大家一定都感觉到了，这几天的天气可真是相当飘忽，惨一点的城市，“一秒入夏，又一秒入冬”，稍微好一点的呢，是从夏天回到了春天。相比炎热的夏天，奇点糕还是更喜欢温和的春天（不包括春天里的杨絮），但同时，春天也是流感盛行的季节。
流感病毒中最常见的是甲型流感病毒（IAV），研究表明，炎症小体的激活和中性粒细胞介导的细胞毒性能够促进与IAV感染有关的组织损伤[1-3]。而酮类代谢物——β-羟基丁酸可以抑制中性粒细胞和巨噬细胞NLRP3炎症小体依赖性的白介素-1β的分泌[4,5]。
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根据这些发现，来自耶鲁大学的研究人员们大胆猜测：以低碳水化合物为特点的生酮饮食说不定可以削弱IAV的感染。
事实证明，他们的想法是正确的。在《科学·免疫学》杂志上，研究人员们发表了研究结果[6]。小鼠实验表明，生酮饮食可以促进一种特殊的免疫细胞，γδT细胞的释放，改善肺部屏障功能，增强抗病毒免疫力。和普通饮食饲喂的小鼠相比，生酮饮食小鼠抵御流感病毒感染的能力明显更强。
在实验中，感染IAV 7天前，研究人员用生酮饮食喂养实验组小鼠，用普通饮食喂养对照组小鼠。在感染后第四天，普通饮食组小鼠全部阵亡，而生酮饮食组小鼠存活50%，在之后的几天观察期里，也没有再出现死亡。
研究人员发现，在生酮饮食组小鼠的肺里，病毒滴度明显更低，这说明，小鼠们的生存获益的确是来自于抗病毒免疫能力的增强。
普通饮食喂养（黑）和生酮饮食喂养（红）小鼠IAV感染后存活率的变化
为了进一步揭示其中的机制，他们对小鼠的肺组织进行了分析。基于IPA（Ingenuity Pathway Analysis，基于云计算的生物通路分析软件）的结果，生酮饮食让小鼠的T细胞激活通路相关基因的水平增加，其中变化最明显的指向了γδT细胞。
流式细胞术结果也表明，小鼠肺中的γδT细胞的数量明显增加，而其他类型的细胞则没有明显差异。
进一步的实验发现，在所有γδT细胞中，真正发挥作用的是产生白介素17的γδT细胞亚群。在此之前，这类γδT细胞已经被发现可以通过诱导2型先天淋巴细胞/调节性T细胞组织修复响应来预防新生儿流感[7]。
当研究人员敲除了γδT细胞相关的关键基因后，再用生酮饮食喂养小鼠也不能很好地抵御IAV感染了。
确定了生酮饮食是依靠增加γδT细胞水平来抵御IAV之后，研究人员还有两个更深层次的问题想搞清楚：生酮饮食是如何增加γδT细胞水平的？γδT细胞介导的对IAV的抵御的分子机制是什么？解决了这两个问题，才算是有了一条完整的证据链。
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研究人员观察到，在生酮饮食期间，代谢的变化增强了脂肪酸氧化，他们检查了小鼠肺中线粒体氧化代谢过程的必需蛋白质，发现一个对抗活性氧损伤的关键酶表达显著升高。除此之外，肺中的线粒体电子传递链复合物水平也增加了。
这些现象表明，肺中生酮饮食依赖性的氧化代谢和氧化还原平衡的改善，是生酮饮食和γδT细胞水平增加之间的关键一环。
最后，我们再来说γδT细胞介导的对IAV的抵御的分子机制。研究人员对感染IAV的生酮饮食喂养小鼠的肺组织进行了RNA测序，同时受生酮饮食调控和γδT细胞依赖性影响的基因共有11个，大多集中在细胞分泌功能上。
根据这些基因，研究人员推断，生酮饮食以γδT细胞依赖性的方式，增加了保护性气道分泌细胞（受Scgb1a1和Scgb3a2调控）。细胞染色实验也发现，小鼠气道中产生粘液的细胞数量确实增加了，更多的粘液困住了病毒，所以生酮饮食喂养的小鼠肺中才有更少的病毒。
普通饮食喂养（左）和生酮饮食喂养（右）小鼠气道中产生粘液的细胞数量（黑色箭头）对比
除了这一点外，肺中内源性羟基化合物，包括脂质过氧化产生的酮类化合物（受Cbr2调控）、有毒成分的代谢（受Cyp2f2和Cyp4f15调控）都有所改善。
研究人员表示，他们暂时还不建议在流感高发时期开始生酮饮食，因为这项在小鼠中进行的机制研究还需要在人类中得到证实[8]。
而且，较长期的生酮饮食的安全性还尚有争议，如果，真的证明在人类中也可以通过增加γδT细胞来抵御IAV感染的话，或许研究人员们还有别的方法来实现这一点也未可知？
总的来说，这项研究为预防流感提供了理论依据，奇点糕也期待后续研究人员们的成果。
编辑神叨叨
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参考资料：
[1] Pillai P S, Molony R D, Martinod K, et al. Mx1 reveals innate pathways to antiviral resistance and lethal influenza disease[J]. Science, 2016, 352(6284): 463-466.
[2] Brandes M, Klauschen F, Kuchen S, et al. A systems analysis identifies a feedforward inflammatory circuit leading to lethal influenza infection[J]. Cell, 2013, 154(1): 197-212.
[3] Mauad T, Hajjar L A, Callegari G D, et al. Lung pathology in fatal novel human influenza A (H1N1) infection[J]. American journal of respiratory and critical care medicine, 2010, 181(1): 72-79.
[4] Goldberg E L, Asher J L, Molony R D, et al. β-Hydroxybutyrate deactivates neutrophil NLRP3 inflammasome to relieve gout flares[J]. Cell reports, 2017, 18(9): 2077-2087.
[5] Youm Y H, Nguyen K Y, Grant R W, et al. The ketone metabolite β-hydroxybutyrate blocks NLRP3 inflammasome–mediated inflammatory disease[J]. Nature medicine, 2015, 21(3): 263.
[6] Goldberg E L, Molony R D, Kudo E, et al. Ketogenic diet activates protective γδ T cell responses against influenza virus infection[J]. Science immunology, 2019, 4(41).
[7] Xi-zhi J G, Dash P, Crawford J C, et al. Lung γδ T cells mediate protective responses during neonatal influenza infection that are associated with type 2 immunity[J]. Immunity, 2018, 49(3): 531-544. e6.
[8] https://www.the-scientist.com/news-opinion/keto-diet-protects-mice-from-flu-66731
本文作者 | 应雨妍