空气颗粒物质的产生使得雾霾肆虐，大量流行病学研究显示，肺部疾病发病率、患病率的增加与空气颗粒物质的暴露具有高度相关性，如空气颗粒物质的暴露使肺部受感染比率上升，进而增加肺部促炎因子的反应与释放[1]，加重哮喘疾病严重程度[2]，激发和诱导气道炎性和氧化损伤，增加慢性阻塞性肺疾病患者的住院率和恶化氧化应激状态[3]等。PM2.5对人体的主要毒性机制表现在PM的遗传毒性[产生稳定的DNA加合物和（或）氧化性DNA损伤]、芳基烃受体（AhR）介导的基因表达、产生活性氧（ROS）和氧化应激、炎症诱导反应。PM2.5的毒性作用主要归因于遗传毒性（DNA损伤），因为其会增加细胞癌变的易感性。几个具有里程碑意义的审查研究显示，暴露于PM2.5与过早死亡、呼吸道以及心血管疾病发病率增加相关[4]，这一日益突出的环境问题已经严重威胁到人们的身体健康和生活质量。人体呼吸道作为与外界相通的开放性腔道，易受多种理化因素的影响。定植在呼吸道内的常居菌群密度、数量下降而过路菌群和环境菌密度、数量升高将导致菌群失调的疾病，严重时更可导致宿主发生多种临床症状[5]，所以了解上呼吸道正常菌群作为呼吸系统抵御外来异物的第一道防线是否与大气污染有关，具有比较重要的现实意义[6]。目前国内外文献中关于大气污染与呼吸道微生态的研究尚少，本综述着重关注暴露于空气颗粒物质的情况下对宿主呼吸道微生态方面的影响，了解暴露于空气颗粒物质中呼吸道菌群的变化情况，为防治空气污染给人群健康带来的不良影响提供理论依据。

空气颗粒物又称尘，是指在空气中漂浮的大小、数量、表面积、化学组成和来源不同的固态和液态颗粒混合物，根据排放途径的不同可分为一次污染物和二次污染物。一次污染物是直接从污染源头排放的污染物，如从森林火灾、汽车尾气、垃圾焚烧、工业烟囱中排放的一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、颗粒物等。这些直接产生的物质可以分为反应物和非反应物，前者不稳定，在空气环境中易与其他物质发生化学反应，或者作为催化剂促进其他污染物之间的反应，进而形成二次污染物。二次污染物是与一系列不稳定的有机化合物反应产生的污染物质，如有机化合物、臭氧、氮氧化物、光化学烟雾等。目前的研究显示，空气细颗粒物中主要化学成分可分成可溶性成分（大多数无机离子）、有机成分、微量元素、碳元素这四大类。无机成分主要来自于燃烧煤、燃油等产生的硅、硫、硒、铅、镍等金属离子或金属氧化物。有机成分包括含氮、碳、硫的有机物，有机金属化合物，有机卤素等。大气中的碳氧化物、氮氧化物和硫化物等能够溶解于黏膜表面或肺泡表面水分中，腐蚀并刺激机体引起结膜炎、肺炎、咽炎、肺水肿等疾病的产生。空气颗粒物的暴露与人群健康具有强相关性。多项研究发现，空气颗粒物中的PM2.5对心血管疾病[7]、呼吸系统疾病和肺癌[8]具有不良影响，特别是与慢性暴露于PM2.5中的患者发病率和死亡率有关[9]。Valerie等[10]从美国纽约州立医院收集了2001～2005年患心血管疾病的住院人数，并联合空气颗粒物浓度值进行研究，结果显示，PM2.5对心力衰竭等心血管疾病的影响力较强，并且短期暴露于PM2.5后老年人比青年人更容易出现心力衰竭等疾病。Qin等[11]在2013年收集了北京市区10个综合性医院的92 464次呼吸系统疾病急诊病例，并通过分析同一年PM2.5数据探讨空气细颗粒物对呼吸系统的影响，研究结果显示，PM2.5与呼吸系统多种疾病具有显著相关性。

生态学的发展至今已有150年的历史，生态学分为宏观生态学和微观生态学。宏观生态学是指人群与周围生活环境之间相互作用的科学；微观生态学是指机体与非致病菌之间相互影响相互作用的生命科学[12]。而在宏观环境影响下的微生态是否达到平衡状态，一直是微生态学研究的核心问题。微生态平衡的主要影响因素是环境、宿主与微生物这三方面的相互关系[13]。在正常微生态系统中，宿主机体内的微生物与环境保持着动态平衡关系，而在这个平衡关系中正常微生物群构成了宿主疾病与健康转化的重要因素[14]。当正常微生物菌群间及正常微生物菌群与其宿主间的微生态平衡受环境影响由生理性组合转变为病理性组合状态时称为微生态失调[5]。引起微生态失调的原因主要是由于环境因素、服用药物等导致机体内正常菌群中各菌种之间的比例发生较大改变而超出正常范围。人作为微生物的载体，宿主的任何改变都能影响机体内的微观环境从而导致微生物群的变化。自胎儿离开母亲子宫接触外界环境开始，微生物逐渐定植在新生儿的各个部位，经一定数量和密度的发展逐渐在不同部位形成多种微生态系统。正常人体内分布着包括口腔、皮肤、呼吸道、肠道、生殖道等多个微生态系统帮助宿主抵挡外来的有害物质，是人体不可或缺的“免疫系统”。正常的微生态环境能够预防龋齿、牙菌斑、鼻咽、咽炎等疾病[15]。

呼吸系统是由鼻、咽、喉、气道和肺等器官组成，以环状软骨为界分为上、下呼吸道，而微生物主要寄居在上呼吸道[5]。正常人上呼吸道寄居着大约21个种属200种以上的需氧菌、厌氧菌和微需氧菌。正常菌群可以作为抗原刺激宿主产生抗体，或自身释放杀菌素、脂肪酸等代谢产物帮助构建防御外界致病菌的生物屏障[16]。鼻、咽作为呼吸道的起始段，连接着与外界接触面积最大的气管、支气管等部位。当呼吸系统进行气体交换时，黏附在空气细颗粒物上的粉尘、外源性病原体、金属颗粒物等有害物质能够与气管、支气管充分接触甚至沉积在肺泡腔中引起呼吸系统疾病。宿主健康情况下，呼吸道内的各个部位定植着不同生物群落，包括细菌、病毒、支原体等，这些菌群能够与细胞表面受体结合起到抵挡病原菌的作用[17]。正常情况下，人体呼吸道内分离得到的细菌主要有甲型链球菌、奈瑟球菌、嗜血杆菌、口腔黏球菌、葡萄球菌、棒状杆菌以及某些厌氧菌，其中甲型链球菌在口咽部占90%，能够帮助宿主抵抗致病菌侵袭[16]。

1994年美国癌症研究所（ICR）在不同空气动力学直径颗粒物在呼吸道及肺部分布部位的研究结果中显示，＞10 μm 的颗粒物基本不能进入呼吸道，5～10 μm的颗粒物基本被拦截在上呼吸道，而＜5 μm的颗粒物能够进入肺泡和支气管，＜2.5 μm的细颗粒物几乎能全部进入肺泡，由此可以见得空气动力学直径越小的颗粒物越能够进入呼吸道深处或直达肺部。PM2.5可以长时间悬浮于大气中，甚至可以停留长达30 d，在此期间由于PM2.5重力作用小，且表面积大可以吸附多种复杂成分，除多种有毒物质、重金属化合物外还可以吸附病原体、细菌等多种微生物[18]。进入人体呼吸系统后直接作用于肺部组织，对呼吸系统健康产生不利影响。当空气颗粒物携带的多种有毒有害物质进入呼吸道时，不仅能改变呼吸道正常菌群的定植，而且会破坏呼吸道微生态，降低气道免疫功能，从而引起呼吸系统相关疾病[6]。目前国内外众多专家学者均在进行此方面的研究，段争等[19]对100只SD大鼠进行肺炎克雷伯菌与肺部炎症反应相关实验中发现，暴露于PM2.5中的大鼠气道上皮细胞纤毛变短、脱落、倒伏，造成肺炎克雷伯菌清除率降低，炎性因子升高，气道免疫功能下降，多种病菌叠加，进而加重肺炎反应，增加病死率。牛佳钰等[20]模拟大气污染条件对SHR/NCrl大鼠建立染尘染毒模型，对其口咽部、呼吸道黏膜微生物菌群的变化进行研究，结果发现染尘染毒后的SHR大鼠需氧菌、厌氧菌及细菌密度出现上升趋势，且出现菌群失调的症状。朱晓敏等[21]以沈阳市轻重度污染区为例，分别抽取6～8岁儿童进行口咽菌群的分离、培养、鉴定，结果显示重污染区儿童咽部的主要优势菌为奈瑟菌、肺炎链球菌、韦荣球菌等，而轻污染区儿童优势菌依次为奈瑟菌、消化链球菌、甲型链球菌等，并且重污染区检出多种如肺炎克雷伯菌、液化沙雷菌等的非正常菌群，菌群的改变与大气污染具有相关性。Hicran等[22]对土耳其605名9～13岁儿童进行呼出气一氧化氮（FENO）检测和肺功能（LFT）测试时发现，儿童发生上呼吸道症状与周围环境O3、SO2、NO2的浓度有关，结果提示环境空气污染对小学儿童呼吸道感染和气道炎症存在影响。以上研究提示，大气污染与呼吸道疾病有着密切关系，当菌群继续作用于人体肺组织时，所导致的有害反应目前研究结果尚不明确，所以更值得进一步研究和探讨。

近些年来国内外所研发的由各类微生物组成的复合活性益生菌被广泛应用于生物工程、工农业、食品安全以及生命健康领域，益生菌所能应用的范围已不仅仅局限于调节肠道菌群平衡这一层面，目前已有研究发现益生菌在调节人体胆固醇含量[23]，降血压[24]，抗肿瘤[25]，促进营养物质代谢、吸收和利用[26]方面均产生有益效果。韦云路等[27]测定动物双歧杆菌LPL-RH、长双歧杆菌TTF及植物乳杆菌LPL-1在高血脂大鼠体内的血脂清除水平，结果显示以上三种菌株均能使大鼠血清胆固醇、血清三酰甘油、血清低密度脂蛋白胆固醇不同程度的降低，所以综合以上考虑这三株益生菌均具有开发成降血脂益生菌制剂的潜力。杨焱炯等[28]在益生菌抑制血管紧张素转换酶（ACE）的研究中发现，L Plantarum LP529、L Plantarum LS12、L Plantarun LS31、L helveticus ZL51四种乳杆菌经过耐药酸、耐胆盐、抗药性、抑菌等性能评价后均能不同程度地抑制ACE的表达，可作为用于降压产品的益生菌使用。张鹏海等[29]关于晚期胃肠道肿瘤患者肠道菌群紊乱情况及益生菌的干预作用的研究中发现，晚期肿瘤患者的粪便内大肠杆菌、双歧杆菌、乳酸杆菌、肠球菌、酵母菌数量明显少于健康对照组，但是经过益生菌干预后双歧杆菌、乳酸杆菌及酵母菌数量明显增加，提示益生菌能够有效纠正肠道菌群紊乱。

目前，抗生素作为治疗感染的一把双刃剑，在杀死致病菌的同时也导致正常菌群的紊乱，人体内各个系统都有其特定的生态环境，强行改变必定会引起菌群失调等疾病的产生，甚至引起细菌进化产生“超级细菌”。我国微生态学创始人魏曦教授提出的菌群调整疗法是治疗菌群失调症的有效手段，现今针对这一疾病，微生态制剂正在全面有效的研发当中，崔云龙[30]在1997年申请了 “改善肠道生态平衡的微生物制剂及其工艺”专利，其是利用双歧杆菌和乳酸菌等肠道益生菌混合发酵的微生物制剂，该制剂能够迅速改善肠道生态平衡，被大多数人所接受，并对痢疾、便秘等肠道疾病治疗效果显著。近些年益生菌、益生元、合生元产品得到大力发展，越来越多的临床证据证实益生菌能够缓解肠道渗透性，增强肠道特定IgA反应，促进肠道防御屏障[5]，因此益生菌在食品和药品行业的发展也日趋成熟，例如益生菌被广泛地应用于食品、药品、保健品行业，包括酸奶、乳酸菌饮料、微生态调节制剂等，其中包含着对人体有益的活菌，如乳酸菌、酵母菌、双歧杆菌、链球菌等[24]。据了解，现今许多国内外儿科医生都建议家长使用益生菌类制剂[25]，通过调节胃肠道菌群活性从而达到改善机体微生态平衡有助健康的目的。但是关于益生菌的安全及耐药问题还是不容忽视的，关于益生菌的安全性问题主要集中在益生菌对抗生素的抗性，可能导致临床对治疗感染的难度加大；益生菌存在潜在的对宿主感染的能力；益生菌代谢产物及其酶对宿主的影响，可能会产生对宿主有害的物质等，都需要日后进一步的探讨和研究。目前市场上应用最多、最广泛的属于肠道微生态制剂，而有关呼吸道益生菌制剂的研发尚少，希望在不远的将来能够开发出通过含漱和喷雾的方式防治呼吸道感染的制剂。随着益生菌研发的深入，其能更好地为人类服务，迎来后抗生素时代的曙光。

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