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肠道菌群——无数疾病的背锅侠

浏览: 发布日期:2018-06-28
肠道菌群——无数疾病的背锅侠 
 
      我们的身体是一艘巨型的航空母舰——将近40万亿细菌细胞栖息在我们体内,而人类的自身细胞仅仅只有30万亿[1]。而更可怕的是,体内微生物的基因数量是人类自身基因的150倍。
       
       我们可能很难想象,我们身体里有一半以上的细胞,都是“非人类细胞”,而我们自身的基因比起体内微生物的基因数目可以说是微不足道。所以,与其说它们寄居在我们身体里,还不如说,是这几万亿细菌加上我们自己的身体,才真正定义了我们是谁。而这几万亿殖民者,积极地与我们身体的各个系统不断打着交道。不要看它们的名字”细菌“听起来有点可怕,这当中绝大多数都是共同参与社会建设的良民,当然也不乏肆意破坏的暴徒。总之,我们的身体,与我们体内的微生物们,休戚与共。
 
      以前,我们对身体的微生物了解甚少,随着科技的进步(如16S rRNA测序),以及2008年由美国发起的人类微生物组计划(HMP)的启动,人们终于开始逐渐认识到,曾经一度被人们所忽视体内微生物,对于人类的健康,认知和疾病有着多么重要的作用。而对于体内微生物对身体各个方面的研究成果也出现了井喷式的增长。而这当中最为瞩目的,也是占据人体微生物绝大多数的——肠道菌群。
 
     那么肠道菌群究竟对身体的哪些方面有影响呢,曾经人们认为肠道菌群的作用不过是帮助消化膳食纤维,以及合成一些维生素(维生素B和维生素K)等,但现在如果再问科学家们肠道菌群的作用,他们的回答很可能是——任何方面,因为即使现在认为没有影响的,说不定就是还没发现。因此,肠道菌群已经俨然变成了疾病的“万能背锅侠。” 本文着重介绍几个已有充分证据的研究结果。
 
一肥胖
     现代人最为在乎的体重问题常常被简单的归因于饮食和运动,认为人的肥胖是由自己的生活习惯所决定的。但是,肥胖绝非简单的“管好嘴,迈开腿”就可以解决,我们的肠道菌群,发挥了极为重要的作用。所以,我们身边那些怎么吃都不胖,和喝水都胖的人们,除了基因的作用,很可能是因为它们体内的肠道菌群的差别。
 
     美国微生物学家,美国国家科学院院士杰弗里•戈登的团队,做了这样一个实验。将肥胖的人和偏瘦的人肠内的细菌分别注入两只无菌环境下培养的小鼠,在相同运动量和饲料的条件下培育——结果发现,“瘦人细菌”小鼠的脂肪含量几乎没有变化,而“胖人细菌”小鼠体内的脂肪含量却显著增加。
 
戈登教授发现,肥胖者的肠道内细菌多样性和数量都少于身材偏瘦的人,比如肥胖者肠道中的拟杆菌等细菌数量较少,而正是这些细菌可以防止肥胖。
 
     那么这些细菌是如何对抗肥胖的呢?其中一种机制就是拟杆菌等细菌通过发酵膳食纤维, 产生大量的短链脂肪酸(short-chain fatty acids SCFAs),如乙酸、丙酸和丁酸。而短链脂肪酸虽然不是激素,却有着与激素相似的作用,短链脂肪酸被肠子吸收进入血液,介入交感神经的运作,会促进热量消耗,提高全身的代谢,预防脂肪囤积。 不仅如此,短链脂肪酸还有诸多功能——促进胰岛素释放;抑制胆固醇合成并降低甘油三酯水平;调节免疫功能等等。
 
     看到这里,有人不禁直呼——快给我来一斤拟杆菌吧!那么如何才能提高肠道中拟杆菌等细菌的含量呢?其实,想要提高它们的含量,就必需给予它们充足的食物,也就是前文提到的——膳食纤维。所以,当爸爸妈妈苦口婆心地劝大家多吃蔬菜粗粮的时候,可千万不要不耐烦,膳食纤维本身拥有诸多好处不说(促进肠胃蠕动,可舒解便秘等),关键是还可以调节肠道菌群,促进产生短链脂肪酸。所以肉食动物注意了,你们爱吃的肉类里,膳食纤维真的少的可怜......豆类爱好者们请继续保持你们的良好习惯。
 
二性格、认知与情绪
      我们人类,自诩地球上最高等智慧的生物,拥有最精妙的大脑,最复杂的神经网络。很少有人愿意相信,我们引以为傲的大脑,其实被最低等的一群细菌劫持着。
 
      最近研究发现, 肠道菌群可以调节机体的情绪、认知、疼痛和睡眠等, 并与阿尔茨海默病(老年痴呆)、帕金森、焦虑抑郁和自闭症等多种疾病密切相关。上世纪 70 年代美国盛行这句谚语“You are what you eat”,而现在,美国的营养学界流传着这样一句话:“You are what kind of bacteria you have“
 
  那么,肠道是如何做到影响大脑的呢?原来我们的身体,存在一个“ 微生物 - 肠 - 大脑轴 ”。 
 
       肠神经系统,是神经系统的一个主要分支,由于拥有极其复杂的神经网络,且相对独立,可不受大脑的支配运行,因此,肠神经系统也常常被描述为“第二大脑”,通过自主神经系统和神经内分泌系统与大脑交流。这是一个双向对话的系统,这种双向交流使大脑发出信号,从而影响胃肠道的运动、感觉和分泌方式,相反,从肠道发出信号影响大脑功能,特别是与应激有关的下丘脑和杏仁核。 由此,我们也不难理解,为什么每逢考试,面试等重要活动,我们总会出现拉肚子和腹痛等应激反应,而同理,也可以理解为何我们每次胃肠道出毛病的时候,我们的精神和心理总会濒临崩溃。
 
     而肠道里的菌群又扮演了怎样的角色呢。来自伊利诺伊大学的一项新研究结果表明,某些肠道细菌和大脑代谢物之间存在着一种沟通途径,这种途径是通过一种名为皮质醇的血液化合物来实现的;也有研究表明,前文提到的“短链脂肪酸”也参与了这一过程。也就是说,这些细菌是大脑-肠道交流过程中的重要参与者。与其说,肠道是“第二大脑”还不如说,这几万亿肠道细菌才是真正的“第二大脑”。
 
      由此,科学家们发现,很多精神心理的疾病可以从肠道菌群上入手。例如,让很多家庭心碎的疾病——儿童的自闭症被发现与肠道菌群又着很强的关联。大约70%的自闭症患者也患有肠胃问题,并且孩子们常常在肠道菌群建立好后就诊断出了自闭症,这表明自闭症与肠道菌群之间可能存在关联。而研究者还发现自闭症儿童粪便中的梭状芽胞杆菌数量与没有患有自闭症的儿童的粪便相比,有着显着的增加。这也给自闭症的治疗提供了新的思路。而给社会、家庭带来很大负担的精神分裂、阿兹海默症、抑郁症等也均被发现与肠道菌群有着密切的联系,已经有不少关于肠道菌群的临床实验正在如火如荼地进行着,希望有朝一日关于此的研究出现光明的结果。
 
三癌症
 
     微生物可以引起癌症,这个说法我们并不陌生,如幽门螺旋杆菌与胃癌,HBV与肝癌,EB病毒与鼻咽癌等。这些微生物都属于我们身体里的不速之客,自然人们对他们保持了很高的警惕性。然而,最近的研究发现了不少身体里的常住居民也对癌症产生了不少的影响。
       
       笔者近日在阅读胰腺癌相关文献时,有一篇文章的标题很是吸引人,“牙周炎与胰腺癌”,当中提到,牙周疾病可以提高多种癌症的发病率和死亡率,尤其是胰腺癌。我相信即使是非医学背景的人看到这个标题也会非常惊讶。胰腺癌号称癌中之王,与牙周炎看起来八竿子打不着,若不是出现在权威的期刊上,我还真会认为这是又是哪一篇朋友圈里的谣言。而口腔的炎症是如何影响到“隐居”在腹膜后的这个“不起眼”的器官的呢。
 
        原来,还是微生物搞的鬼。有研究指出牙周炎的致病菌之一牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis)可能是通过介导体内p53基因和K-ras基因的突变而增加胰腺癌的发病率以及死亡率(p53是重要的抑癌基因, 在维持细胞正常生长、抑制恶性增殖种起着重要作用,因而被冠上“基因卫士”的称号;而k-ras基因是一种重要的原癌基因,其突变见于多种癌症。)如果彻底弄清楚了口腔微生物是如何影响胰腺癌,就可以对胰腺癌——这种五年生存率不到8%的恶性程度极高的肿瘤的治疗和早期发现带来曙光。 
        口腔的菌群都可以对肿瘤造成如此大的影响,就更不用说庞大且复杂的肠道菌群了。同样是胰腺癌,2017年9月魏兹曼研究所的Straussman团队发现,一直以来被认为是无菌的胰腺癌组织内,不仅存在细菌,而且这些细菌居然助纣为虐地“吃掉”胰腺癌常用的化疗药物吉西他滨,使得此种化疗药物的疗效大大削减,而这些细菌正式肠道的菌群通过胰腺导管进入胰腺的,而胰腺癌患者中的细菌数量是健康人的1000倍,这些细菌还可以抑制我们身体里的免疫细胞,不仅让它们对癌组织视而不见,还可以使促肿瘤生长的相关因子上调,可以说是无恶不作了!而最令人兴奋的是,研究人员还发现,如果单独使用抗生素消灭这些细菌,就可以极大恢复T细胞的杀伤力,使得肿瘤的负荷减少50%,而也会使得免疫治疗的效果翻三倍!笔者写到这都忍不住激动一下,因为恶性程度如此之高的癌症,当免疫治疗,靶向治疗都对其收效甚微的时候,一个最简单的药——抗生素获得如此瞩目的效果。当然这些疗法还处于临床试验的阶段,期待其早日运用于临床。
 
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