营养和免疫:COVID-19教训

冠状病毒是一大群单链RNA病毒,引起呼吸道和胃肠疾病。冠状病毒引起的呼吸道症状的范围从常见的冷若或轻微的流感样症状严重肺炎。2019年12月,一个新的冠状病毒导致肺炎和死亡被确认在武汉,中国;这种新型冠状病毒叫做严重急性呼吸窘迫综合征冠状病毒(冠)2 (SARS-CoV-2),因为它是基因类似于冠造成的爆发在2002年严重急性呼吸窘迫综合征。尽管SARS-CoV-2第七已知人类冠状病毒,它是新人类的免疫系统,所以没有潜在的现有的免疫力,解释为什么SARS-CoV-2传播如此迅速和造成这种严重疾病;这种疾病称为冠状病毒病在2019年发现或COVID-19。的健康、社会和经济后果,由于SARS-CoV-2的存在和出现的严重性COVID-19注意力集中破坏传染性疾病可引起的重要性有运作良好的免疫系统。免疫反应不足已经被公开为一个主要公共卫生责任在设置这个以前不承认或者只是接受。疫苗通过培训对病原体的免疫系统正常工作。明显的有效性新近发展起来的疫苗,以防止COVID-19证据的固有免疫系统的弱点在人群中重要的子组; nevertheless vaccinations themselves require a robust immune response to work properly and there has been some debate about the usefulness of some of the vaccines amongst those groups of the population who may have weakened immune responses. It is also likely that new vaccines will be developed in the future, especially with emergence of new variants of SARS-CoV-2. In the meantime, alongside the existing vaccination programmes, the development of new vaccines and the testing of new anti-viral drugs, it is important to consider other steps that can be taken to support the immune system. This article will describe the influence of ageing, frailty, obesity, micronutrients and the gut microbiota on the human immune system and discuss this in the contexts of SARS-CoV-2 infection and COVID-19.

免疫系统的主要作用是保护个人免受病原微生物包括细菌、病毒、真菌和寄生虫。以便提供有效保护的广泛威胁生物,人类的免疫系统已经进化到包括许多不同的细胞类型,许多分子沟通和多个功能响应(图。1)。免疫系统有四个通用的行为。首先,它作为一个屏障阻止细菌进入身体。其次,识别微生物和免疫系统行为,以确定他们是否有害。第三,免疫系统行为,消除这些微生物鉴定是有害的;这涉及到各种类型的免疫细胞的破坏性的行为。第四,免疫反应产生免疫记忆,所以,如果他们再次暴露在有害微生物,免疫反应更快速,比最初的反应。这些可以实现复杂的和复杂的操作,因为人体免疫系统是由许多细胞类型(无花果。1),每个国家都有他们自己的功能。这些不同类型的细胞相互作用的免疫反应,以确保有效的保护主机的病原体。免疫系统可能以不同的方式分类,最常见的为先天(或自然)和收购(或自适应)免疫(图。1)。先天和后天免疫有关,这是如何实现提供抗病毒免疫总结在无花果。2(1]。

很明显,有效防御病原生物体需要一个运转良好的免疫系统。因此,个人抵抗力较弱的风险增加感染和感染更严重,甚至致命。图3突出的许多因素影响免疫反应。这些包括一些无法改变的因素,如遗传、生活阶段的课程(如怀孕、幼年和老年)和每天的时间,但很多修改的因素也影响着免疫应答。这些包括压力、身体健康、脆弱,身体肥胖和饮食。早期SARS-CoV-2流行很明显,老年人,尤其是那些虚弱,和那些生活在肥胖易感性更严重的疾病和死亡率较高COVID-19比年轻人和那些健康的体重。

免疫能力可以减少老龄化,这一过程被称为免疫衰老(2,3]。免疫衰老的一个原因是可能的减少输出免疫细胞从骨髓来源的网站所有免疫细胞,随着年龄的增加。此外,对合胸腺随年龄减少输出的幼稚T细胞,导致降低应对新抗原的能力。除了改变循环免疫细胞的数量,它们的功能通常是受损的。例如,中性粒细胞吞噬作用受损,呼吸爆发和细菌杀死。自然杀伤细胞对此外受损的细胞毒性和肿瘤细胞。树突细胞免疫信号响应能力受损。T细胞增殖能力下降,产生重要的细胞因子白介素2和interferon-γ等。细胞毒性t细胞活性降低B细胞和抗体生产的改变。因此,老年人可以显示广泛的免疫损伤,使他们更容易感染(4),包括由病毒引起的呼吸道疾病。免疫衰老也会对疫苗的反应,包括季节性流感疫苗(5,6]。可怜的营养摄入量可能导致老年性免疫下降:免疫下降是导致老年人更少更好的微量营养素摄入量或状态(7]。此外,中老年人营养不良促进免疫下降(8)和脆弱导致显著的免疫损伤。例如姚明et al。9)报道,应对所有三个菌株在季节性流感疫苗(响应测量反疫苗抗体滴定度)在年长虚弱而non-frail低得多(72 - 95岁);pre-frail反应的中间产物。在接种后随访期间,50%的虚弱老年人罹患流感样疾病和30%发达确诊流感;数字non-frail组分别为10%和5%,分别又pre-frail是介于虚弱和non-frail组(9]。在最近的一项研究中,血清转化更虚弱的老年人的四株四价的季节性流感疫苗是8,5 0和8%,血清转化在虚弱的老年人是23日21、23和26% (10]。这些免疫损伤的临床意义来自观察少营养良好住院老年人有一个更大的感染风险比那些更好的营养11,12]。因此,有一个免疫衰老,增加易感性之间的联系,和严重程度的感染。免疫衰老可能是一个因素,容易使老年人更严重的COVID-19。许多研究还报告一个脆弱和贫困之间的联系的结果从COVID-19(见文献[13])。老龄化还与许多炎症介质的血药浓度的增加,这种情况称为inflammageing [14]。这个状态是导致衰老的慢性疾病的风险增加,可能引起感染时越来越多的过度炎症反应。因此,老年人,尤其是那些虚弱,可能其中炎症失控,有时称为“细胞因子风暴”,已经涉及到从COVID-19贫穷的结果。总之,老年人可以显示受损的免疫反应,诱发感染,和倾向控制炎症,诱发他们被感染的不良后果,这两种情况似乎变得更糟在那些脆弱。

免疫能力可以减少肥胖15),辅助T细胞的活动障碍,细胞毒性T细胞,B细胞和自然杀伤细胞,减少抗体和interferon-γ生产。这意味着,与健康体重的人相比,那些生活与肥胖增加了对各种细菌、病毒和真菌感染(16),和贫穷对疫苗接种17]。肥胖的影响已经被探索流感感染和疫苗接种流感。2009年H1N1流感病毒大流行期间,那些生活与肥胖显示延迟并削弱了抗病毒反应感染和恢复从疾病与健康的体重相比个人表现很差(18]。人类的动物研究和案例研究表明,肥胖是与长期的流感病毒有关,表明病毒控制和杀死的障碍;肥胖还与毒性较小的变异的出现(18]。疫苗也可能不那么有效的生活与肥胖:与健康体重的人相比,接种疫苗的个人生活与肥胖两次流感或流感样疾病的风险,说明贫困保护从疫苗接种在那些与肥胖19]。谢里丹et al。20.)调查的反应的免疫细胞从血液的个人和那些健康的体重超重或肥胖的流感疫苗体外。接触血液免疫细胞疫苗激活细胞毒性T细胞的数量增加,granzyme表达细胞毒性T细胞的数量和interferon-γ产生细胞毒性T细胞的数量,所有关键组件的抗病毒免疫(无花果。2)。然而,与肥胖细胞个体的反应是减少了40%,分别为60%和65%。超重患者的细胞显示响应之间的中间从健康的体重和肥胖。类似的发现为血液细胞的反应大流行H1N1甲型流感病毒为Paich et al。21]。因此,肥胖与多种免疫障碍,包括对病毒反应参与保护。肥胖还与许多炎症介质的血药浓度的增加,慢性低度炎症状态(22]。这种状态被认为有助于增加与肥胖相关慢性疾病的风险,可能使越来越多的过度炎症反应时被感染。现在那些生活在描述肥胖更容易受到严重COVID-19和死亡率COVID-19比健康体重的成年人。例如,最近出版的系统回顾和荟萃分析来自7个国家的22个研究在北美,欧洲,和亚洲,报告说,肥胖是增加的可能性出现更严重的COVID-19症状(优势比3.03;四个研究),要求住院(添加比率1.68;四个研究),承认一个重症监护室(优势比1.35;九个研究)进行侵入性机械通气(优势比1.76;七个研究)和发展中急性呼吸窘迫综合征(优势比2.89;两项研究)相比,病人不肥胖23]。总之,生活与肥胖可以显示受损的免疫反应,诱发感染,和倾向对控制炎症,诱发他们被感染的不良后果。

营养扮演多个角色,支持免疫系统。饮食提供了:

• 燃料的免疫系统功能。

• 构建块的生成RNA和DNA和蛋白质的生产(抗体、细胞因子受体,急性期蛋白等)和新细胞。

• 具体基质生产immune-active代谢物(如精氨酸作为一氧化氮的衬底)。

• 监管机构的免疫细胞代谢(如维生素A、锌)。

• 营养物质与特定的抗菌和抗病毒功能(如维生素D、锌)。

• 监管机构保护宿主免受氧化和炎症压力(如维生素C、维生素E、锌、硒、长链ω- 3脂肪酸和许多植物多酚)。

• 基质的肠道微生物群进而调节免疫系统(见下一节)。

营养不良可能无法提供足够数量的免疫系统功能所需的营养物质。这将增加对感染的易感性和无法控制被感染(图的影响。4)。在这方面的角色微量元素在支持免疫系统已被广泛研究,因为他处(1,24,25,26]。多种微量元素在支持免疫反应(表中起到至关重要的作用1)。角色的维生素A、C和D和锌、铜和铁的探索,但维生素B、维生素E、维生素K、硒、镁等都有角色。缺乏这些微量营养物质损害的几个先天和后天免疫的许多方面,增加对感染的易感性(1,24]。免疫缺陷可以逆转饱满,这减少了对感染的易感性。有讨论的上下文中许多微量元素和抗病毒免疫感染SARS-CoV-2 COVID-19和已有大量的出版物SARS-CoV-2这个话题开始以来的大流行。

维生素D的多效性的行动在免疫系统但不支持多种细胞类型的活动(27]。此外,一些免疫细胞(树突细胞,巨噬细胞)会产生维生素D的活性形式暗示免疫力是很重要的。维生素D也促进抗菌蛋白质如抗菌肽的生产。缺乏维生素D会损害对季节性流感疫苗的反应(28)和随机对照试验的荟萃分析维生素D补充报告减少呼吸道感染的发生率29日]。多项研究报告之间的关联低维生素D状况和易感性增加,和严重性,COVID-19。大以色列的一项研究报道,低维生素D状况会增加感染的风险SARS-CoV-2和COVID-19[住院的风险增加30.]。荟萃分析报告,缺乏维生素D会增加患严重COVID-19住院COVID-19和死亡率COVID-19 [31日]。一个大型研究使用英国生物库的数据报道,使用维生素D补充剂降低积极风险测试SARS-CoV-2在控制了多种混杂因素(32]。意大利住宅疗养院的一项研究报告说,维生素D的丸降低死亡率COVID-19 [33]。补充维生素D的患者住院COVID-19据报道,减少COVID-19严重性(入学需要重症监护病房(34];需要重症监护病房住院或死亡(35];死亡率(36])。

锌支持免疫系统的许多细胞的活动(37),有助于控制氧化应激和炎症和特定的抗病毒操作(38)包括抑制冠状病毒的复制(39]。补锌能够提高一些标记的免疫特别是老年人或锌的摄入量较低(40),提高疫苗接种反应(41)和随机对照试验的荟萃分析补锌报告减少腹泻和呼吸道感染的发生率(见文献[1引用)。多项研究报告之间的关联低锌状态和COVID-19易感性和严重程度的增加(如。42])。据报道,补锌在患者住院COVID-19降低风险对较差的预后结果包括死亡率(43,44]。

大型文献相比维生素D和锌,在大流行期间,有对硒的研究更少。然而,硒可能有重要的角色在支持免疫系统,特别是在促进抗病毒免疫(45]。Selenium支持免疫系统的许多细胞的活动,并帮助控制氧化应激和炎症。广泛的研究已经表明,缺硒会损害小鼠的免疫反应,对病毒感染的易感性增加,允许病毒变异(包括流感病毒),并允许正常弱病毒变得更强。补充硒提高某种标记的免疫特别是老年人或那些低硒的摄入量;例如在英国成年人补充研究边际硒状态显示,硒提高体外抗病毒免疫反应,促进病毒清除和减少病毒突变(46]。几项研究报告之间的关联低硒状态和COVID-19易感性和严重程度的增加(如。42,47])。

综上所述,现有的证据表明,多种微量元素在支持的所有方面扮演重要角色摄入量和状态的免疫反应,因此需要考虑上下文中的易感性SARS-CoV-2感染和COVID-19严重性。角色的特定营养成分包括维生素D和锌在抗病毒免疫似乎重要和硒的能力来防止病毒变异是有趣的上下文中的SARS-CoV-2变体的出现。此外,一些微量营养素摄入量低损害免疫反应,因此必须考虑上下文的当前和未来的COVID-19疫苗接种规划;这可能是特别重要的在老年人48),但也在其他人群更有可能低摄入量或一个或多个微量元素的地位。虽然提供微量元素的多样化,植物性饮食(参见文献[1)是否有足够数量的一些关键immune-active微量营养素(维生素D,维生素C,维生素E,锌和硒)可以从饮食或补充是否获得必要提供有关这些微量营养素的摄入量(26]。

胃肠道内共生的细菌在宿主免疫防御中发挥作用通过创建一个障碍对殖民通过病原体和乳酸的生产和抗菌蛋白可直接抑制病原菌的生长。共生的生物体也与内脏相关宿主肠道上皮细胞和免疫组织。这些通讯与宿主发生,从细菌或释放出的化学物质通过细胞间直接接触。由于这种行为,建议益生菌生物,尤其是一些乳酸杆菌和双歧杆菌,可以用来支持宿主免疫力。事实上,大量的研究调查了影响各种益生菌的生物,单独或组合,在人体免疫功能和感染。一些益生菌生物似乎增强先天免疫(尤其是吞噬作用和自然杀伤细胞活性),但他们似乎不明显影响后天免疫(49]。然而,研究表明提高疫苗接种反应个人服用益生菌,他处(50]。系统评价和荟萃分析证实益生菌(益生元)加强季节性流感疫苗的抗体反应成人(51,52]。免疫效果观察表明,益生菌生物可以防止感染。最近的系统评价和荟萃分析报告,一些益生菌可以减少腹泻的风险或持续时间,包括antibiotic-associated腹泻和艰难梭状芽胞杆菌相关的腹泻(见参考。1引用)。益生菌对胃肠道感染的影响可能不是一个惊喜,但是益生菌也可以预防呼吸道感染。在老鼠身上的研究报道,损耗或缺乏肠道微生物群导致受损的免疫反应和细菌性或病毒性呼吸道感染后恶化的结果。益生菌的研究,尤其是乳酸杆菌和bifidobacterial,为减少发病率提供一些证据,和改进的结果,人类呼吸道感染的(参见文献[1引用)。的全部证据证明益生菌(特别是乳酸杆菌和双歧杆菌)可以提高免疫功能,增强应对季节性流感疫苗接种(模仿病毒感染),减少呼吸道感染的发生率,包括那些由病毒引起,并改善患者呼吸道感染的结果将有利于这些生物体的使用作为一个策略来降低病毒性呼吸道感染的风险和严重程度,包括SARS-CoV-2。在这种背景下,肠道失调,乳酸杆菌和双歧杆菌的数量较低,据报道COVID-19患者(53,54]。D 'Ettore et al。55用鸡尾酒药物)治疗患者COVID-19 +抗生素或同一+口服益生菌(五乳酸杆菌+两个双歧杆菌乳酸链球菌):他们发现更好的解决腹泻和其他疾病的症状包括呼吸系统疾病组中接收益生菌。

营养是一个多种因素决定了免疫反应(图。3)和良好的营养是很重要的在支持免疫反应(无花果。4)。在老年人免疫力可以受损,尤其是那些虚弱,在那些患有肥胖,在那些营养不良和微量营养素的摄入量较低。这些免疫障碍与营养不足增加对感染的易感性和许可证相关感染变得更加严重,甚至是致命的(无花果。5)。营养不足还允许提供炎症和氧化应激导致虚弱和贫穷的结果从感染(无花果。5)。营养不良的负面影响免疫系统,包括其炎症组件,可能是其中的一种解释是更严重的结果的风险更高感染SARS-CoV-2看到老年人和那些生活在肥胖。良好营养的作用在促进不同的肠道微生物群,进而支持免疫系统不应被忽视,重要的是要注意,肠道微生物群也受老化影响和由肥胖(见[1引用)。良好的营养支持免疫反应的重要性也适用于保证好对疫苗的反应。因此,注意力应该集中在解决当前营养不足(脆弱、肥胖、一般营养不良,微量元素不足或缺乏)中广泛的人口为了更好地支持免疫反应。这是主要的教训研究营养和免疫相关与SARS-CoV-2和它引起的疾病,COVID-19,确保人口更好地准备未来的大流行。