Hệ vi sinh vật, loạn khuẩn và cân bằng nội môi miễn dịch niêm mạc

Hệ thống miễn dịch niêm mạc phát triển và hoạt động trong sự đối thoại liên tục với hàng nghìn tỷ vi khuẩn cư trú trong ruột và các bề mặt hàng rào khác. Hệ vi sinh vật thường trú giúp định hướng sự phát triển miễn dịch, điều chỉnh các phản ứng miễn dịch và duy trì cân bằng nội môi, trong khi hệ thống miễn dịch lại định hình cộng đồng vi sinh vật; sự phá vỡ cân bằng này, được gọi là loạn khuẩn, có liên quan đến bệnh do miễn dịch.

Definition

Hệ vi sinh vật là cộng đồng các vi sinh vật cư trú trên các bề mặt niêm mạc; trong miễn dịch học, nó biểu thị các vi khuẩn cộng sinh cùng điều hòa sự phát triển và cân bằng nội môi miễn dịch niêm mạc, mà thành phần hoặc chức năng bị rối loạn của chúng được gọi là loạn khuẩn.

Scope

Chủ đề này bao gồm cách các vi khuẩn cộng sinh và các chất chuyển hóa của chúng định hình miễn dịch niêm mạc, khái niệm về cân bằng nội môi vật chủ-vi sinh vật, và khái niệm loạn khuẩn như một sự mất cân bằng vi khuẩn-miễn dịch. Đây là một mục tham khảo trong miễn dịch học niêm mạc và không phải là hướng dẫn lâm sàng.

Core questions

• Hệ vi sinh vật định hình sự phát triển và chức năng của miễn dịch niêm mạc như thế nào?
• Các chất chuyển hóa của vi khuẩn ảnh hưởng đến các tế bào miễn dịch tại các bề mặt hàng rào như thế nào?
• Hệ thống miễn dịch duy trì cân bằng nội môi với các vi khuẩn cộng sinh như thế nào?
• Loạn khuẩn là gì và nó liên quan đến bệnh do miễn dịch như thế nào?

Key concepts

• Hệ vi sinh vật cộng sinh
• Cân bằng nội môi vật chủ-vi sinh vật
• Axit béo chuỗi ngắn
• Cảm ứng tế bào T điều hòa
• Kháng khuẩn
• Loạn khuẩn
• Hướng dẫn miễn dịch bởi vi khuẩn

Mechanisms

Các vi khuẩn cộng sinh và các sản phẩm của chúng được hệ thống miễn dịch niêm mạc nhận biết và giúp thúc đẩy sự trưởng thành miễn dịch, bao gồm việc tạo ra các quần thể tế bào T điều hòa và tế bào T hiệu ứng cũng như sản xuất IgA. Các chất chuyển hóa của vi khuẩn, đặc biệt là các axit béo chuỗi ngắn được tạo ra từ quá trình lên men chất xơ trong chế độ ăn uống, tác động lên các tế bào miễn dịch và biểu mô; ví dụ, chúng thúc đẩy cân bằng nội môi tế bào T điều hòa ở đại tràng. Hệ vi sinh vật cũng cung cấp khả năng kháng khuẩn chống lại mầm bệnh, trong khi hệ thống miễn dịch, thông qua IgA tiết và các peptide kháng khuẩn, hạn chế và tổ chức cộng đồng vi sinh vật. Sự điều hòa qua lại này duy trì cân bằng nội môi, và sự rối loạn của nó, loạn khuẩn, có liên quan đến các tình trạng viêm và do miễn dịch, mặc dù hướng nhân quả thường phức tạp.

Clinical relevance

Tương tác giữa hệ vi sinh vật và miễn dịch có liên quan đến bệnh viêm ruột, dị ứng và các tình trạng do miễn dịch khác, và chúng thúc đẩy sự quan tâm đến các phương pháp tiếp cận nhắm mục tiêu vào hệ vi sinh vật; đây là một lĩnh vực nghiên cứu tích cực hơn là thực hành lâm sàng đã được thiết lập. Mục này mô tả các cơ chế và mối liên hệ để tham khảo và không phải là cơ sở để chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân.

History

Khi các mô hình động vật không có mầm bệnh cho thấy hệ thống miễn dịch không phát triển bình thường nếu không có vi khuẩn, hệ vi sinh vật đã trở thành trung tâm của miễn dịch học niêm mạc. Các nghiên cứu tiếp theo đã xác định các ảnh hưởng cụ thể của vi khuẩn đối với các quần thể tế bào T, xác định các chất chuyển hóa như axit béo chuỗi ngắn là các chất trung gian, và coi loạn khuẩn là một sự rối loạn cân bằng vi khuẩn-miễn dịch có liên quan đến bệnh.

Debates

Loạn khuẩn là nguyên nhân hay hậu quả của bệnh do miễn dịch?

Các cộng đồng vi khuẩn bị thay đổi luôn có liên quan đến các tình trạng viêm và do miễn dịch, nhưng việc phân biệt liệu loạn khuẩn gây ra bệnh hay là kết quả của môi trường miễn dịch và viêm bị thay đổi vẫn còn khó khăn và là một câu hỏi đang được nghiên cứu.

Key figures

• Yasmine Belkaid
• Lora Hooper
• Dan Littman
• Kenya Honda
• Wendy Garrett

Seminal works

• hooper-2012
• belkaid-2014
• smith-2013
• honda-2016

Frequently asked questions

Hệ vi sinh vật ảnh hưởng đến hệ thống miễn dịch như thế nào?

Các vi khuẩn cộng sinh và các chất chuyển hóa của chúng định hướng sự phát triển và điều chỉnh miễn dịch niêm mạc, ví dụ bằng cách thúc đẩy các tế bào T điều hòa và tế bào T hiệu ứng cũng như sản xuất IgA và bằng cách cung cấp khả năng kháng khuẩn chống lại mầm bệnh.

Loạn khuẩn là gì?

Loạn khuẩn là sự rối loạn về thành phần hoặc chức năng của hệ vi sinh vật so với trạng thái cân bằng khỏe mạnh; nó có liên quan đến các bệnh do miễn dịch và viêm, mặc dù liệu nó là nguyên nhân hay hậu quả thường vẫn chưa rõ ràng.