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，但美國研究人員在最新一期《細(xì)胞》雜志上發(fā)表的動物研究顯示，這種常見的神經(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)或許帶來全新的帕金森病治療策略。

帕金森病尚無法治愈

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·赫本等都被這個疾病困擾過。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，無法治愈該病。尋找到其病因，一直是醫(yī)學(xué)研究的一個方向。近日，美國加州理工學(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多生成α-突觸核蛋白的實驗鼠，這種蛋白被認(rèn)為是帕金森病的“罪魁禍?zhǔn)住敝�一。兩組實驗鼠的唯一區(qū)別是一組擁有完整的腸道菌群，另一組是無菌實驗鼠。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，無菌實驗鼠不僅沒有表現(xiàn)出帕金森病癥狀，而且在跑步、爬桿等運(yùn)動機(jī)能測試中的表現(xiàn)要明顯好得多。研究人員隨后給一部分無菌實驗鼠喂食由腸道菌群分解食物纖維時產(chǎn)生的短鏈脂肪酸，并為另一部分無菌實驗鼠移植從帕金森病患者糞便中獲得的腸道菌群，結(jié)果這些實驗鼠都出現(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)動機(jī)能惡化，而運(yùn)動機(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，對于許多神經(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，有500-1000個不同種類。一個正常成人腸道內(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。而一個成年人自身的細(xì)胞數(shù)量為1013個，也就是說，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，就會引發(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)許多問題。腸道菌群在長期的進(jìn)化過程中，菌群、宿主與環(huán)境之間始終處于動態(tài)平衡狀態(tài)，人體在正常情況下菌群結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，對宿主表現(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。通過利用微生物作為生物標(biāo)志物評估慢病進(jìn)展、靶向性干預(yù)微生物以控制慢病，都是基礎(chǔ)和轉(zhuǎn)化研究的熱門話題。今年5月13日，美國啟動新的國家微生物組計劃，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)微生物的基本問題；開發(fā)平臺技術(shù)，增加對不同生態(tài)系統(tǒng)中微生物組的認(rèn)識以及知識的積累，提高微生物數(shù)據(jù)的訪問；通過公民科學(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，離不開激素、免疫分子、代謝產(chǎn)物的“牽線搭橋”。

美國不少科研人員熱衷于研究腸道菌群。北卡羅來納大學(xué)教堂山分校醫(yī)學(xué)院的神經(jīng)學(xué)家，前不久就開展了一項特別的“便便”研究，追蹤30名新生兒生長、大腦發(fā)育和腸道細(xì)菌的關(guān)系；馬里蘭州國家心理衛(wèi)生研究所耗資700萬美元，支持7個“微生物——腸道——大腦軸線”試點(diǎn)項目；弗吉尼亞州阿靈頓海軍研究辦公室同意投資5200萬美元，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，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900萬歐元開展“我的新腸胃”5年計劃，瞄準(zhǔn)大腦發(fā)育和神經(jīng)紊亂兩大問題。德國弗萊堡大學(xué)醫(yī)學(xué)院曾發(fā)布公報說，首次在動物實驗中發(fā)現(xiàn)，實驗鼠腸道細(xì)菌可控制大腦內(nèi)小膠質(zhì)細(xì)胞的成熟過程及其功能。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)胞的成熟及激活過程。動物實驗發(fā)現(xiàn)，無菌環(huán)境中長大的實驗鼠大腦中可見萎縮、不成熟的小膠質(zhì)細(xì)胞，其對大腦內(nèi)的炎癥刺激幾乎沒有反應(yīng)。同樣，給普通實驗鼠喂食4周可殺死腸道細(xì)菌的抗生素后，實驗鼠腦部免疫應(yīng)答受到抑制。研究人員普林茨認(rèn)為，這說明腸道細(xì)菌與大腦中的小膠質(zhì)細(xì)胞間存在持續(xù)的信息流。實驗表明，腸道菌群會影響小膠質(zhì)細(xì)胞的生長，這體現(xiàn)出均衡膳食對大腦健康的重要性。在腸道菌群分解膳食纖維、奶制品等食品時，會產(chǎn)生一種短鏈脂肪酸。這種脂肪酸會作為信使物質(zhì)，通過血液循環(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。美國研究人員認(rèn)為，基因和早年生活環(huán)境對腸道菌群的形成產(chǎn)生著關(guān)鍵影響。

美國太平洋西北國家實驗室和勞倫斯伯克利國家實驗室的科學(xué)家分析了小鼠的5萬多個基因變化，發(fā)現(xiàn)其中有100多個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)說明，腸道菌群對免疫反應(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)境變化對小鼠腸道菌群的形成也有影響。小鼠生活在多種菌群相對密集度不同的環(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，這說明早年生活環(huán)境對腸道菌群形成非常重要。在子宮內(nèi)，胎兒所處的是一個幾乎無菌的環(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，對其一生及其后代都有很大影響。

適度改變飲食，對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間最長也不過24小時——這是飲食發(fā)生改變后腸道菌群自我重建所需的時間。未來人們或許可能有專門設(shè)計的、根據(jù)其基因和腸道菌群優(yōu)化的飲食，調(diào)節(jié)對疾病的易感程度。比如，通過改變腸道微生物來直接治療部分心理疾病。腸道菌群對人類健康尤其是大腦的影響究竟有多大，未來進(jìn)一步的研究成果值得期待。 （潘江語）