腸道微生物功不可沒：它們不僅幫助消化食物、產生一些營養物質、解毒有害物質並保護我們免受病原體侵害，而且對免疫系統的發育也很重要。腸道微生物群的紊亂與過敏以及消化系統和免疫系統疾病有關。儘管腸道生物對消化系統功能的影響普遍被接受，但它們如何影響身體其他部位的病理學仍然是一個謎。
新的研究已經開始解決這個謎團。哈佛醫學院病理學教授黛安·馬蒂斯（Diane Mathis）和她的同事發現，一種自然存在的腸道細菌可以引發小鼠的關節炎，部分原因是操縱免疫系統的細胞。他們的研究發表在 6 月 25 日的《免疫》雜誌上。
類風溼性關節炎 (RA) 是一種慢性、無法治癒的疾病，主要特徵是關節炎症疼痛。儘管其確切原因不明，但 RA 是一種自身免疫性疾病，在這種疾病中，免疫系統將身體自身的物質和細胞誤認為是外來入侵者，並對其進行攻擊。
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為了研究腸道微生物如何影響 RA 的發展，研究人員使用了一種特殊的小鼠品系，這種小鼠品系自然會發展為嚴重的炎症性關節炎。他們在無菌條件下飼養小鼠，發現這些動物發展為 RA 的速度明顯慢於自然定植有各種非致病性微生物的對照組。
更重要的是，定植的小鼠產生了更高水平的免疫調節蛋白 IL-17。這種分子由免疫細胞產生，並促進炎症。阻斷小鼠的 IL-17 功能可以阻止疾病進展，這證明了 IL-17 在關節炎中的重要作用。
接下來，研究人員將無菌小鼠接種了一種稱為節段性絲狀細菌 (SFB) 的單一細菌物種，該細菌天然存在於腸道中，並且之前已被證明會導致 IL-17 增加。在小鼠暴露於 SFB 後，研究人員觀察到這些動物不僅產生了更多的 IL-17，而且關節炎的發展速度也快得多，這表明在具有遺傳易感性的個體中，腸道細菌可以透過刺激免疫系統產生 IL-17 來促進關節炎。
RA 以前與支原體細菌、Epstein-Barr 病毒、鉅細胞病毒、細小病毒和風疹（德國麻疹）病毒等病原體的感染有關，但仍然缺乏確鑿的證據。
馬蒂斯說：“這種（疾病）一直被認為是病原體造成的。人們還沒有真正研究過共生細菌的影響。”
芝加哥大學病理學教授亞歷山大·切爾沃斯基（Alexander Chervonsky）沒有參與這項研究，他指出這項研究的一個重要成果是發現特定的微生物（在本例中為 SFB）可以決定自身免疫性疾病的結果。然而，他指出，即使在無菌條件下，這些小鼠仍然會發展成關節炎，儘管它們的發展速度要慢得多。他說，這表明關節炎的發展不需要 SFB 的存在，但暴露於微生物可能會加速疾病的進展。
人類微生物影響自身免疫性疾病發展的證據主要來自雙胞胎研究。例如，1 型糖尿病在同卵雙胞胎中只有約 50% 的時間影響兩個人。如果微生物確實在建立這種差異中發揮作用，那麼至少有兩種可能的機制在起作用：首先，患有糖尿病的雙胞胎可能是由導致或促進疾病發展的微生物感染引起的；或者，不患糖尿病的雙胞胎可能是由阻止疾病發生的細菌定植引起的。切爾沃斯基最近的研究支援後一種情況，在無菌條件下飼養的特定品系的小鼠中，糖尿病的發病率更高。
切爾沃斯基說：“我們必須謹慎，因為儘管小鼠被飼養在無菌環境中，但這並不意味著它們沒有接觸到微生物產品。”他補充說，人們始終擔心微生物可能會汙染飼料，而使用完全合成的飲食可以克服這種可能性。
馬蒂斯強調，不應從這些小鼠研究中得出“小鼠或人類會‘感染’自身免疫性疾病或關節炎”的結論。她補充說，更好的思考方式是，個體具有不同程度的遺傳易感性，當暴露於某些環境因素時，可能會繼續發展為疾病。馬蒂斯說：“這確實是遺傳和環境之間的相互作用。”