慢阻肺和肺炎：肺部菌群助力健康呼吸

虽然有时候我们可以有意识的通过肌肉控制我们的呼吸，比如深吸一口气、保持、然后呼气，但其实呼吸是一个不受意志支配的过程。

它其实是这样的：当我们吸气时，位于肺下方、胸腔底部的横膈肌会收缩并向下推动，这增加了胸腔的空间，让肺扩张并充满空气，这一过程由肋骨之间的肋间肌辅助；扩张的肺部然后通过嘴巴和鼻子从体外吸入空气，空气沿着气管进入肺部，通过支气管进入肺泡，我们同时还会吸入周围空气中的微生物；然后氧气通过肺泡的薄壁进入周围的毛细血管，扩散到整个身体，与此同时，二氧化碳从毛细血管进入肺泡，呼气使横膈肌和肋间肌放松，这减少了胸腔的空间，迫使二氧化碳和水分离开肺和气管。

整个过程每天发生17000到30000次，毫不费力，没有它，我们就会死。虽然我们可以在没有食物的情况下生活许多天，没有水的情况下生活几天，但是在没有空气的情况下我们只能生活寥寥几分钟。我们每天吸入大约8000升空气，我们的肺一次能容纳的最大空气量约为6升。

我们的肺是一个非常复杂的结构，有数千个微小的肺泡分支，以增加肺的表面积，以交换氧气和二氧化碳。如果我们把所有这些微小的气道都展平，其表面积将是我们皮肤的30倍。

随着年龄的增长，我们的肺会发生一些变化：

首先，最大肺功能会随着年龄的增长而自然下降。30岁以后，通过气道的气流速率会慢慢下降，从肺泡扩散到血液中的氧气量也会慢慢下降。

之后，其它结构变化开始在肺活量中发挥作用。由于肌肉收缩，胸廓会变得更薄并改变形状，从而改变骨骼对肺部和隔肌的扩张和收缩做出反应的能力。由于没有扩张的地方，横隔肌会减弱，这反过来又降低了我们充分吸气和呼气的能力。保持呼吸道畅通的肌肉和组织会失去弹性，肺泡会变得肥大。

老年时，大脑中控制呼吸的部分可能不再向肺部发送强烈的信号，而呼吸道中引发咳嗽的神经可能变得对外来颗粒不那么敏感。免疫系统也会减弱，这意味着身体抵抗肺部感染（比如肺炎和支气管炎）和其它疾病的能力下降。由于这些变化，老年人更容易出现呼吸短促、低氧水平和睡眠呼吸暂停等呼吸异常。

尽管有这些衰退，老年人依然能够维持足够的肺功能来进行日常活动。在我们年轻的时候，我们有“额外的”肺功能，这就是为什么健康的年轻人可以忍受手术切除一整个肺，并且仍然能够呼吸得很好的原因。在健康个体中，即使这些与年龄有关的变化也很少导致严重的衰退。

事实上，心脏健康状况不佳和肥胖往往是呼吸问题的罪魁祸首，而不是肺部及其周围环境的变化。因此，运动对整体健康和呼吸都是必不可少的。研究表明，运动和有氧训练可以提高肺活量，即使在非常老的人群中也是如此。有氧运动可以使肺活量提高5-15%，因为运动可以“锻炼”我们最重要的两个器官，也就是肺和心脏。有规律的运动可以通过增加血氧容量来提高耐力和减少呼吸困难。与其它人群相比，老年人更需要意识到自己需要站起来、四处走动、有规律地深呼吸，尤其是在生病期间或手术后。在任何年龄，长时间躺在床上或坐着都会使粘液在肺部积聚，增加肺部感染的风险。

肺部菌群

每次吸气时，进入我们身体的不仅仅是氧气，我们周围的空气中也充满了数以百万计的微生物，它们与口腔中的一些微生物混合，最终通过我们的气管向下移动。

我们有一个强大的防御系统来抵御有害的微生物，包括肺部表面覆盖的粘液，就旨在捕获微生物。肺部细胞将粘液向上推入口腔，在那里吞咽和消化。想想我们感冒时咳出的很多黏糊糊的粘液，那是我们的身体排出有害细菌和细胞碎片的方式。此外，还有一种叫做肺泡巨噬细胞的特殊细胞，它们在我们肺部巡逻，寻找有害微生物并吞噬和破坏它们。

呼吸不仅仅涉及肺部，呼吸道有两个主要部分：鼻、咽和喉构成的上呼吸道以及气管、支气管和肺组成的下呼吸道。我们通常认为下呼吸道是无菌的，没有微生物。然而，事实并非如此，我们的肺部每天会接触到超过一百万个细菌，而且有着它们自己的重要微生物群落。

与身体其它部位相比，肺部的微生物数量要少得多，它比口腔中的微生物数量少1000倍，比肠道中的微生物数量少100万到10亿倍，在肺部每平方厘米大约有2000个细菌，这听起来很多，但从微生物的角度来说是非常少的。

肺部的许多微生物可能是通过从上呼吸道吸入肺部深处的微生物而播种繁殖的。这些肺部微生物由大约140个不同的科组成，微生物的多样性相当小，包括各种需氧菌（只能在有氧条件下生长繁殖），耐氧菌（生长繁殖不需要氧气，但可以保护自己免受活性氧分子的伤害）和厌氧菌（不能在氧气中生长）。

肺部微生物的作用之一，是通过产生抗菌物质来杀死潜在的肺部病原体，防止我们吸入的病原体在肺部定植。它们还有助于形成呼吸道黏膜免疫反应，从而有助于控制我们在日常生活中遇到的感染和其它健康风险。

因为肺部不断暴露在空气中的颗粒中，肺部菌群对我们吸入的一切都有反应。污染物会导致肺部氧化应激和炎症，从而改变肺部菌群。肺部菌群对污染物也有反应，例如，它们可以分解吸入的污染物，或调节肺部免疫系统对它们的反应。暴露在烟草烟雾中的人，由肺炎链球菌引起的肺炎发病率更高。

我们摄入的抗生素药物也会改变肺部菌群，就像消炎药和类固醇激素一样。由于我们对肺部菌群的了解仍然有限，现在说这些变化是否有害还为时过早。然而，可以肯定地说，在身体的任何地方，任何对正常微生物组成的扰乱在某种程度上都与有害的影响有关。

我们还知道，肺部菌群在慢性阻塞性肺病（COPD）、哮喘和囊性纤维化等肺部疾病中发生了改变。虽然我们不知道这些变化是导致疾病的原因，还是疾病期间肺部环境变化的结果，但是随着年龄的增长，我们可以利用这些信息寻找新的方法来促进肺部健康，同时明确哪些行为可能加剧目前的状况，从而予以避免。

吸烟对呼吸道菌群的影响

一系列研究表明，吸烟会导致口腔和上呼吸道菌群的变化，但不会导致下呼吸道菌群的变化。吸烟者正常有益的口腔微生物较少，而致病性的微生物更多，这可能与吸烟者患肺炎链球菌性肺炎和呼吸道感染的易感性较高有关。因为吸烟破坏了正常的微生物群落，因此它对有害病原体的抵御作用减少。

吸烟还会抑制免疫系统，破坏人体呼吸道的防御系统。这些都可能会导致感染增加。对吸烟者来说，好消息是，如果停止吸烟，微生物群落就会恢复到更健康的水平。

然而，令人困惑的是，吸烟会导致远端肠道菌群发生变化。吸烟者的肠道中厚壁菌门比拟杆菌门的比例降低了，抗炎症的双歧杆菌的数量也减少了，这通常是不健康的。吸烟者的肠道中也有更多的致病菌。这可能是因为环境和宿主的变化，影响了免疫系统，从而影响了肠道中的微生物。

吸烟也是克罗恩病的已知危险因素之一，然而，令人困惑的是，吸烟似乎可以预防另一种炎症性肠道疾病——溃疡性结肠炎，出于某种原因，吸烟还可以预防帕金森病。我们不知道这是为什么，但是没有任何证据支持把吸烟作为一种预防医学的实践。

慢性阻塞性肺病

慢性阻塞性肺病是一组慢性肺部疾病，包括肺气肿和慢性支气管炎，会导致呼吸困难。虽然慢性阻塞性肺病不像心脏病、癌症和中风等受到更多的关注，但它也是一种广泛而致命的杀手。2013年，3.29亿人患有慢性阻塞性肺病，约占世界人口的5%。它每年造成290万人死亡，其中约90%发生在发展中国家，这与艾滋病毒、结核病和疟疾每年加在一起导致的死亡人数相当。在美国，慢性阻塞性肺病是第三大死亡原因，它影响了1100多万美国人，美国肺脏协会估计，美国有2400多万人在不知情的情况下患有这种疾病，它会导致严重的长期残疾，甚至死亡。

慢性阻塞性肺病的原因包括暴露于空气污染、二手烟和灰尘，暴露于火灾和烹饪的烟雾以及暴露在工作场所的化学物质中。吸烟者患慢性阻塞性肺病的风险尤其高，大约20%的吸烟者患有这种疾病，而在发达国家，85%至90%的慢性阻塞性肺病患者是吸烟者。当香烟燃烧时，它会产生7000多种化学物质，吸入的毒素会像其它外部污染物一样削弱和损害肺部。吸烟与慢性阻塞性肺病呈线性关系，吸烟时间越长，患病风险越大。

慢性阻塞性肺病通常直到非常晚期才被诊断出来，因为人们不知道早期的警告信号。症状是呼吸短促发展为慢性咳嗽和大量黏液产生。频繁的呼吸道感染、嘴唇或指甲发青、疲劳和喘息是其它早期预警信号。等到症状变得严重时就麻烦了，早期发现对成功治疗至关重要。

症状可能周期性地加重和减轻，在突然发作时对肺部造成的损害最大。呼吸道病毒感染可导致病情加重，因此流感疫苗和肺炎球菌疫苗对慢性阻塞性肺病患者尤为重要。预防和控制这种疾病的最好办法就是戒烟，或者最好永远不要吸烟。

很多人认为慢性阻塞性肺病是一种男性疾病。历史上确实是更多的老年男性患有慢性阻塞性肺病，因为他们通常比女性吸烟的比例更高，吸烟时间更长。但是目前，慢性阻塞性肺病导致的死亡在女性中高于男性，原因有三：（1）在过去的50年里，越来越多的女性开始吸烟；（2）女性由于肺较小和雌激素水平较高，更容易受到影响，雌激素在肺部疾病恶化中发挥作用；（3）女性经常被误诊，因为许多医生仍然女性不会得这种疾病。

许多研究记录了慢性阻塞性肺病患者肺部菌群的重大变化，特别是在疾病加重期间。随着病情恶化，肺部防御能力减弱，菌群失调增加，而细菌多样性减少。这种菌群失衡通常是有害的，会使肺部炎症更严重。科学家已经证明，肺部菌群的变化发生在慢性阻塞性肺病的早期，包括变形菌门细菌和已知的某些呼吸道病原体增加。但是，这并不能证明肺部菌群与这种疾病有关。另一条线索是，细菌性病原体，比如导致肺炎的病原体，在慢性阻塞性肺病患者中分离出来的频率很高。因此，宿主对肺部菌群的免疫反应可能是慢性阻塞性肺病发病机制的一部分。

一些研究表明，在病情加重期间使用抗生素治疗7至10天可减少慢性阻塞性肺病。然而，这仍然存在争议，因为在轻度或中度疾病状态下效果甚微。我们或许可以利用这些信息在疾病早期阶段帮助识别它。事实上，一项研究发现，研究人员可以通过在肺部寻找10种微生物菌株来识别慢性阻塞性肺病。因为很多人在不知情的情况下患有这种疾病，这种识别方法可能成为早期诊断的有用工具，有助于排除其它肺部疾病。

既然益生菌可以减少炎症，那么它们能够帮助慢性阻塞性肺病吗？也许可以。有研究表明：鼠李糖乳杆菌和短双歧杆菌可以减少分离的巨噬细胞的炎症反应，这是一种吞噬和消化有害颗粒的白细胞，特别是在感染部位；干酪乳杆菌可以改善从吸烟者中分离出的特化自然杀伤细胞的功能；此外，一些益生菌可以减少慢性阻塞性肺病小鼠模型的肺部炎症。

 肺炎

肺炎是一种常见的肺部感染，由细菌、病毒或真菌引起，最常见的是肺炎链球菌，它是口腔菌群的正常居住者，在某些条件下，比如肺功能减弱时，可引起这种疾病。如果入侵的细菌逃过了上呼吸道的防御，它们就会在下呼吸道定植，在下肺中造成严重的损伤和炎症，这会导致积液，从而导致单肺或双肺肺炎。

这种感染及其症状从轻微到严重不等。如果感染发现得早且没有扩散，那么年轻人更快恢复的可能性最大；如果没有其它疾病，那么免疫系统健康的人恢复更快。大多数健康的人会在一到三周内康复，但它也可能危及生命，特别是婴儿、幼儿、老年人和那些有慢性健康问题的人。

肺炎造成的死亡人数超过任何其它感染，全世界每年造成350万人死亡，新冠流行这几年，因肺炎而死亡的人数更大。这对老年人来说尤为艰难，85岁以上的老年人死亡率超过44%。如果受到感染、再加上随着年龄的增长免疫系统衰退和吸烟的影响，肺部的防御系统尤其脆弱。

肺炎通过两种方式影响肺部：一是大叶性肺炎，可能只出现在一个肺叶；二是支气管肺炎，可能遍布双肺。它会引起咳嗽（通常有粘液）、发烧、发抖和呼吸短促。这些初始症状可能与普通感冒或流感相混淆。然而，与感冒不同的是，感冒如果不治疗通常会在一到三周内消失，肺炎通常需要治疗才能完全康复。大多数情况下，大量喝水可以缓解，以帮助疏松分泌物和排痰。多休息也有用，但注意不要随意服用止咳药，因为咳嗽是人体排出多余粘液和碎片的一种方法，可能有助于好转。

我们可以通过以下几个简单的步骤来降低患肺炎的风险：

1. 每年注射一次流感疫苗，因为流感会使我们更容易因肺部损伤而感染肺炎。美国疾病控制与预防中心建议根据年龄（即两岁以下的儿童和65岁以上的老年人）以及患细菌性肺炎风险较高的某些疾病人群接种不同类型的疫苗。

   
   

2. 在感冒和流感季节养成勤洗手的习惯，病毒通常通过咳嗽、打喷嚏甚至呼吸传播，我们可能从被污染的表面接触到病毒，并通过手转移。

   
   

3. 避免吸烟，因为烟草会损害肺部抵抗感染的能力。

肺炎是由外部细菌引起的，但是我们肺部的微生物也会影响这种疾病吗？最近的研究表明，它们的作用可能比我们之前想象的更大。口腔菌群的不平衡使我们更容易受到病原体过度生长的影响，特别是肺炎球菌。这会导致下呼吸道随后的疾病。研究表明，肺炎患者与非肺炎患者的上呼吸道菌群有很大不同。在一项研究中，研究人员能够通过分析上呼吸道中发现的五种特定微生物来预测肺炎，特异性95%，敏感性84%。因此，口腔菌群可能在肺保护中起着重要作用，并最终在下肺中播下病原体。

要利用这些知识预防肺炎，我们仍处于早期阶段，然而，科学家们在拯救老鼠方面正变得越来越熟练。在一项研究中，当使用广谱抗生素处理时，小鼠更容易受到肺炎链球菌引起的肺炎的影响，可能是因为它们的口腔菌群被破坏了。但是当科学家们从健康的老鼠身上移植粪便菌群时，这种影响被逆转了，受感染的小鼠从肺炎中康复。为什么会有这样的效果还不清楚，也许是因为它们重新定植了肠道菌群，或者甚至可能是口腔菌群。无论如何，这都是一个令人兴奋的发现，因为这表明某些类似益生菌的微生物菌株可能能够用于预防和治疗肺炎。

我们应该打流感疫苗吗？

流感病毒可引起流感，主要影响鼻子、喉咙、支气管，偶尔也会影响肺部。我们大多数人都曾在某种程度上遭受过流感之苦，发烧、肌肉酸痛、头痛、喉咙痛、咳嗽和疲劳是常见的症状。老年人尤其容易感染流感，与流感相关的死亡病例中，80-90%的人年龄在65岁以上。这是因为免疫系统通常会随着年龄的增长而减弱，使老年人更容易受到感染，而流感会恶化其它健康问题，比如心脏病、肺病和哮喘等。流感会削弱呼吸道防御系统，这通常会导致继发性细菌性肺炎，可能危及生命。因此，接种流感疫苗，可以帮助提供免疫反应和抗体保护。

我们通常在秋天接种流感疫苗，为冬天做准备，冬天人们在室内呆的时间更长，是感染的高峰期，流感病毒以气溶胶的形式在人与人之间直接传播，在近距离的室内比在室外更容易传播。

一些人反对接种疫苗，认为接种疫苗会感染流感，其实并不会，它是由灭活病毒制成的，最坏的结果是产生轻微的红肿、疼痛和肿胀的反应。最近的数据表明，微生物群可能在我们的身体对流感疫苗的反应中发挥作用，微生物会刺激宿主的免疫反应，从而增加疫苗的反应，至少在小鼠中是这样的。所以，如果你对疫苗有轻微反应，不必担心，这可能是好事，意味着你的免疫系统真的识别了疫苗，这可能会带来更好的保护。

你可能也听说过，在某些年份，流感疫苗并不像其它年份那样有效。这是因为流感病毒是一条变色龙，它在不断的变异，不断地改变它的表面来伪装自己，不被我们的免疫系统发现，并试图智胜我们的防御系统。但是，疫苗就是专门针对这些不断变化的成分而开发的，主要被称为H和N抗原，也就是我们常常听说的H5N1中的H和N所代表的东西。

每年2月，世界卫生组织都会关注南半球所流行的流感毒株，并对哪些毒株将在秋季出现在北半球做出最佳估计。这给疫苗公司留下了疯狂的六个月时间来提高当年疫苗的产量。有些年份里，疫苗可以提供很大的保护，但是在有些年份，病毒可能在这六个月里发生变化，出现了不同的毒株，从而使疫苗的效果降低。这一过程也受到世界卫生组织的密切关注，以便重新开始这一过程，及时为南半球的冬季流感季节制备流感疫苗。

无论是有效还是效果较差，都建议每年接种疫苗，以获得对主要毒株的保护。疫苗甚至可能对当年或以后出现的其它毒株提供交叉保护，即使疫苗不能提供完全保护作用，感染的症状通常也会较轻微。

在小鼠中，也有迹象表明，疫苗可能有助于通过减少与呼吸道感染相关的炎症损害，来延缓痴呆症以及心血管疾病和2型糖尿病等其它炎症性疾病。当幼鼠接种疫苗后，随着年龄的增长，它们会变得更健康，患慢性疾病的几率也会降低。因此，六个月以上的人都应该定期接种流感疫苗，然而那些对疫苗有严重、危及生命的过敏反应的人例外。

写在最后

对肺部菌群及其与口腔菌群关系的认识可以为研究肺部疾病开辟全新的途径。肺部菌群对于我们的呼吸道健康具有重要作用，健康的肺部菌群有助于我们畅快地呼吸。

在未来，我们可能可以利用一些有益微生物来降低肺炎等呼吸系统疾病的风险。肺部疾病的另一个核心因素是炎症，它也会影响微生物群落。有研究表明，一些乳酸杆菌菌株对减少肺部炎症有影响。

未来，我们还可能通过分析一个人的微生物群落并寻找关键物种来诊断慢性阻塞性肺病和肺炎等疾病，这也意味着对胸部X光片的需求减少了，同时我们也可能比以前更早地识别呼吸道疾病，从而加快干预速度。 

此外，我们还应该：

• 了解警告信号：肺炎和慢性阻塞性肺病的早期症状通常看起来像普通感冒或衰老有关的变化。如果症状持续，请立即就医，早期发现对有效治疗至关重要。

  
  

• 呼吸新鲜空气：尽量减少接触烟雾和有害污染物。如果你吸烟，改善呼吸道健康和增加肺部菌群的最好方法就是戒烟。

  
  

• 考虑益生菌：服用乳酸菌产品有助于控制过敏性肺病，它甚至可以帮助缓解慢性阻塞性肺病症状，减少炎症。

  
  

• 每年定期接种疫苗，由于65岁以上的老年人患细菌性肺炎的风险增加，也可以考虑接种一剂肺炎球菌疫苗，以预防脑膜炎和肺炎等疾病。