一、调控菌群

一、调控菌群

当肠道菌群严重威胁人类的生命健康时,我们往往会想要“彻底消灭”这个风险因素,例如使用大剂量广谱抗生素,杀灭绝大部分菌群成员。其实,我们应仔细探寻其中的科学性与可行性。

借助实验室的特殊设备和措施,我们可以培育出绝对无菌的小鼠。它们的免疫系统没有经过微生物驯化,停滞于发育不成熟的初级状态,一旦进入普通有菌环境,将会产生剧烈免疫反应,导致死亡。科学家通过实验发现,给无菌小鼠的肠胃里添加常见细菌,就可以使小鼠的免疫系统迅速恢复正常。

另外,我们在饲养和解剖无菌小鼠时发现,无菌ICR小鼠普遍腹部膨隆。解剖时发现,它们的盲肠膨大,里面充满了内容物,肠壁薄且脆。无菌小鼠在实验过程中甚至会发生自残行为,如抓挠、撕咬自己的腹部,导致毛发、皮肤受损,严重时甚至会把肠子扯出来。

在完全无菌的情况下,小鼠尚且如此,勿论人了。虽然失调的菌群存在影响健康的风险,但绝对消灭也不甚可取,而应当通过恰当的手段调节肠道菌群,使之达到一种健康生态平衡。

自出生起,人体内的肠道菌群就开始建立,并慢慢发育成熟。对于成年人来说,个体肠道菌群的结构在一定时期内保持相对稳定,但易受饮食结构、年龄、生活方式、药物(特别是抗生素)使用情况等因素的影响(见图11.1)。其中,饮食结构对宿主的肠道菌群结构有决定性的作用。

饮食对肠道菌群的影响大于宿主的遗传背景。在动物和人群实验中都有证据表明,在饮食结构发生巨大调整之后,肠道菌群结构最快可在1天内显著改变。其速度与饮食干预强度有关。

图11-1 影响菌群的环境因素

(一)基 因

2014年,由美国康奈尔大学和英国伦敦国王学院的学者合作开展的研究发现了一种在体重较轻的人群中普遍存在,受宿主基因影响极大的细菌。在后续研究中,研究人员把这种细菌植入小鼠,结果小鼠体重降低。由此可见,减肥也可以通过菌群“传染”。

伦敦国王学院的蒂姆·史派克特教授说,我们的发现说明,生活在肠道内的特定菌群可以帮助预防肥胖,而我们的基因决定这类菌群的丰富程度。人体微生物组可能是通过饮食和治疗来打败肥胖的令人兴奋的新靶点。

(二)分娩方式

科克郡大学在同一产科医院内招募了192名产妇,研究经不同分娩方式(顺产/剖腹产、足月/早产)分娩的婴儿的肠道菌群,他们收集了婴儿从出生到24周的粪便。研究发现,足月顺产婴儿在24周内的菌群在门水平和属水平都相对稳定;而一周后足月的剖腹产婴儿,粪便中厚壁菌门多而放线菌减少;第一周早产婴儿比足月婴儿有显著丰富的变形菌门。

(三)年 龄

老年人肠道菌群多样性下降,可引起慢性炎症的肠道致病菌增加。年轻人的肠道=优势细菌是硬壁菌门,而老年人是拟杆菌门;老年人肠道中厌氧菌(如双歧杆菌)减少,而肠杆菌(如大肠杆菌)增加,且具有抗炎症特性的普氏栖粪杆菌比年轻人显著减少;在对啮齿类动物和非人灵长类动物的研究中发现,随着年龄的增长,肠屏障功能逐渐减弱,导致肠道细菌及其产物通过肠屏障增加了发生炎症的概率。这种与年龄相关的肠道菌群的变化,导致了全身性的慢性低水平炎症,被称为炎性衰老。

(四)粪菌移植

粪菌移植指将健康人的粪便菌群移植到肠道菌群失调人的肠道中,重建他们的肠道菌群。

美国亚利桑那州立大学的科学家们曾尝试通过移植粪便微生物来改善自闭症患者的肠道菌群。结果显示,自闭症相关的胃肠道症状改善了80%;自闭症相关的行为,如社交技能和睡眠习惯,分别改善了20%和25%。

2012年,南京医科大学第二附属医院开始采用粪菌移植技术治疗严重的肠炎患者。2015年,中华粪菌库紧急救援计划启动,在全国范围内提供异地救援。2017年,福建一名41岁的腹泻患者由于严重的肠道感染出现感染性休克,经抗生素治疗无效后考虑菌群失调。患者在成功接受粪菌移植后,病情迅速得到控制,脱离生命危险。

(五)益生菌

个体间益生菌谱差异很大,补充自己缺乏的益生菌“种子”最便捷的途径就是口服。经过长期的研究,人们找到了最优秀的益生菌,并将它们放入食物中,比如市面上的很多酸奶产品,其中包含的活性益生菌能够经受胃酸、胆汁酸和消化酶的考验,顺利通过上消化道到达大肠。