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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


在我成长的过程中,我是那些幸运的孩子之一,对任何东西都不过敏。我觉得自己是无敌的——当我的朋友们受到花粉或花生困扰时,我却能够肆无忌惮地吃喝玩乐。然而,像我这样的童年正变得越来越稀少。最近的一项研究发现,2008年,儿童花生过敏症比十年前高出三倍半,许多食物过敏症也出现了类似的趋势。同样,发达国家花粉热的患病率在过去三十年中每十年增加了约 100%。不仅仅是过敏——从关节炎到哮喘,其他慢性炎症性疾病在我们的人群中持续上升。《美国国家科学院院刊》上发表的一篇新论文表明,或许问题不在于我们向环境中排放了什么,而在于我们从中移除了什么:生物多样性的丧失正在对我们的健康产生负面影响。

最流行的解释炎症性疾病增加的假设之一被称为卫生假说,该假说认为我们日益无菌的生活方式是导致我们过敏反应的原因。我们现在生活在一个抗菌皂、速效洗手液、疫苗和抗生素的世界中,所有这些都取代了保护我们的孩子免受污垢和细菌侵害的工作。由于无事可做,孩子们的免疫系统变得有点躁动不安,并开始以更大的热情攻击甚至像花粉这样轻微的入侵者。但是,来自芬兰赫尔辛基大学的伊尔卡·汉斯基及其同事提出,卫生假说不仅仅局限于我们保持房屋清洁的程度。他们提出了生物多样性假说,该假说表明,减少与自然和生物多样性的接触会对我们体内和体表的微生物产生不利影响,从而导致对免疫系统疾病的易感性增加。

为了验证这一假设,研究团队调查了芬兰 100 多名随机选择的青少年中生物多样性、过敏原敏感性和皮肤微生物群落之间的关系。孩子们在各种环境中长大,从拥挤的村庄到农村农田。对于每位参与者,他们测量了他们的皮肤对过敏原的敏感程度以及生活在其上的微生物种类。根据他们皮肤的免疫反应,他们将学生分为过敏原敏感(一种称为特应性的疾病)或不敏感。研究人员还粗略计算了参与者居住地环境生物多样性的水平,方法是查看他们院子里的植物覆盖量以及他们家 3 公里范围内的主要土地利用类型,从而可以将其与参与者的过敏敏感性和皮肤微生物进行比较。


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研究小组发现,一种特定类别的皮肤细菌(称为γ-变形菌)的多样性与过敏原敏感性之间存在很强的显着相关性。尽管它们仅占皮肤细菌群落的 3%,但γ-变形菌是唯一一类在特应性个体中多样性显着降低的细菌。因此,为了更仔细地观察这种现象,直接比较了不同 γ-变形菌的存在与受试者血液中抗炎标志物 IL-10 的水平。一种 γ-变形菌属不动杆菌的存在与健康个体而非过敏原敏感个体中较高水平的 IL-10 密切相关。正如作者解释的那样,这表明这些微生物可能有助于教会免疫系统忽略那些讨厌的过敏原。

“革兰氏阴性菌属不动杆菌的丰度和 IL-10 表达之间的正相关性……在健康个体而非特应性个体中,与 IL-10 在维持对无害物质的免疫耐受性中的核心作用是一致的。” 因此,作者说,“在本研究中,不动杆菌与特应性个体 IL-10 表达之间缺乏关联可能反映了调节机制的崩溃。”

不动杆菌和其他 γ-变形菌究竟如何影响我们的免疫系统还有待确定。作者所展示的是,一个人成长的环境对这组细菌的存在和多样性有很强的影响。由于 γ-变形菌通常存在于土壤和植物(包括开花植物及其花粉)中,因此研究人员可能不会感到惊讶,受试者周围的环境多样性与他们皮肤 γ-变形菌多样性的增加密切相关。但令人震惊的是,即使研究人员退后一步,审视过敏原敏感性与周围环境之间的总体联系时,这种关系仍然成立;孩子成长的自然生物多样性越高,他就越不可能对过敏原敏感。

“目前的结果表明,生物多样性可能与特应性惊人地相关。”

这表明,发达国家的城市居住性质可能是其炎症性疾病问题日益严重的原因。如果是这样,保护自然空间,包括公园和其他绿色倡议,可能是保护后代健康的关键。“与城市地区自然环境特征的互动不仅可以提高人类的整体福祉,而且还可以丰富共生微生物群,增强其与免疫系统的互动,从而对公共健康产生深远的影响。”

由于过敏每年花费我们近 145 亿美元,包括医疗费用、误工误学以及非处方药$14.5 billion annually including medical expenses, missed school and work, and over the counter drugs,因此,即使只是为了我们的健康,也可能有强烈的经济动机来保护我们的自然区域。这甚至还没有考虑到保护的其他经济激励,包括滤水和风暴防护,据估计,每年超过 4.4 万亿美元

所有这些研究告诉我们的是,保护的成本远远低于其收益。句号。

 

参考文献:Hanski, I., von Hertzen, L., Fyhrquist, N., Koskinen, K., Torppa, K., Laatikainen, T., Karisola, P., Auvinen, P., Paulin, L., Makela, M.J. & 环境生物多样性、人类微生物群和过敏是相互关联的,《美国国家科学院院刊》,DOI: 10.1073/pnas.1205624109

土壤和手的图片 © Soil-Net.Com,根据知识共享许可协议发布

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Christie Wilcox is a postdoctoral researcher in cellular and molecular biology at the University of Hawaii, where she studies venom. She is also a science blogger and communicator.

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