研究顯示帕金森病可能與腸道菌群有關(guān)

帕金森病常常被認(rèn)為是一種大腦疾病，但美國(guó)研究人員在最新一期《細(xì)胞》雜志上發(fā)表的動(dòng)物研究顯示，這種常見(jiàn)的神經(jīng)退行性疾病可能與腸道里的微生物變化有關(guān)。這一發(fā)現(xiàn)或許帶來(lái)全新的帕金森病治療策略。

帕金森病尚無(wú)法治愈

帕金森病平均發(fā)病年齡為60歲左右，主要癥狀包括手腳顫抖、動(dòng)作遲緩、肌肉僵硬等，最大的危害在于患者生活質(zhì)量嚴(yán)重下降、不能自理并常出現(xiàn)多種并發(fā)癥。全世界約有500萬(wàn)帕金森病患者，其中“名人”不少，如拳王阿里、好萊塢影星凱瑟琳·赫本等都被這個(gè)疾病困擾過(guò)。帕金森病患者約40%伴有焦慮癥狀,約三分之一伴有抑郁癥狀。

目前的醫(yī)療手段只能緩解帕金森病癥狀，無(wú)法治愈該病。尋找到其病因，一直是醫(yī)學(xué)研究的一個(gè)方向。近日，美國(guó)加州理工學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)，帕金森病可能是腸道菌群在“惹禍”。研究人員先培育出了兩組過(guò)多生成α-突觸核蛋白的實(shí)驗(yàn)鼠，這種蛋白被認(rèn)為是帕金森病的“罪魁禍?zhǔn)住敝�一。兩組實(shí)驗(yàn)鼠的唯一區(qū)別是一組擁有完整的腸道菌群，另一組是無(wú)菌實(shí)驗(yàn)鼠。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，無(wú)菌實(shí)驗(yàn)鼠不僅沒(méi)有表現(xiàn)出帕金森病癥狀，而且在跑步、爬桿等運(yùn)動(dòng)機(jī)能測(cè)試中的表現(xiàn)要明顯好得多。研究人員隨后給一部分無(wú)菌實(shí)驗(yàn)鼠喂食由腸道菌群分解食物纖維時(shí)產(chǎn)生的短鏈脂肪酸，并為另一部分無(wú)菌實(shí)驗(yàn)鼠移植從帕金森病患者糞便中獲得的腸道菌群，結(jié)果這些實(shí)驗(yàn)鼠都出現(xiàn)了帕金森病癥狀。研究人員由此得出結(jié)論，腸道微生物組是帕金森病的重要推手。腸道菌群的組成變化或者腸道細(xì)菌本身的變化，可能促使甚至導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)機(jī)能惡化，而運(yùn)動(dòng)機(jī)能惡化是帕金森病的主要癥狀。

負(fù)責(zé)研究的加州理工學(xué)院微生物學(xué)家薩爾基斯·馬茲馬尼恩說(shuō)，對(duì)于許多神經(jīng)退行性疾病，傳統(tǒng)治療方法都是讓藥物在大腦中發(fā)生作用。而新發(fā)現(xiàn)意味著醫(yī)生可能要從腸道著手治療帕金森病，比如調(diào)節(jié)短鏈脂肪酸水平、服用益生菌或清除有害的微生物。相比現(xiàn)有療法，新的治療策略要容易得多，而且更加安全、副作用更少。

菌群研究已成醫(yī)學(xué)熱點(diǎn)

健康人的胃腸道內(nèi)寄居著種類繁多的微生物，99%都是細(xì)菌，因此這些微生物被稱為腸道菌群，在人類胃腸道內(nèi)的細(xì)菌可構(gòu)成一個(gè)巨大而復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)。腸道菌群存活數(shù)量達(dá)100兆個(gè)，有500-1000個(gè)不同種類。一個(gè)正常成人腸道內(nèi)的細(xì)菌總重量可達(dá)1-1.5千克，包含的細(xì)菌數(shù)量可以達(dá)到1014個(gè)。而一個(gè)成年人自身的細(xì)胞數(shù)量為1013個(gè)，也就是說(shuō)，居住在我們腸道內(nèi)的細(xì)菌數(shù)量，是人體細(xì)胞總數(shù)的10倍！這些數(shù)目龐大的細(xì)菌大致可以分為三個(gè)大類：

共生菌：也稱之為益生菌，主要是各種雙歧桿菌、乳酸桿菌等，是人體健康不可缺少的要素，可以合成各種維生素，分解有害、有毒物質(zhì)；有害菌：數(shù)量一旦失控大量生長(zhǎng)，就會(huì)引發(fā)多種疾病，產(chǎn)生致癌物等有害物質(zhì)或者影響免疫系統(tǒng)功能；條件致病菌：也叫中性菌，如大腸桿菌、腸球菌等，在正常情況下對(duì)健康有益，一旦增殖失控或從腸道轉(zhuǎn)移到身體其它部位，就可能引發(fā)許多問(wèn)題。腸道菌群在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中，菌群、宿主與環(huán)境之間始終處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，人體在正常情況下菌群結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定，對(duì)宿主表現(xiàn)為不致病。體格強(qiáng)健的人腸道內(nèi)有益菌的比例達(dá)到70%，普通人則是25%，便秘人群減少到15%，而癌癥病人腸道內(nèi)的益生菌比例只有10%。有研究指出，腸道菌群失調(diào)可能和肥胖、自身免疫、過(guò)敏、血壓、癌癥等都有關(guān)系。

菌群研究與精準(zhǔn)醫(yī)療、細(xì)胞免疫療法等一起，正日漸成為醫(yī)學(xué)研究熱點(diǎn)話題。科研人員對(duì)不同的慢性疾病進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，所有慢性疾病的進(jìn)程都與腸道微生物密切相關(guān)。人體有70%以上的黏膜免疫發(fā)生在腸道，通過(guò)復(fù)雜的免疫機(jī)制，腸道和腸道菌群與全身各部位器官發(fā)生緊密的聯(lián)系。通過(guò)利用微生物作為生物標(biāo)志物評(píng)估慢病進(jìn)展、靶向性干預(yù)微生物以控制慢病，都是基礎(chǔ)和轉(zhuǎn)化研究的熱門(mén)話題。今年5月13日，美國(guó)啟動(dòng)新的國(guó)家微生物組計(jì)劃，以促進(jìn)不同環(huán)境的微生物組研究，給本已足夠火爆的菌群研究再添“一把火”，其關(guān)注的方向包括：支持跨學(xué)科研究，解決不同生態(tài)系統(tǒng)微生物的基本問(wèn)題；開(kāi)發(fā)平臺(tái)技術(shù)，增加對(duì)不同生態(tài)系統(tǒng)中微生物組的認(rèn)識(shí)以及知識(shí)的積累，提高微生物數(shù)據(jù)的訪問(wèn)；通過(guò)公民科學(xué)、公眾參與，擴(kuò)大微生物的影響力。

腸道菌群跟大腦關(guān)系不一般

腸道菌群與人類的行為、情緒有著奇妙的關(guān)聯(lián)。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，焦慮癥、抑郁癥、自閉癥、精神分裂癥、神經(jīng)退行性疾病，都和胃腸道有關(guān)。腸道菌群之所以能跟大腦扯上關(guān)系，離不開(kāi)激素、免疫分子、代謝產(chǎn)物的“牽線搭橋”。

美國(guó)不少科研人員熱衷于研究腸道菌群。北卡羅來(lái)納大學(xué)教堂山分校醫(yī)學(xué)院的神經(jīng)學(xué)家，前不久就開(kāi)展了一項(xiàng)特別的“便便”研究，追蹤30名新生兒生長(zhǎng)、大腦發(fā)育和腸道細(xì)菌的關(guān)系；馬里蘭州國(guó)家心理衛(wèi)生研究所耗資700萬(wàn)美元，支持7個(gè)“微生物——腸道——大腦軸線”試點(diǎn)項(xiàng)目；弗吉尼亞州阿靈頓海軍研究辦公室同意投資5200萬(wàn)美元，用于研究腸胃在認(rèn)知功能和壓力反應(yīng)中的作用；加利福尼亞大學(xué)舊金山分校、亞利桑那州立大學(xué)和新墨西哥大學(xué)的研究者們認(rèn)為，腸道菌群可以通過(guò)迷走神經(jīng)影響其宿主的進(jìn)食模式，而迷走神經(jīng)是一條從腦延伸到腸道的神經(jīng)。我們的大腦主要通過(guò)迷走神經(jīng)向身體其它部分如聲帶、心臟、肺和消化系統(tǒng)發(fā)射信號(hào)，腸神經(jīng)系統(tǒng)里80%至90%的神經(jīng)纖維都聯(lián)結(jié)著腸道與大腦。

歐盟也斥資900萬(wàn)歐元開(kāi)展“我的新腸胃”5年計(jì)劃，瞄準(zhǔn)大腦發(fā)育和神經(jīng)紊亂兩大問(wèn)題。德國(guó)弗萊堡大學(xué)醫(yī)學(xué)院曾發(fā)布公報(bào)說(shuō)，首次在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)鼠腸道細(xì)菌可控制大腦內(nèi)小膠質(zhì)細(xì)胞的成熟過(guò)程及其功能。小膠質(zhì)細(xì)胞具有修復(fù)受損腦組織的特殊功能，被稱為“腦內(nèi)醫(yī)生”，在帕金森病及阿爾茨海默癥等疾病中扮演重要角色。然而，科學(xué)界目前尚不清楚小膠質(zhì)細(xì)胞的成熟及激活過(guò)程。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，無(wú)菌環(huán)境中長(zhǎng)大的實(shí)驗(yàn)鼠大腦中可見(jiàn)萎縮、不成熟的小膠質(zhì)細(xì)胞，其對(duì)大腦內(nèi)的炎癥刺激幾乎沒(méi)有反應(yīng)。同樣，給普通實(shí)驗(yàn)鼠喂食4周可殺死腸道細(xì)菌的抗生素后，實(shí)驗(yàn)鼠腦部免疫應(yīng)答受到抑制。研究人員普林茨認(rèn)為，這說(shuō)明腸道細(xì)菌與大腦中的小膠質(zhì)細(xì)胞間存在持續(xù)的信息流。實(shí)驗(yàn)表明，腸道菌群會(huì)影響小膠質(zhì)細(xì)胞的生長(zhǎng)，這體現(xiàn)出均衡膳食對(duì)大腦健康的重要性。在腸道菌群分解膳食纖維、奶制品等食品時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一種短鏈脂肪酸。這種脂肪酸會(huì)作為信使物質(zhì)，通過(guò)血液循環(huán)到達(dá)大腦，幫助小膠質(zhì)細(xì)胞快速有效地應(yīng)對(duì)炎癥反應(yīng)。

基因與出生環(huán)境影響腸道菌群

人體腸道中的微生物菌群對(duì)健康有重要作用，但飲食、基因、環(huán)境等因素如何作用于腸道菌群，人們目前還缺乏認(rèn)識(shí)。美國(guó)研究人員認(rèn)為，基因和早年生活環(huán)境對(duì)腸道菌群的形成產(chǎn)生著關(guān)鍵影響。

美國(guó)太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家分析了小鼠的5萬(wàn)多個(gè)基因變化，發(fā)現(xiàn)其中有100多個(gè)基因片段影響腸道菌群數(shù)量。這些小鼠基因有的與關(guān)節(jié)炎、結(jié)腸癌、腹腔疾病以及糖尿病等疾病的人類基因非常相似。小鼠腸道中乳桿菌的密集度受到小鼠幾種基因的影響，并且與小鼠體內(nèi)作為重要免疫細(xì)胞的輔助T細(xì)胞含量較高有關(guān)。這些發(fā)現(xiàn)說(shuō)明，腸道菌群對(duì)免疫反應(yīng)起到關(guān)鍵作用，也顯示控制腸道菌群有可能影響免疫系統(tǒng)和患病的可能性。

生活環(huán)境變化對(duì)小鼠腸道菌群的形成也有影響。小鼠生活在多種菌群相對(duì)密集度不同的環(huán)境中，有著相應(yīng)的多種腸道菌群。被轉(zhuǎn)移到新環(huán)境后，小鼠的腸道菌群依然保持最初生活環(huán)境所形成的菌群特征，還能把腸道菌群特征傳給后代，這說(shuō)明早年生活環(huán)境對(duì)腸道菌群形成非常重要。在子宮內(nèi)，胎兒所處的是一個(gè)幾乎無(wú)菌的環(huán)境，出生后細(xì)菌迅速進(jìn)入新生兒體內(nèi)并在腸道內(nèi)定植，形成新生兒最初的腸道菌群，對(duì)其一生及其后代都有很大影響。

適度改變飲食，對(duì)于決定微生物在腸道內(nèi)的具體功能有作用。腸道里的微生物群演化所需的時(shí)間最長(zhǎng)也不過(guò)24小時(shí)——這是飲食發(fā)生改變后腸道菌群自我重建所需的時(shí)間。未來(lái)人們或許可能有專門(mén)設(shè)計(jì)的、根據(jù)其基因和腸道菌群優(yōu)化的飲食，調(diào)節(jié)對(duì)疾病的易感程度。比如，通過(guò)改變腸道微生物來(lái)直接治療部分心理疾病。腸道菌群對(duì)人類健康尤其是大腦的影響究竟有多大，未來(lái)進(jìn)一步的研究成果值得期待。 （潘江語(yǔ)）