腸道微生物多樣性的喪失威脅宿主健康

我們的身體攜帶有與人體細胞數量幾乎相當的微生物。這些小夥伴對我們的健康至關重要，但是它們的數量卻正在減少。腸道微生物與我們的免疫系統的聯繫是錯綜複雜的。如果沒有這些微生物小夥伴，我們的免疫系統就不能正常發育，在無菌環境中生長的老鼠就是這樣。

現代生活方式嚴重影響了我們腸道內的微生物，這對我們的健康構成了威脅。隨著現代分子生物學技術的發展，科學家們已經開始闡明我們的腸道微生物是如何發展的以及哪些因素可能對我們的健康造成危害。

人類腸道里是什麼?

世界各地的不同人群和不同地點之間腸道微生物存在很大的差異。雖然在人類的腸道中已經發現了超過1000種不同的細菌，但是每個人只攜帶有大約160種。

多年來，科學家們一直試圖找出一份與健康息息相關的細菌物種清單。現在，一些人認為健康腸道的中心存在一套核心的代謝和分子過程。腸道微生物在其中發揮重要作用，它們協同合作共同促進人類健康。相比於具體哪些細菌物種參與其中，它們之間的彼此協作更加重要。

腸道細菌功能核心的特點是能夠長期定植在腸道中並對人體代謝功能作出積極貢獻。具體來說，就是這些微生物有助於消化以及維生素、激素和必需氨基酸的產生。飲食是決定哪些微生物能夠在我們的腸道中長期居住的主要因素。高脂高糖而低纖維的西方飲食被認為可以減少腸道微生物的多樣性。這可能會對健康產生有害影響。

一項發表在《自然》雜誌上的研究調查了其作用機制。給老鼠飼餵4周低纖維的飲食，腸道中60%的細菌物種數量顯著減少。當把老鼠的飲食恢復為高纖維飲食後，其中大約一半的細菌物種恢復正常水平但是，研究人員也指出，即使是這種暫時的不健康飲食，也會對腸道微生物的多樣性造成持久的影響或留下「傷疤」。更重要的是，腸道菌群多樣性的喪失是可以遺傳的，當老鼠繼續吃低纖維飲食的時候，腸道菌群丰度受到影響的老鼠無法有效地將菌群傳遞給後代，可造成四代人腸道菌群多樣性的喪失。

腸道菌群多樣性的喪失對我們的健康有什麼影響呢？首先，我們應該知道這些微生物小夥伴是怎麼來的。

人類共生微生物的起源

多年以來，科學家們認為發育中的胎兒腸道是無菌的，這意味著它不含有任何微生物。然而，小鼠模型的研究證據表明，羊水中也含有一些微生物。這些可以在新生兒的胎便中檢測出來，主要是硬壁菌門的細菌，特別是乳酸菌。

微生物的第一次定植髮生在出生時，由母親的產道和陰道傳遞給嬰兒。剖腹產出生的嬰兒，其微生物組成與母親的皮膚菌群相似。有證據表明，這與生命後期濕疹、哮喘和乳糜瀉等疾病的發生相關。

在嬰兒出生後的頭幾個月里，那些幫助母乳消化的微生物，比如雙歧桿菌和一些乳酸菌會佔據主導地位。母乳餵養和配方奶餵養的嬰兒的腸道菌群存在明顯的區別。母乳本身就是微生物和具有抗炎特性的分子的豐富來源。一旦開始添加輔食，嬰兒腸道微生物的種類就會發生顯著的變化。雙歧桿菌被擬桿菌門和硬壁菌門的細菌所取代，因為它們需要幫助分解更加複雜的碳水化合物和產生維生素。

當孩子到3歲時，他們的腸道微生物已經完全建立並保持相對穩定。在高度發達國家長大的兒童，擬桿菌門和厚壁菌門的細菌佔主導地位。相比之下，一些欠發達地區的兒童腸道中以普雷沃氏菌為主。這可能會影響終生免疫和健康。

腸道微生物的變化

兒童期高發的過敏性疾病，如濕疹、哮喘和過敏等，都與細菌多樣性較低有關，特別是雙歧桿菌的丰度較低而一些真菌，如念珠菌的水平較高。食物過敏的發生率一直在穩步上升。儘管這一領域的研究仍處於初級階段，但仍有一些研究表明食物過敏兒童與沒有食物過敏的兒童的腸道微生物多樣性存在差異。

腸道內產生的一些信號分子能夠將腸道的信息傳遞給大腦。如果由於腸道微生物的變化導致腸道與大腦之間的交流通道腸-腦軸受到干擾，大腦就會受到影響。給懷孕母鼠飼餵高脂飲食會導致後代產生自閉症樣的行為。最近的一項研究指出了一種可能的機制。仔豬腸道中瘤胃球菌屬細菌的水平較高預示著血清皮質醇水平以及大腦中神經遞質N -乙醯天冬氨酸的水平降低。而之前的研究表明，N-乙醯天冬氨酸的異常水平與自閉症的發生之間存在著聯繫。

腸道菌群和疾病

腸道微生物的影響不只是在兒童期。越來越多的證據表明，我們的腸道菌群與生命後期的許多疾病之間也存在關聯。慢性疲勞綜合症（Chronic fatigue syndrome，CFS）就是其中之一。有趣的是，高達90%的慢性疲勞綜合症患者通常也有腸易激綜合症（irritable bowel syndrome，IBS），這與腸道菌群的變化有關。

最近有研究分析了有腸易激綜合征的慢性疲勞綜合征患者以及沒有腸易激綜合征的慢性疲勞綜合征患者的腸道菌群，發現了其中的差異。這一研究有助於開發一些特定的益生菌干預措施來解決伴有腸易激綜合征的慢性疲勞綜合征患者的腸道菌群失衡問題。

腸道菌群也被認為在癌症的發生中發揮了重要作用。微生物多樣性的變化與腸癌和乳腺癌有關。這究竟是導致癌症發生的原因還是癌症導致的結果還需要進一步的研究。但是小鼠模型的研究表明，某些細菌可通過驅動炎症和DNA損傷而在腫瘤的發生中發揮積極的作用。最近，香港中文大學於君教授和第三軍醫大學魏泓教授合作的一項研究發現將大腸癌患者的糞便細菌轉移到無菌小鼠中對腸癌發生有促進作用，可增加患癌風險。

一個人的腸道菌群狀況可以對一個人的健康產生有害的影響，這已經變得越來越清晰。那麼，曙光在哪裡？

益生菌可以幫助避免這些健康威脅嗎？

迄今為止，有許多研究關注益生菌或「好細菌」對某些疾病的影響。有一項研究表明，在有自閉症樣癥狀的老鼠的飲食中添加羅伊氏乳桿菌（Lactobacillus reuteri），它們的行為可以恢復正常。羅伊氏乳桿菌也可以有效地逆轉應激誘導的老鼠的抑鬱癥狀。

雖然乳酸菌是目前已知的最有名的益生菌物種之一，在一些食品或膳食補充劑中廣泛使用。但是也有其它一些具有改善健康的潛力的益生菌物種。在多發性硬化症（multiple sclerosis，MS）的小鼠模型中，從人類腸道中分離出來的棲組織普雷沃氏菌（Prevotella histicola）能夠抑制多發性硬化症的發展進程。研究人員發現，棲組織普雷沃氏菌會導致炎症細胞的減少，同時也會增加抗炎症細胞。高纖維飲食可以增加腸道中普雷沃氏菌的水平。一些腸道細菌的代謝產物甚至被證明可以預防2型糖尿病以及維持生命後期的身體健康。雖然有證據表明，母親在懷孕期間補充益生菌，包括乳酸菌和雙歧桿菌，其孩子患濕疹的風險顯著降低，但是益生菌能夠有效地治療濕疹仍然不是很清楚。

雖然我們要通過一種簡單的益生菌療法來擺脫所有健康問題在某種程度上還有很長的路要走，但是很明顯，現在越來越多的研究開始集中於尋找那些能夠有助於預防或治療常見疾病的細菌物種。通過與促進細菌多樣性的健康飲食相結合，我們人類將與微生物之間建立起新的共生關係來促進和維持我們的身心健康。

圖片來自網路

文本編譯自：Loss of microbial gut diversity a threat to health?

http://www.medicalnewstoday.com/articles/319161.php

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