产物对动物免疫机能的治疗作用，更好地辅助动物抵御相关的疾病。

3.肠道微生物及其代谢产物对动物免疫机能中的影响

3.1 SCFAs 和肠黏膜免疫

SCFAs主要有丙酸和丁酸等，并且其不仅是微生物在生长中的重要能量来源，还能够为肠上的皮细胞提供更多的能量。在对SCFAs的功能作用进行分析时，发现其还可以抑制组蛋白去乙酰酶的活性，促使肠上皮的细胞可以紧密连接，帮助其积极参与到调节机体的免疫功能中。此外，SCFAs可以通过抑制HDACs的活性，影响Treg 细胞的稳定发育。

一些研究还表明，SCFAs 和游离脂肪酸受体可以进行特异性结合，主要是减弱肠道的中性粒细胞趋化作用，不断降低脂多糖对中性粒细胞的刺激，强化促炎细胞因子的水平。此外，Zhou 等学者还发现脂多糖刺激完巨噬细胞以后，丁酸可以限制促炎的细胞因子在结固有层中的分泌，不断降低肠道炎症的发生几率，并且结肠隐窝中还存在丁酸代谢，这种物质可以有效预防高浓度丁酸盐的发生， 从而更好地维护动物肠黏膜本身的更新能力。

SCFAs 通过对肠上皮细胞屏障功能的优化，还可以维持黏膜免疫功能，促进黏液产生，阻止致病菌定植动物肠道，为动物的肠道健康提供保障。此外，SCFAs可以稳定肠上皮细胞连接性，保护肠道屏障的完整性，预防其产生高水平的乙酸，积极采取措施不断增强肠上皮细胞之间的连接性，强化肠道对病原体的抵抗能力。

3.2 次级胆汁酸和肠黏膜免疫

除了上述肠道微生物及其代谢产物外，胆汁酸也是影响动物免疫机能的主要物质，其是由肝脏合成，然后储存在胆囊，动物在采食后，胆囊会收缩，这个时候其中的胆汁酸就会被释放到十二指肠中，我们将其称为初级的胆汁酸。在对肠道腔内的乳酸杆菌和双歧杆菌等进行分析时，发现其是利用胆盐水解酶，对初级的胆汁酸进行解离的，然后再与具bai 基因的梭菌的反应，形成次级的胆汁酸，一般有脱氧胆酸（DCA）和熊脱氧胆酸（UDCA）等物质。

大量的研究资料证明，患有炎症性肠病的小鼠，在它们的体内，厚壁菌门数量会不断减少，这会阻碍胆汁酸的早期解离和脱硫过程，降低次级胆汁酸转化率，如果不对其进行及时处理，会加重炎症的反应。

Den Bossche等学者将葡聚糖硫酸钠灌入了UDCA 胃中，然后诱导IBD 小鼠，让肠内的厚壁菌门可以恢复到正常水平，有效降低小鼠中的促炎细胞因子水平，促进溃疡化上皮的愈合。此实验说明，次级胆汁酸本身具备比较好的免疫调节作用，并且LCA和DCA的有效结合，可以抑制80%的肠道白色念珠菌菌丝和生物膜的形成，更好地阻止其生长和繁殖，为动物的肠道健康提供保障。

Jason 等学者通过具体的试验证明，LCA和DCA能够增强肠内7-α 脱羟基细菌的抗生素活性，消除外源抗生素治疗对其他菌群生长的影响，预防艰难梭菌异常增殖所引起的肠黏膜免疫极化情况。此外，次级胆汁酸还能够发挥维持肠道稳定性的功能，提高黏膜屏障的完整性。因此，适当浓度的次级胆汁酸，可以对动物机体的肠黏膜免疫进行保护，具有非常好的应用价值。

4.结束语

总而言之，现如今，我国医学领域加强了对肠道微生物及其代谢产物的重视，对此部分内容进行了研究，分析了肠道微生物及其代谢产物对动物免疫机能的作用和影响.但是由于一些菌群种类和订制的过程比较复杂，还不能够全面地解释肠道微生物与免疫系统之间的复杂关系。因此，需要对肠道微生物及其代谢产物对动物免疫机能的作用进行更加深入探索，从而为动物的健康发展提供保障。