科學家對人類糞便的「迷之愛戀」：腸道微生物五大謎團

北京時間5月16日消息，據國外媒體報道，也許在2218年，某位學者在回顧我們這個時代的時候會很好奇，為什麼突然之間，科學家們對人類糞便——更準確地說，是人類糞便中的微生物——如此著迷？

這位學者可能會發現，在2012年到2017年這5年間，PubMed（美國國立醫學圖書館提供的搜索引擎，主要提供生物醫學方面的論文和摘要搜索）上有關「腸道微生物群系」（gut microbiome）的論文數量增加了7倍；數以百萬計的糞便採集工具包產生了無數的塑料碎片，同時全球各個研究實驗室的冰櫃中擺滿了糞便標本。到底發生了什麼？

隨著時間推移，人類基因組科學已經帶來了生物醫學領域一些重要的突破。現在，基因組技術正在向微生物轉移。這是因為，雖然每個人在遺傳上近乎相同，但每個人同時又攜帶著大量微生物基因，這些基因來自細菌、真菌、病毒和古菌，統稱為「人類微生物群系」。

如果認為對腸道微生物群系的了解越多，就能解決所有醫學問題的話，那就是純粹的傲慢了。不過，這些微生物似乎與人類和我們所處的環境有著密切的關聯，能夠改變我們的新陳代謝並調整我們的免疫系統。它們究竟有著什麼樣的能力做到這些？以下就是微生物群系科學所面臨的5個最重要問題。

1）是什麼讓腸道微生物群系保持「健康」？

「健康微生物群系」這個片語應該引起警惕。這是因為，就目前而言，如果科學家對單一個體的微生物群進行檢查，他們並沒有辦法確定其是否健康——甚至不知道用哪些參數來定義。健康只與微生物的種類名稱有關嗎？還是微生物多樣性？或者是它們的功能——遺傳學上所具備的能力？人類微生物群系計劃（Human Microbiome Project）的工作重點之一應該是定義什麼是健康的微生物群，但這一看起來很簡單的問題至今沒有明確的答案。如果研究人員能夠確定健康微生物群本身的參數，他們或許就能知道不同的操作方法——從益生菌到糞便移植——是否會帶來人類外在的健康表現。

2）飲食能影響腸道微生物，這會如何影響健康？

「我們腸道中的許多細菌種類是可以通過改變飲食來使其變化的，」上海交通大學的趙立平教授援引2016年的兩次大規模人群研究說道。讓人感到困惑的是，這種改變是如何影響人體健康狀態的。

趙立平教授的研究關注的是在飲食、腸道微生物群落和人體健康之間建立三方聯繫。與此同時，加拿大不列顛哥倫比亞大學的蓋內爾·希利（Genelle Healey）等研究者也在努力追蹤腸道微生物群和人體健康如何對飲食干預做出反應。

了解飲食誘導的腸道微生物改變對健康的長期影響，將使人們扔掉飲食書籍，找到個性化的飲食模式——可能與他們的腸道微生物群一樣個性化——從而獲得最佳的健康結果。

3）腸道微生物如何被用於免疫系統的微調？

根據最新的研究，許多慢性疾病——自身免疫疾病、肥胖和心血管疾病等——都是免疫介導的。慶應義塾大學醫學院的Kenya Honda、美國國立衛生研究院（NIH）的Yasmine Belkaid和猶他大學June Round，以及其他許多研究者都在努力研究腸道微生物與免疫系統「對話」的機制。但是，除了研究特定的微生物之外，還有更多問題需要解決。

「這是令人難以置信的複雜情況，我們無法給微生物貼上促進炎症或抵抗發炎的標籤。這需要具體問題具體分析，」斯坦福大學的賈斯汀·索恩伯格（Justin Sonnenburg）說道。但是，如果科學家能夠找到如何馴服微生物或微生物群的方法，使它們對免疫系統產生特定影響的話，或許就能開發出全新的治療方法，為治癒免疫介導疾病提供可能。

4）個人的腸道微生物群如何以持久的方式重新配置？

對成人微生物群的長期檢測顯示，這些微生物的組成具有高度穩定性——事實上可以說是徹頭徹尾的頑固。不過，當有人接受糞便移植，用於治療複發性艱難梭菌（學名： Clostridium difficile）感染時，也可以實現新的穩定腸道微生物生態。麻省理工學院的埃里克·阿爾姆（Eric Alm）和其他人的研究顯示，接受移植的患者的腸道微生物群混合了特定的菌株，看起來更像捐獻者。

但什麼才是微生物的「植入規則」呢？了解這一點，我們就有可能干預許多與疾病有關的微生物群狀態，通過改變它們來改變疾病的進程。

5）早期塑造腸道微生物群的因素如何影響後來的人體健康？

研究人員已經發現，在早期階段，至少會暫時出現兩個影響腸道微生物群的主要因素：出生模式（無論是順產還是剖宮產）和早期生活飲食（無論是配方奶粉還是母乳）。這些因素也同樣與免疫和代謝疾病風險的增加有關。因此，由出生模式和飲食塑造的嬰兒微生物群，是否就要為後來的健康問題負責？

加拿大不列顛哥倫比亞大學的布雷特·芬利（Brett Finlay）利用「衛生假說」，將早期生活中缺少某些特定細菌與後來出現哮喘等疾病聯繫起來。他說：「我認為這些微生物在塑造並推動我們的免疫系統發展，而如果你生命的早期缺乏這些東西，就會形成一個更加容易過敏的免疫系統。如果你有這些微生物，就會變得更加正常。」這些研究或許可以使我們在生命早期就能有針對性地操縱微生物，從而抵消它們對健康的負面影響。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！