过敏和过敏性哮喘是严重危害健康的疾病，常始于儿童期，尽管对其病理生理机制有一定了解，但疾病的起源和病因仍不明确，缺乏针对病因的治疗方法。遗传因素无法完全解释哮喘和过敏在人群中的高患病率及快速增长趋势，促使研究重点转向环境暴露、表观遗传机制和微生物群的作用。母体暴露，尤其是孕期暴露，会使后代更容易患哮喘。但具体机制尚不清楚，可能是母体暴露导致新生儿免疫系统将正常无害的蛋白质识别为过敏原。先前研究表明，环境颗粒作为一种与哮喘相关且非抗原依赖的触发因素，会影响树突状细胞（DCs），使其将原本无害的蛋白质作为抗原呈递给 T 细胞，进而引发哮喘。但环境颗粒，特别是相对“惰性”的颗粒，如何触发这种免疫失调，尤其是当暴露发生在亲代而非个体本身时，仍然是一个未解之谜。自肠道微生物群被研究证实与多种疾病相关后，肠道和肺部的微生物群与哮喘和过敏的联系日益受到关注。尽管有研究描述了哮喘患者肠道菌群的变化，但存在诸多局限性。一方面，微生物群分析结果在不同研究间的重复性较差；另一方面，仅靠分析无法确定微生物群变化与哮喘之间的因果关系，因为这些变化可能是哮喘的继发结果，也可能由其他因素导致。此外，此前缺乏通过微生物群移植（GMT）证明哮喘可传递的研究，虽然有研究表明GMT可能具有治疗作用，但也无法确定改变的菌群是否是引发疾病的原因。

图形摘要

2025年5月，布朗大学研究团队在Cell子刊Cell Reports发表了题为“Live bacteria in gut microbiome dictate asthma onset triggered by environmental particles via modulation of DNA methylation in dendritic cells”的研究论文。本研究构建了孕期母鼠气道暴露于环境颗粒（浓缩城市空气颗粒 CAPs、柴油尾气颗粒 DEPs）的模型，其后代小鼠表现出哮喘易感性，主要结论如下：孕期母鼠暴露于环境颗粒（CAPs/DEPs）可通过肠道活细菌将哮喘易感性传递给后代，灭菌或抗菌处理可消除该效应。宏基因组和代谢组学显示，促哮喘菌群中产短链脂肪酸（如丁酸）的细菌减少，导致粪便丁酸水平下降，而丁酸缺乏与免疫调控异常相关。表观基因组分析发现，活细菌移植诱导受体树突状细胞（DCs）的 DNA 甲基化异常，涉及 935 个差异甲基化位点，这些改变与抗原呈递和 Th2 炎症通路相关。功能实验证实，甲基化异常的 DCs 增强过敏原呈递能力，而表观遗传抑制剂可逆转该效应。研究明确了“肠道菌群 - 代谢物- 表观遗传 - 免疫”的跨器官调控机制，研究证实肠道微生物群是环境颗粒诱导哮喘的因果性因素，活细菌通过表观遗传机制调控免疫细胞功能。这为哮喘的早期预警（如检测肠道菌群特征）和干预（如补充产丁酸菌、表观遗传调控药物）提供了新靶点，尤其为母婴传递相关哮喘的预防开辟了新方向。

参考资料：Live bacteria in gut microbiome dictate asthma onset triggered by environmental particles via modulation of DNA methylation in dendritic cells. DOI: 10.1016/j.celrep.2025.115684