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不乾不淨,免疫系統沒毛病!

文/駱宛琳 轉載自臺大科學教育發展中心CASE讀報http://case.ntu.edu.tw/blog/

小孩子愛吃手指頭,大人們也總戲稱吃指頭的孩子在「啃雞腿」。紐西蘭追蹤了十幾年的研究發現,不論是「吸手指」還是「咬指甲」,這些習慣可能真的是在好好地餵養免疫系統,宛如大雞腿一樣讓免疫系統不搗蛋。無獨有偶,美國芝加哥大學發現那「大雞腿」,或許正是無所不在的微生菌叢!

自1950年之後,過敏性疾病與自體免疫疾病罹患人數逐年攀升,吸引了學者專家的注意。1989年英國倫敦的Strachan教授提出「衛生假說」(Hygiene Hypothesis),嘗試用幼童小時候感染病史的角度,來解釋為什麼過敏性疾病與自體免疫疾病的病患人數,像吃了魔藥一樣居高不下。

Strachan教授的假說很簡單,他首先觀察到來自大家庭的小孩,或是上有兄姊的小孩,比較不容易罹患花粉熱這種過敏性疾病。Strachan教授於是假設,這是因為當家庭裡面有其他比較年長的孩子時,就容易把外界的病原菌帶回家,讓年幼的孩子提早接觸病菌而有感染症狀。小孩在發育早期被花花世界的「病菌」磨練後,長大之後的免疫系統,較不容易對日常周遭的「抗原」大驚小怪而發展出過敏性疾病。

Strachan教授不乾不淨沒關係的「衛生假說」,就這樣一路爭議不斷,紅到21世紀的現在。許多根據「衛生假說」而設計的臨床研究,在長時間追蹤受試者之後,似乎也有跟Strachan教授論點頗一致的結論。芝加哥大學的Anne Sperling教授最近在《美國新英格蘭醫學期刊》上,發表一篇很有趣的研究,大致歸納出一套比較精緻的解釋,讓「衛生假說」能在免疫細胞這些戰士的層級上,有較完整又合理的脈絡。

要如何知道免疫系統是不是能為「衛生假說」背書呢?Sperling教授的研究團隊將焦點集中到美國境內兩個離群索居的族群:Amish和Hutterites。Amish和Hutterites分別在18、19世紀從歐洲移居美國之後,一直對外界保持著隔離的務農生活型態。兩族群的發源極度相近,在生育繁衍上,也長時間採取相對「鎖國」的態度,生活型態也近似,讓這兩族群成為在遺傳基因與生活環境都像是雙胞胎般雷同。但,相較於Hutterites願意利用高科技機器設備來處理農作,Amish還是採取最傳統的務農方式。有趣的是,Hutterites族群裡孩童罹患氣喘的比例大約是21.3%,過敏性體質的比率則約33.3%,和一般美國各城市的比例差不多。但Amish族群裡,有氣喘的孩童比率只有5%,過敏性體質的比率則更是只有7%。

因為兩族群生活型態相近,許多可能影響氣喘罹患率的因素也就同時受到控制。Hutterites跟Amish一樣:家庭裡手足眾多,哺餵母乳時間長,污染與二手菸從來不是煩惱,孩童肥胖率也極低,疫苗接種也甚普及;飲食中雖富含油脂、鹽與生牛奶,但那也和Amish族群沒有不同。那為什麼氣喘和過敏還是在Hutterites族群裡居高不下呢?

Sperling教授發現,Amish傳統務農的生活型態,讓他們的孩子自小就長期暴露在微生物菌叢裡—就像「衛生學說」裡所建議的一樣。除了常見的過敏原,包括塵蟎、貓狗,可以在Amish家庭裡檢測出來之外,Amish家庭裡空氣內懸浮灰塵的細菌內毒素(endotoxin)檢測值,更是比Hutterites家庭裡高出7倍!

Sperling教授進一步採集Amish與Hutterites族群裡小孩的血液樣本,分析之後發現,Amish小孩因為長期暴露在細菌等微生物的環境裡,讓他們的先天免疫系統長期處在「微警戒」的備戰狀況下。Amish孩子的先天免疫細胞裡,啟動先天免疫反應所必需的基因都被活化,包括MyD88與Trif,也製造比較多的促發炎細胞激素。這些因為接觸生活中微生菌叢而被「微啟動」的「微發炎」狀態,提供了Amish小孩最絕佳的保護罩,讓他們的免疫系統不至於去搗亂而誘發氣喘。有趣的是,從Amish家庭裡收集到的灰塵,在過敏性氣喘的老鼠實驗模型裡,也能對老鼠提供保護作用。

那這跟愛吸手指頭或是咬指甲的小孩有什麼關聯呢?

紐西蘭奧塔哥大學(University of Otago)Hancox教授和博士班學生Stephanie Lynch對「衛生假說」的觀點非常有興趣。他們覺得如果「衛生假說」為真,而且既然最關鍵的角色在微生物菌叢,那愛咬手指頭與指甲的小朋友,是不是也能夠從髒髒的手指頭裡,接觸到足夠的微生物菌叢而得到保護呢?

於是他們追蹤了一群已屆學齡年紀,卻還戒不掉吸手指或咬指甲的小朋友。當這些小朋友滿13歲時,經皮膚過敏原測試後,顯示這些小孩的確比較不容易過敏。而更有趣的是,當這些孩子滿32歲時,那保護罩似乎還持續發揮著魔力,讓他們比較不容易過敏,而且,同時吸手指又咬指甲的小孩,過敏機率比只有一項習慣的小孩要更低。

不過,從Amish與Hutterites的比較分析裡,或許防治過敏的最好方法之一,就是多去戶外走走,讓大自然幫忙養一個髒兮兮卻又不用被過敏所惱的小孩!

原始論文

1. Lynch SJ, et al. Thumb-Sucking, Nail-Biting,and Atopic Sensitization, Asthma, and HayFever. Pediatrics. 2016 Aug;138(2). pii:e20160443. doi: 10.1542/peds.2016-0443.Epub 2016 Jul 11.
2. Stein MM, et al. Innate Immunity and AsthmaRisk in Amish and Hutterite Farm Children. NEngl J Med. 2016 Aug 4;375(5):411-21. doi:10.1056/NEJMoa1508749.

參考資料

1. Chatila TA. Innate Immunity in Asthma. NEngl J Med. 2016 Aug 4;375(5):477-9. doi:10.1056/NEJMe1607438.
2. Bach JF. The effect of infections on susceptibilityto autoimmune and allergic diseases. N Engl JMed 2002;347:911-920
3. Ege MJ, Mayer M, Normand AC, et al. Exposureto environmental microorganisms and childhoodasthma. N Engl J Med 2011;364:701-709

Author:駱宛琳

美國聖路易華盛頓大學(Washington University in St. Louis)免疫學博士,從事T細胞發育與活化相關的訊息傳導研究。

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