糞便也能用來治?。磕c道菌群有奇效

作者：游文娟 上海市科學學研究所《世界科學》編輯部主任

用別人的便便治自己的病?古有“黃龍湯”“破棺湯”以糞便治傷寒的記錄，但多被現代人嗤之以鼻。可近十幾年，科學界卻掀起一股鉆研人的糞便的風潮。難道糞便中真有能治病的成分？其實，科學家們真正感興趣的，是跟著糞便一塊從人體中溜出來的腸道菌群。

陸續(xù)有科學研究發(fā)現，現代社會生活中常見的一些病變與腸道菌群失調有相關性，比如便秘、腹瀉、肥胖等，甚至影響自閉癥、阿爾茨海默病、帕金森病、抑郁癥等疾病。而傳統藥物在治療這類疾病方面沒那么有力，臨床上急需全新的治療手段和方式。既然某些疾病與腸道菌群之間存在相關性，那么腸道菌群會不會是新療法的突破口呢？

醫(yī)療新突破：菌糞移植療法

臨床實踐帶來了非常積極的信號。

比如，有一種疾病叫作“復發(fā)性艱難梭菌感染”，常因使用抗生素或其他藥物而出現的一種并發(fā)感染癥狀，患者輕則腹瀉，重則結腸受損甚至危及生命。而且這種感染還常發(fā)生在本就脆弱的住院患者群體中。傳統療法效果不理想。但研究人員發(fā)現，如果將健康人糞便中的菌群經一定的方式移到患者腸道內卻可以發(fā)揮奇效，90%的人能被治愈。

移植便便就能治??？這一低成本且高效的治療方式吸引了研究人員深入探究腸道菌群治療更多疾病的可能。于是所謂的“菌糞移植”療法，又稱腸菌移植療法、菌群移植療法或者說FMT療法，逐漸興起。

經過十幾年的發(fā)展，目前臨床已證實有80多種疾病因腸道菌群療法有改善[i]，比如便秘、腸易激綜合征等，有效率可達65%；它甚至對一些心理疾病、神經系統疾病也大有裨益。

鑒于此，不少公司便嗅到了市場應用潛力，畢竟那么多患者甚至亞健康人群等著用健康的便便呢。

早在2012年，麻省理工學院博士后馬克?史密斯（Mark Smith）就已預見廣闊前景，便在美國創(chuàng)立OpenBiome ，至少向33個州的122家醫(yī)院提供糞便樣本用于腸道菌群移植治療[ii]。

同年10月，從約翰·霍普金斯醫(yī)院歸來的張發(fā)明也覺察到市場應用潛力，準備籌劃建立中國的糞菌庫。他的目標是“要像建血庫一樣建菌群庫，要讓菌群移植像輸血一樣，方便、高效、安全”[iii]。他及團隊的治療理念是“腸道菌群的移植”，而非對某類菌株的移植，并提出“洗滌菌群移植”（washed microbiota transplantation）的概念，即剔除不需要的成分，保留需要的菌群且能夠定量。

為提升自己產品和技術的說服力，張發(fā)明還親自上陣：他讓團隊在自己的腸道深處定時取樣，為研究提供樣本；到研究后期，他還給自己做了次菌群移植。這次移植后，他把喝酒腹瀉的問題徹底解決了。

當然，除了“洗滌菌群移植”，還有“手工的糞菌移植”“配方菌群移植技術”等，這些都歸為“糞菌移植”。這個治療方式主打一個“不生產菌群，只是菌群的搬運工”。

為什么腸道菌群能治病？

當發(fā)現該療法對多類疾病都有療效時，大家下意識覺察到這種療法似乎有一種“萬金油”特質……那么，好奇的人們就開始追問：這種療法的確切機制是什么呢？

有研究人員從神經系統疾病——帕金森病入手。

帕金森是一種神經退行性疾病，它的發(fā)病機制還不明確，用藥能實現一定程度的控制或緩解而非治愈，整個醫(yī)療界都期待全新的治療手段。

有研究人員發(fā)現了這種現象：帕金森病病癥惡化的時候，患者的腸道菌群往往也在發(fā)生“震蕩”。那么研究人員自然就推測，帕金森病與腸道菌群是否存在一些關系。

2016年，研究人員就試著把患者糞便移植到無菌小鼠體里。結果是，這些小鼠很快便出現了帕金森病的癥狀。這一定程度證實了兩者之間存在確切相關性。

那么，帕金森病患者的腸道菌群到底怎么了？2022年一篇發(fā)表于《自然》的研究對700多名受試者的糞便細菌基因組進行測序，發(fā)現患者腸道菌群與健康人群的不一樣。比如：帕金森病患者往往缺少一種叫作“普雷沃氏菌”的細菌。沒了它們的協助，人體分解植物纖維的過程就會變得更加困難，也就更容易便秘。這不正好跟帕金森病患者常伴有便秘的癥狀對上了嘛。（當然這不是唯一的變化，研究人員還發(fā)現，患者腸道里至少還有兩種有害腸桿菌屬數量增加。）

那么，除了導致便秘之外，腸道菌群失調又是怎么影響到帕金森患者的大腦的呢？

其實，人體不止大腦有神經元網絡，在腸道內壁還有一個神經元網絡，稱之為“腸神經系統”。正因這個系統存在，腸道菌群分泌的生物化學物質可通過這個系統影響著神經系統。在研究帕金森病患者腸道時，研究人員發(fā)現腸道中存在一種叫作“卷曲蛋白”的物質，主要作用是使腸道菌群在腸道內壁安頓（定植）下來。同時，研究人員觀察到，一旦這種分子接觸到腸道里的α突觸核蛋白，后者就會錯誤折疊并集聚。而“α突觸核蛋白聚集”就是帕金森病的一個關鍵癥狀。

可腸道局部制造的物質怎么就傳到了大腦呢？多年來科學家一直在推測可能是迷走神經在發(fā)揮作用。直到2017年，一項發(fā)表在《神經病學》雜志的研究發(fā)現，如果剪斷迷走神經，帕金森病的患病風險就會下降。這一發(fā)現證實了推想。

當然，迷走神經系統在這類疾病中發(fā)揮關鍵作用，并不意味著它是唯一路徑。比方說，科學家發(fā)現腸道菌群產生的物質還可以通過血液進入腦組織，從而引起炎癥和損傷。所以，想要從腸道菌群入手，減輕甚至治療帕金森病，還需要期待進一步的研究。

而關于腸道菌群與抑郁癥的關系，科研人員也陸續(xù)有了重要發(fā)現。

2019年，東南大學醫(yī)學院姚紅紅課題組從心理疾病——抑郁癥入手。他們敲除某個基因后，小鼠表現出抑郁癥樣行為，同時伴隨腸道菌群發(fā)生顯著變化。至此，抑郁癥模式小鼠構建成功。研究人員進一步對該類小鼠進行腸道菌群移植，結果發(fā)現移植能避免被敲除基因引起的問題，也就是說，改善了模型小鼠的抑郁癥癥狀。該研究成果刊載在微生物領域知名期刊《腸道微生物》（Gut Microbes）上。這一研究證實了兩者的相關性。

為什么腸道菌群能影響小鼠的抑郁癥？答案就在腸道菌群的分泌物中。2022年2月，加州理工學院薩基斯·馬茲馬尼安（Sarkis Mazmanian）領銜團隊發(fā)表在《自然》（Nature）上的一項研究發(fā)現：一種腸道細菌產生的小分子代謝物可以進入小鼠大腦并改變腦細胞功能，從而導致動物的焦慮行為加劇。

而在另一方面，最近的一項新研究發(fā)現了能改善抑郁癥的腸道菌群分泌物。2024年4月，上海交通大學醫(yī)學院附屬第六人民醫(yī)院賈偉教授領銜的多家團隊合作，從分子層面發(fā)現腸道分泌物中一種叫作高香草酸（HVA）的分子，能保護受損的海馬體神經元功能，進而能緩解抑郁。研究成果發(fā)表在《細胞-代謝》（Cell Metabolism）雜志上。

當然，到目前為止，關于腸道菌群與人體關系的研究還處于初級階段。相信隨著研究的不斷進展，越深入揭示疾病與腸道菌群的作用機制，就能越發(fā)推動腸道菌群更有效地應用臨床。

[i] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202301097

[ii] https://www.boston.com/culture/health/2014/10/15/a-poop-bank-in-massachusetts-will-pay-you-40-every-day/

[iii] https://user.guancha.cn/main/content?id=695526

本文為科普中國·創(chuàng)作培育計劃扶持作品

作者：游文娟 上海市科學學研究所《世界科學》編輯部主任

審核：陶寧

出品：中國科協科普部

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