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肚子里的“革命”

2019-10-11李丹宜

大众健康 2019年9期
关键词:菌群益生菌抗生素

李丹宜

你知道自己的身体是数万亿微生物的家园吗?包括细菌、真菌、古菌、病毒和噬菌体,甚至寄生虫,它们一起组成你的微生物组。它们遍布你的全身,但其中的绝大部分定居在肠道,由于细菌所占的比重最大,有超过1000种细菌,数量约38万亿,因此,科学家们给这些肠道微生物起了一个名词,叫肠道菌群。

肠道菌群在肠道中形成一个庞大复杂的微生态系统,以人类所不知的方式影响着我们的健康。

2006年,美国圣路易斯华盛顿大学医学院的杰弗里·戈登教授团队,首次证实肠道菌群可影响人的胖瘦。这令人们意识到,除了已被广泛研究的遗传、饮食、生活习惯等因素,肠道菌群也对人的生理和健康有着不可忽视的贡献。这为生物学和医学提供了一个全新的视角,掀起了肠道菌群研究的热潮。

甚至有一些科学家预言,有一天你的肠道菌群分析会像血常规检查一样普遍。医生可以与你讨论肠道菌群的结果以及如何长期管理。

哪些疾病和肠道菌群有关

对于特定的生理功能和疾病而言,肠道菌群也分“好细菌”和“坏细菌”。它们在身体中创造了健康的平衡。某些饮食或抗生素,可能会破坏“好细菌”,让“坏细菌”占上风,敌我之间的不平衡,会让你的身体出现问题。但如果你拥有健康的生活方式,则可以帮助“好细菌”。

目前,科学家们只是将一个人的细菌构成与某些疾病的存在联系起来,还不能确定因果关系。检测肠道细菌可能成为医生更早、更准确诊断某些疾病的一种方式。

肥胖肥胖通常伴隨着特定肠道细菌类群之间的比例改变。一些研究发现,胖人往往有更多类型的“坏细菌”,能从食物中获取能量并帮助身体储存脂肪。这为体重增加创造了条件。

心血管疾病肠道菌群可将肉类中富含的左旋肉碱代谢为三甲胺,三甲胺在肝脏中被转化为氧化三甲胺(TMAO),可促进动脉粥样硬化。菌群组成和功能的差异,可影响摄入肉碱后产生的TMAO水平,进而影响心血管疾病风险。

结直肠癌患者中,一些促进癌变的肠道细菌在肿瘤处富集。

炎症性疾病和代谢疾病,如糖尿病、脂肪肝、关节炎等疾病患者,其肠道菌群产生的短链脂肪酸不足。一些患有克罗恩病的人存在基因故障,使肠道细菌进入肠壁,引发炎症。

过敏近期有研究表明,婴儿食物过敏的发生与肠道菌群中某些梭菌目细菌含量过少有关。补充这些缺乏的细菌,或者某些有免疫调节作用的细菌,可使抑制过敏的免疫细胞数量增多,从而缓解实验动物的过敏症状。过敏和哮喘的发病率不断上升,一些专家认为,使用抗生素改变肠道菌群和改变饮食可能是其中部分原因。

阿尔兹海默病科学家将肠道菌群的某些变化与压力、抑郁和焦虑联系起来。它也可能与阿尔兹海默病有关。有研究发现,阿尔兹海默病患者的肠道菌群多样性较低。这可能促进炎症的发生,以及阿尔兹海默病相关的β淀粉样蛋白的增加。

总之,肠道菌群是人体健康的“晴雨计”,可反映人的健康状态。越来越多的研究显示,菌群自身或生成的一些生物活性分子,可作用于肠道局部,或通过循环系统和神经系统影响其他组织和器官,调控人体的免疫、代谢、内分泌和神经功能,影响某些疾病的发生和发展。

但肠道菌群与很多疾病的因果关系还有待更加深入的研究。学界目前的一个主流观点认为,遗传、环境和肠道菌群彼此影响,三者的共同作用决定了对特定疾病的易感性。

除了参与疾病的发生和发展,肠道菌群还可能影响药物治疗的效果。据报道,约2/3的口服药物可被肠道菌群代谢,从而可能对药物疗效和副作用造成影响。对于使用免疫疗法的部分癌症患者,肠道菌群组成的差异与治疗效果存在显著关联。

每个人的肠道菌群一样吗

如同指纹一样,每个人都拥有独特的肠道菌群;但与指纹不同的是,肠道菌群时刻都在发生变化,只是长期保持相对稳定。

“一方水土养一方人”,不同地域和种族的人群,肠道菌群的组成也存在差异。比如西方发达国家的城市居民,与非洲原始部落的土著人群相比,肠道菌群就有很大区别。

肠道菌群受多种因素影响,比如幼年期的菌群建立、遗传、饮食、药物、生活方式、环境因素等。这些因素的共同作用,决定了菌群中微生物的种类、数量和功能。

肠道菌群的建立起始于出生时,2岁~3岁时趋于稳定成熟,陪伴人的一生。婴幼儿时期形成的肠道菌群,对长期健康有深远影响。顺产、母乳喂养、接触动物和大自然、不滥用抗生素、不过度清洁,这些都有助于孩子建立健康的肠道菌群。

遗传因素也可影响肠道菌群的构成,但影响所占比重较小;反之,饮食、用药、生活方式等环境因素,起主要作用。

饮食在很大程度上可直接塑造肠道菌群。长期的饮食模式是菌群组成的一个重要的决定因素,短期的饮食变化也可快速地改变菌群组成。

人们外出旅游时,肠道菌群会很快对当地的饮食作出反应、发生改变,而回到家里恢复过去的饮食习惯后,肠道菌群也会迅速复原。

如何改变自身的肠道菌群

如果你长期改变饮食,例如从高脂肪、高糖饮食变成更高纤维、更多样化的饮食,你是有可能重塑身体的肠道菌群,使其更健康。通过改善肠道菌群,可以改善免疫功能,降低炎症,并导致整体更好的健康。

常吃蔬菜水果和粗粮的人,会吃进很多膳食纤维,可使菌群中降解纤维的细菌增多,对健康有益。好好吃饭不挑食,多吃用新鲜食材制作的饭菜,少吃高脂、高糖、高盐、高添加剂的垃圾食品,这或许是促进肠道菌群健康最为简单有效的方法。

生活方式也可直接或间接地塑造肠道菌群。缺乏运动、常吃夜宵、昼夜颠倒、饮食不规律、长期疲劳和压力过大,这些不良的生活习惯已被证实不利于菌群健康,可促进多种慢性疾病。最近的一项研究显示,运动员的肠道微生物数量多于非运动员同龄人,因此运动可能会使肠道细菌多样化。

还有一些环境因素,比如家里是否养宠物,是否过度使用清洁杀菌产品,也会对人体的肠道菌群产生影响。老话说“不干不净,吃了没病”还是有一定道理的,环境过于干净,不利于维持肠道菌群的多样性和稳定性。

口服药物也可影响肠道菌群,最明显的就是抗生素。抗生素可以治病救命,但也会促进耐药菌的产生,同时还会对人体共生菌群造成极大伤害。服用抗生素后,肠道细菌的数量和多样性会大幅降低,菌群的组成在半年后也无法完全复原,有些数量稀少的细菌甚至可能彻底消失。

流行病学研究显示,使用抗生素可增加肥胖、过敏等疾病的风险,肠道菌群可能就是中间的介导因素。另外,约1/4的非抗生素药物也具有抑菌作用,能影响菌群组成。从肠道菌群的角度来看,确实“是药三分毒”。

在医学进步中发挥重要作用

肠道菌群在疾病的筛查诊断和干预治疗方面,很有临床转化前景。肠道菌群具有鲜明的个体化特性,是精准医疗中不可或缺的因素。

很多研究致力于鉴定与特定疾病相关的肠道菌群特征,例如菌群中某些微生物的含量、菌群的功能和代谢产物的变化,这些都可作为生物标志物用于疾病的无创筛查和诊断,还可能是潜在的治疗靶点。

标志物相关的研究中,有很大一部分集中在结直肠癌和炎症性肠病等肠道疾病上,毕竟肠道是和肠道菌群联系最紧密的器官,肠道若有问题很可能会牵连菌群,反之亦然。医学对代谢、免疫、神经相关的慢性疾病人群的肠道菌群特征也有广泛研究。这些研究可以比较准确地区分患者和健康人之间的差别。也许未来人们在体检时会加入粪便菌群的检查项目,通过分析菌群中的标志物,配合其他人体指标,可以更早更准确地发现疾病的苗头。

除了诊斷筛查,肠道菌群还可作为一些疾病的治疗靶点。

治疗靶点的研究热点之一是益生菌,科学家希望通过益生菌来抵消掉滋生疾病的“坏细菌”的影响。

益生菌一般作为膳食补充剂,通过口服一定数量的单个或多个明确菌株的活菌,来调节肠道菌群及其功能,从而改善特定症状(比如抗生素引起的腹泻)。要注意的是,不同益生菌株在功能上有较大差异,同一菌株用在不同人身上可能效果也不同。目前益生菌市场鱼龙混杂,质量参差不齐,消费者在挑选益生菌产品时还需谨慎。工程菌大多是经过遗传改造的益生菌,可作为特定疾病的活菌药物或诊断试剂,已有少数菌株进入临床试验阶段。

益生元是另一种膳食补充剂,是肠道内有益菌群的“粮食”,最常见的是人体无法消化但可被菌群发酵利用的膳食纤维,比如一些低聚糖和多糖。菊粉可能是临床研究最多的益生元之一,在改善代谢方面有一定效果。虽然益生菌和益生元作为补充剂,普遍被认为没有什么健康风险,但长期的效果和安全性还需要积累更多证据。

噬菌体和后生元是比较新的菌群干预策略,前者是用噬菌体有针对性地干掉坏细菌,后者是用菌群产生的特定生物大分子来调节人体生理功能,但离临床应用还较远。

鉴于饮食对肠道菌群的强大塑造作用,通过调节饮食来改变肠道菌群,进而改善健康,是很有潜力且副作用可能最小的菌群干预方法。然而,由于饮食与菌群的相互作用非常复杂,这种干预很可能需要针对患者的情况进行量身定制。“精准营养”对肠道菌群进行准确而细致的调控,将是菌群干预的一个长期研究方向。

临床治疗手段应用较好的是用粪菌移植治疗复发性艰难梭菌感染。艰难梭菌感染是肠道微生态严重失衡后,产生肠毒素的艰难梭菌趁势而起,在肠道内大量增殖,使患者发生严重腹泻和结肠炎。对于反复发作的艰难梭菌感染,抗生素的疗效并不乐观。

然而,通过移植健康人的粪便菌群来重建患者的肠道菌群,可非常有效地治疗这种疾病,有效性可达90%以上。在我国古代就有用“黄龙汤”治疗消化道疾病的记载,其实就是一种形式的粪菌移植。

有不少临床研究正在探索用粪菌移植治疗炎症性肠病、肠易激综合征等消化道疾病,以及肥胖、脂肪肝等代谢疾病,甚至自闭症、多发性硬化等神经系统疾病。

不过,目前大多数研究还比较初步,在临床应用前需要更多研究。

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