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本文由Queena編譯，董小橙、江舜堯編輯。 原創微文，歡迎轉發轉載。 近幾十年來，過敏性哮喘的患病率急劇上升，全球有1億至2.35億人受到影響。環境和生活方式，包括飲食，抗生素使用，衛生條件，出生國，接觸寵物和牲畜，分娩方式和母乳喂養，都與這一上升趨勢有因果關系。影響哮喘和過敏風險的許多環境因素在生命早期起作用，即對青少年、兒童、新生兒甚至未出生的胎兒的作用最強。部分因素不僅對暴露的個體起作用，而且可能在后代也有影響。 在發達國家和發展中國家，免疫調節型微生物，如腸道寄生蟲和幽門螺桿菌（H.pylori）的感染率下降與過敏性疾病風險增加顯著相關，尤其是在兒科。研究表明，新生小鼠感染H.pylori可以抵抗呼吸道高反應性、肺部炎癥和杯狀細胞化生，這都是卵清蛋白或者屋塵螨等致敏后的實驗性哮喘的病理特征。但是，成年動物感染H.pylori沒有或者具有極弱的保護作用。這潛在的保護性機制涉及致耐受性的DC細胞驅動Treg細胞分化，激發Treg的抑制性活性。并且，H.pylori的免疫調節活性依賴于2個免疫調節因子VacA和γ-谷氨酰轉肽酶GGT，一方面是H.pylori感染的保護作用所必需的，另一方面，當以純化的形式給藥時，具有與活體感染相類似的許多益處。 本文假設，在圍產期，經母體（即僅通過母體）暴露于H.pylori的免疫調節因子可以在生命早期重現H.pylori感染的益處。為了驗證該假設，本文在圍產期，將動物暴露于H.pylori提取物或純化的VacA，并在2種過敏原誘導的氣道炎癥模型中評估它們對過敏原的反應。并且，進一步檢測了圍產期暴露于H.pylori的免疫學響應、微生物宏基因組和表觀遺傳相關性，以確定跨母體免疫調節的潛在決定因素和生物標志物。 論文ID 原名：Trans-maternal Helicobacter pylori exposure reduces allergic airway inflammation in offspring through regulatory T-cells 譯名：母體H.pylori暴露，以依賴于調節型T細胞的方式減少后代過敏性呼吸道炎癥 期刊：Journal of Allergy and Clinical Immunology IF：13.258 發表時間：2018年 通信作者：Anne Mu?ller 通信作者單位：蘇黎世大學 實驗設計 實驗設計圖 實驗內容 1、圍產期暴露于H.pylori提取物可減少屋塵螨引起的過敏性氣道炎癥癥狀 后代在產前或者產后（即在子宮內或哺乳期間）、或者是同時暴露于H.P.提取物，有效降低了呼吸道炎癥指標，整體支氣管肺泡灌洗液（BALF）的白細胞浸潤顯著減少、嗜酸性粒細胞減少，呼吸道炎癥評分降低，上皮中的PAS陽性的杯狀細胞減少（圖1A-F）。相比而言，大腸桿菌提取物對上述過敏原誘導的呼吸道上皮炎癥沒有明顯的影響（圖1A-F），表明對過敏性呼吸道炎癥的保護作用是H.pylori特異性的。 圖1 圍產期暴露于H.pylori提取物可減少屋塵螨引起的過敏性氣道炎癥癥狀 為了驗證圍產期的H.pylori提取物治療是否誘導了免疫抑制功能，本文用200PFU（0.4HAU）的流感病毒IAV感染圍產期暴露于H.pylori的母體的后代。結果發現：IAV感染導致小鼠體重減輕和高水平的PR8特異性IgG（補充圖1K-M）。用流感抗原NP1和HA再次刺激肺白細胞，產生明顯的流感特異性CD8 + T細胞應答（補充圖1N）。圍產期H.pylori提取物治療沒有顯著影響IAV特異性的免疫響應（補充圖1K-N），表明過敏性氣道炎癥的嚴重程度降低不是由免疫抑制機制引起的。檸檬酸桿菌（Citrobacter rodentium）誘導的急性細菌感染模型產生了C.rodentium特異性Th1和Th17應答，進一步支持了這一結論（補充圖1O-Q）。 補充圖1 2、產后暴露于H. pylori免疫調節子VacA可減少屋塵螨引起的過敏性氣道炎癥 已有研究表明，H.pylori的免疫調節因子VacA在H.pylori抵抗過敏性呼吸道炎癥中發揮重要作用。在哺乳期腹膜內注射，或在懷孕和哺乳期間口服純化的VacA發現：兩種治療均減少了支氣管肺泡浸潤和嗜酸性粒細胞，以及緩解了與HDM誘導的過敏性氣道炎癥相關的肺部炎癥和杯狀細胞化生（圖2A-E）。在交配前用H.pylori處理，但是交配后中斷，這樣后代就不會接觸到H.pylori或其提取物，結果發現，后代不具有保護性的作用，提示經胎盤或者哺乳方式使后代暴露于H.pylori或提取物是保護性作用所必須的，并且這種保護性作用不依賴于過敏原。 圖2 產后暴露于H. pylori免疫調節子VacA可減少屋塵螨引起的過敏性氣道炎癥 3、圍產期暴露于H.pylori提取物促進肺部調節性T細胞反應 通過檢測細胞因子IFN-γ和IL-17發現，相比于暴露于PBS的后代，在圍產期暴露于H.pylori提取物的小鼠的肺CD4+ T細胞減少，Th1和Th17比例減少（圖3A，B）。雖然2個治療組的整體Foxp3+ Treg豐度沒有差異，但暴露于H.pylori提取物的小鼠的肺神經氈蛋白陰性Treg（其富集于外周誘導pTregs產生；圖3A）和另外2個抑制活性特別高的Treg亞群，即CXCR3+和RORγt+ Tregs（圖3C-F）的比例顯著提高。相比之下，IRF4 + Treg亞群沒有顯著性差異（圖3G）。并且這種T細胞響應的變化局限于肺中，在MLN中未觀察到類似的變化。 DC對于抗原和過敏原的外周耐受性產生至關重要，研究表明，H.pylori保護小鼠抵抗過敏性氣道炎癥，這些小鼠肺中的CD103+DCs亞群過表達。盡管相比于對照組，提取物處理組小鼠的肺MHCII+CD11c+ DC的總體水平在提取物處理中略低（圖3H），但CD103+與CD11b+ DC的比率更高（圖3I）。相比于對照組，提取物暴露的后代的DC亞群誘導幼稚T細胞中Foxp3表達的傾向更明顯（圖3J），表明H.pylori提取物暴露組的DC亞群具有更顯著性的致耐受性活性。 圖3 圍產期暴露于H.pylori提取物促進肺部調節性T細胞反應 4、圍產期暴露于H.pylori提取物或VacA影響胃腸道細菌群落多樣性和組成 對于所研究的器官，各處理組的樣本顯著聚集，在胃和回腸中最明顯（圖4A，C）。VacA和提取物處理后，胃中厚壁菌門和擬桿菌門下降，但是幾個特別的類群卻顯著增加(圖4B, D)。在胃中，VacA處理導致Allobaculum風度下降和Ruminococcaceae Clostridium富集（圖4B）。VacA處理與梭狀芽孢桿菌Candidatus Arthromitus（分段絲狀細菌）的下降有關，并且提取物或VacA處理導致回腸中Akkermansia和Desulfovibrio物種風度下降（圖4D）。菌群宏基因組結果表明，圍產期暴露于H.pylori免疫調節因子，對胃腸道的細菌組成有著明顯的影響，菌群的變化極有可能是促進調節性免疫的原因或者結果。因此，本文將圍產期暴露的成年動物的盲腸內容物移植到新生兒中，并對受體小鼠進行HDM致敏。結果發現：盲腸移植不足以保護受體小鼠免受過敏性氣道炎癥（圖4C-G），表明胃腸道微生物群的變化可能是結果而不是免疫調節的原因。 圖4 圍產期暴露于H.pylori提取物或VacA影響胃腸道細菌群落多樣性和組成 5、調節性T細胞消耗降低了H.pylori對屋塵螨引起的過敏性氣道炎癥的保護作用 利用白喉毒素處理Foxp3DTR小鼠全身性消耗調節性T細胞。研究發現：在全身性Treg耗盡的情況下，圍產期暴露于H.pylori提取物對過敏原誘導的支氣管肺泡浸潤和嗜酸性粒細胞，以及肺部炎癥和杯狀細胞化生的有益作用下降了（圖5A-E），表明Treg依賴性的調節途徑可能有助于減少母體暴露于H.pylori的后代的過敏性病征。
圖5 調節性T細胞消耗降低了H.pylori對屋塵螨引起的過敏性氣道炎癥的保護作用 6、圍產期提取物和VacA處理導致Foxp3+Tregs中TSDR的去甲基化增強和特定的轉錄譜 Tregs有助H.pylori提取物或VacA對小鼠的過敏保護（圖5），并且特定的Treg亞群在肺中升高（圖3）。因此，本文評估H.pylori暴露是否會影響驅動Tregs分化和穩定性的表觀遺傳過程。通過量化位于Foxp3基因座的內含子增強子區域（稱為TSDR）的CpG基序（圖6A）的甲基化狀態，結果發現，Foxp3-T細胞具有約95％的甲基化CpG基序（圖6B）；相比之下，Foxp3+ T細胞的甲基化水平差異很顯著，幼稚小鼠的Foxp3+ T細胞的甲基化水平在25-40％之間，用提取物或用VacA進行圍產期干預后，該水平降低至5-15％（圖6B）。
圖6 圍產期提取物和VacA處理導致Foxp3+Tregs中TSDR的去甲基化增強 7、H.pylori提取物暴露引起的過敏性氣道炎癥的易感性降低可以傳遞至F2代 神奇的是，本文發現HDM誘導的過敏性氣道炎癥，杯狀細胞化生和嗜酸粒細胞增多的嚴重程度降低，在圍產期提取物暴露母體產生的F2代中也是如此，盡管不是所有的結果都達到顯著性（圖7A-E）。在這種情況下，不管HDM致敏的后代(F2)的父親（F1）、母親（F1）或者父母雙方（F1）是否在產前或者產后暴露于添加到其母體（F0）的H.pylori提取物（圖7A-E）。有趣的是，F2小鼠的肺Treg表型差異與（受保護的）F1代的相類似（圖7F-1）。盡管，總體的Foxp3+ Treg豐度在2個治療組之間沒有顯著差異，但是暴露于提取物的小鼠的肺神經氈蛋白陰性pTregs和CXCR3 +和RORγt+ Treg亞組豐度顯著升高（圖7F-1）
圖7 H.pylori提取物暴露引起的過敏性氣道炎癥的易感性降低可以傳遞至F2代 結 論 總的來說，本文的研究結果表明，圍產期暴露于H.pylori提取物及其主要免疫調節子VacA對后代過敏性呼吸道炎癥具有抑制作用，這種保護性作用可能是因為肺部Tregs的抑制活性。但是本文存在3個方面的局限性：1、只是闡述了肺部RORγt+和CXCR3+ Tregs的變化，但是沒有進行功能性驗證；2、因為技術方面的原因，沒有進行乙酰甲膽堿實驗，因此不能判斷在H.pylori暴露后肺的功能變化；3、菌群移植的負面效果不能完全排除GI菌群可能有助于H.pylori的促耐受性，后期可以采取同籠飼養或者抗生素小鼠模型進一步驗證，保證移植菌群的定植。
總結圖 評 論 胃微生物幽門螺桿菌(H.pylori)是人類微生物群的最古老的成分之一，一方面可能會引起胃病，另一方面與過敏和慢性炎癥負相關。在對H.pylori感染患者進行治療時，應充分考慮H.pylori的免疫耐受特性。
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