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德國國家科研機(jī)構(gòu)在2001年的一份研究報告中稱：“如果能治療疾病的物質(zhì)都稱作藥的話，人體自身是可以產(chǎn)生一萬多種藥的！而這一萬多種藥有百分之七十以上是在腸道中。一般的疾病靠這些藥完全可以治愈。” 這聽起來難以置信，但不可否認(rèn)的是，近年來腸道菌群在治療人類疾病方面的作用發(fā)揮的越來越大，對腸道菌群的研究也是當(dāng)今最熱門的科研領(lǐng)域之一， 2019年7月22日，Nature雜志及其子刊 Nature Medicine 、Nature Biomedical Engineering、Nature Microbiology 雜志同期上線了五篇關(guān)于腸道菌群的最新研究進(jìn)展。 這五項研究分別報道了腸道菌群在漸凍癥、延長壽命、結(jié)直腸癌中的重要作用。 腸道菌群與漸凍癥 題目：Potential roles of gut microbiome and metabolites in modulating ALS in mice（腸道微生物組和代謝物在調(diào)節(jié)小鼠肌萎縮側(cè)索硬化（俗稱漸凍癥）中的潛在作用） 通訊作者：Eran Elinav、Eran Segal（德國魏茨曼研究所）、Marc Gotkine（以色列Hadassah-Hebrew大學(xué)醫(yī)學(xué)中心） 肌萎縮側(cè)索硬化癥(ALS)是一種慢性進(jìn)行性疾病，俗稱漸凍癥。常累及上運動神經(jīng)元（大腦，腦干、脊髓）、下運動神經(jīng)元（顱神經(jīng)核，脊髓前角細(xì)胞）及其支配的軀干、四肢和頭面部肌肉，致病機(jī)制尚不清楚。臨床上常表現(xiàn)為上、下運動神經(jīng)元合并受損的混合性癱瘓。著名物理學(xué)家霍金就是得了漸凍癥，漸凍癥的臨床表現(xiàn)可能受未知環(huán)境因素的影響。 美國報告ALS的患病率為4/100000~6/100000，中國尚無確切的流行病學(xué)資料。ALS有家族性和散發(fā)性兩種類型。以男性多見，男女之比約為1.5:1~2:1。多數(shù)患者發(fā)病年齡為50~70歲。 據(jù)以往研究發(fā)現(xiàn)，腸道中的神經(jīng)細(xì)胞數(shù)量、類型和神經(jīng)遞質(zhì)都與大腦內(nèi)的神經(jīng)細(xì)胞極其相似，所以腸道被腸胃人體“第二大腦”，也稱“腸腦”。通常認(rèn)為，大腦在替我們“做決定”，而“腸腦”在某些情況下也會幫人做決定。 2015年《自然》雜志有一篇文章說，在加拿大一次水災(zāi)后，當(dāng)?shù)赜行┤艘蚝攘瞬桓蓛舻乃畬?dǎo)致了腸易激綜合征，出現(xiàn)了腹脹、腹痛、腹瀉和便秘，而此后的8年中，這些人也出現(xiàn)了焦慮、意志消沉的情緒。 還有研究認(rèn)為，常年便秘的患者，硫化氫進(jìn)入大腦后會直接與大腦中的多巴胺受體結(jié)合，使多巴胺結(jié)合利用率下降，導(dǎo)致腦神經(jīng)元傳遞受阻，大腦出現(xiàn)萎縮，人的認(rèn)知能力大幅下降。 諸多上述例子，說明一件事，大腦與腸道是相互影響的。 在這項Nature論文的研究則更加驗證了上述的觀點。研究人員使用了漸凍癥小鼠模型，研究發(fā)現(xiàn)了幾種與漸凍癥嚴(yán)重程度相關(guān)的集中腸道細(xì)菌，其中Akkermansia muciniphila菌（AM菌）隨漸凍癥的進(jìn)展而減少，研究人員向漸凍癥小鼠施用AM菌，發(fā)現(xiàn)AM菌相關(guān)煙酰胺在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中積累，并觀察到漸凍癥小鼠中的運動癥狀和脊髓基因表達(dá)的改善。 該研究表明，腸道菌群及其代謝產(chǎn)物很可能在漸凍癥有潛在作用。 腸道菌群調(diào)節(jié)大腦功能的機(jī)制包括：腸道菌群能產(chǎn)生影響大腦的神經(jīng)遞質(zhì)，包括5－羥色胺、γ—氨基丁酸等；腸道菌群增強(qiáng)腸道上皮的屏障功能和緊密連接的完整性；一些益生菌可以調(diào)節(jié)腸道感覺傳入和腸神經(jīng)的活動；腸道菌群的代謝產(chǎn)物通過產(chǎn)生短鏈脂肪酸對大腦產(chǎn)生影響，如丙酸、丁酸等；腸道菌群還能通過影響系統(tǒng)免疫和黏膜免疫，從而調(diào)節(jié)腸腦軸的功能。 因此保護(hù)腸道健康、保持腸道菌群的平衡對大腦健康具有重要的意義。未來，也許可以施用Akkermansia muciniphila菌來保持腸道菌群的平衡從而改善對于漸凍癥者的治療。 腸道菌群與早衰癥 題目：Healthspan and lifespan extension by fecal microbiota transplantation into progeroid mice（糞便微生物移植可以延長早衰癥小鼠壽命） 通訊作者：Carlos López-Otín、Pedro M. Quirós（西班牙奧維耶多大學(xué)） 當(dāng)前，許多研究試圖對腸道菌群進(jìn)行篩查，期望找到有益的細(xì)菌，應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域。而另一種更直接的方法，就是進(jìn)行腸道菌群移植，希望用糞便中健康的菌群，代替不利于健康的菌群，達(dá)到治療的目的。腸道菌群移植，也就是糞便移植，將健康人體內(nèi)的糞便移植到需要的人體。 腸道菌群移植對糖尿病，潰瘍性腸炎，老年癡呆癥，帕金森病，乳糜瀉，甚至癌癥等等的研究都在進(jìn)行中。據(jù)報道，有30-70%的自閉癥人士都或多或少地有腸道問題，比如腹瀉或者便秘。 目前，其在衰老中的確切作用仍有待闡明。 在這項 Nature Medicine 論文的研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)兩種不同的早衰小鼠模型的都有腸道生態(tài)失調(diào)的特征，它們腸道菌群中的Proteobacteria菌和Cyanobacteria菌增多，而Verrucomicrobia菌減少。 這一結(jié)果與人類早衰癥患者的腸道菌群生態(tài)失調(diào)結(jié)果類似，此外，研究人員還研究了百歲老人的腸道菌群，發(fā)現(xiàn)Proteobacteria菌的減少和Verrucomicrobia菌增多。 接下來研究人員移植了健康小鼠的腸道菌群給早衰癥小鼠，改善了早衰癥小鼠的健康狀況和壽命，并且單獨移植Verrucomicrobia菌也可以改善早衰癥小鼠壽命。 這些研究結(jié)果表明，糾正與老化相關(guān)腸道菌群生態(tài)失調(diào)是有益的，表明衰老與腸道微生物群之間存在聯(lián)系，這也為基于腸道菌群干預(yù)與年齡相關(guān)疾病提供了理論基礎(chǔ)。 腸道菌群與結(jié)腸直腸癌 題目：Phage-guided modulation of the gut microbiota of mouse models of colorectal cancer augments their responses to chemotherapy（噬菌體引導(dǎo)的結(jié)腸直腸癌小鼠模型的腸道微生物群的調(diào)節(jié)增強(qiáng)了它們對化學(xué)療法的反應(yīng)） 通訊作者：張先正（武漢大學(xué)） 腸道微生物群落的破壞被稱為菌群失調(diào)，表現(xiàn)為腸道菌群多樣性降低，腸道有害菌的增加。人體不同器官的微生物群落多樣性存在顯著差異。腸道菌群的組成和活性受到飲食變化、抗生素、外源有害物質(zhì)、宿主免疫系統(tǒng)和感染性疾病的影響。 許多研究報道了結(jié)腸癌患者黏膜部位的菌群失調(diào)，而且存在顯著的相關(guān)性。人腸道中的微生物群與結(jié)直腸癌（CRC）的進(jìn)展和對CRC的治療反應(yīng)強(qiáng)烈相關(guān)。結(jié)直腸癌患者的腸道菌群中具核梭桿菌（F. nucleatum）豐度很高。 研究人員在有原位結(jié)腸直腸腫瘤或自發(fā)形成的結(jié)腸直腸腫瘤的小鼠中，口服或靜脈內(nèi)施用負(fù)載伊立替康的葡聚糖納米顆粒共價連接到疊氮化物修飾的噬菌體，能夠有效抑制具核梭桿菌（F. nucleatum）的生長，并顯著增加了結(jié)直腸癌（CRC）的化療效果。 實驗還表明，在仔豬中口服施用噬菌體引導(dǎo)的伊立替康負(fù)載的納米顆粒導(dǎo)致血細(xì)胞計數(shù)、免疫球蛋白和組胺水平以及肝和腎功能的變化可忽略不計。 這些研究結(jié)果表明，用于調(diào)節(jié)腸道微生物群的噬菌體引導(dǎo)納米技術(shù)可能是治療結(jié)直腸癌的新方法。 結(jié)語 如今，腸道菌群研究已經(jīng)煥發(fā)出非常奪目的光彩，其在肥胖、癌癥、神經(jīng)性疾病等多個領(lǐng)域都發(fā)揮了越來越重要的作用。如今腸道菌群和腫瘤免疫療法、CRISPR基因編輯技術(shù)，已然比肩成為生命科學(xué)研究的最熱點。 越來越多的研究表明與腸道菌群的失衡有關(guān)，人類的各種疾病以及腸道菌群的多樣性仍然使得它們看起來像一團(tuán)迷霧。人類只是探索了這個謎團(tuán)中的一小部分，未來，腸道菌群應(yīng)用到各種疾病中仍然有一段很長的路要走，好在孜孜不倦的科學(xué)家正在這個領(lǐng)域帶領(lǐng)我們漸漸撥開謎團(tuán)。 參考內(nèi)容： https://www./articles/s41586-019-1443-5 https://www./articles/s41591-019-0504-5 https://www./articles/s41551-019-0423-2 |
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