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帕金森或是肠道菌群在“惹祸”

http://www.lzbs.com.cn    2017-01-06 10:03:03 作者: 来源:
帕金森或是肠道菌群在“惹祸”    

                        

                        

老人手脚颤抖,居然和肠道菌群有关!

帕金森病常常被认为是一种大脑疾病,但美国研究人员在最新一期《细胞》杂志上发表的动物研究显示,这种常见的神经退行性疾病可能与肠道里的微生物变化有关。这一发现或许带来全新的帕金森病治疗策略。

帕金森病尚无法治愈

帕金森病平均发病年龄为60岁左右,主要症状包括手脚颤抖、动作迟缓、肌肉僵硬等,最大的危害在于患者生活质量严重下降、不能自理并常出现多种并发症。全世界约有500万帕金森病患者,其中“名人”不少,如拳王阿里、好莱坞影星凯瑟琳·赫本等都被这个疾病困扰过。帕金森病患者约40%伴有焦虑症状,约三分之一伴有抑郁症状。

目前的医疗手段只能缓解帕金森病症状,无法治愈该病。寻找到其病因,一直是医学研究的一个方向。近日,美国加州理工学院的研究人员发现,帕金森病可能是肠道菌群在“惹祸”。研究人员先培育出了两组过多生成α-突触核蛋白的实验鼠,这种蛋白被认为是帕金森病的“罪魁祸首”之一。两组实验鼠的唯一区别是一组拥有完整的肠道菌群,另一组是无菌实验鼠。结果发现,无菌实验鼠不仅没有表现出帕金森病症状,而且在跑步、爬杆等运动机能测试中的表现要明显好得多。研究人员随后给一部分无菌实验鼠喂食由肠道菌群分解食物纤维时产生的短链脂肪酸,并为另一部分无菌实验鼠移植从帕金森病患者粪便中获得的肠道菌群,结果这些实验鼠都出现了帕金森病症状。研究人员由此得出结论,肠道微生物组是帕金森病的重要推手。肠道菌群的组成变化或者肠道细菌本身的变化,可能促使甚至导致运动机能恶化,而运动机能恶化是帕金森病的主要症状。

负责研究的加州理工学院微生物学家萨尔基斯·马兹马尼恩说,对于许多神经退行性疾病,传统治疗方法都是让药物在大脑中发生作用。而新发现意味着医生可能要从肠道着手治疗帕金森病,比如调节短链脂肪酸水平、服用益生菌或清除有害的微生物。相比现有疗法,新的治疗策略要容易得多,而且更加安全、副作用更少。

菌群研究已成医学热点

健康人的胃肠道内寄居着种类繁多的微生物,99%都是细菌,因此这些微生物被称为肠道菌群,在人类胃肠道内的细菌可构成一个巨大而复杂的生态系统。肠道菌群存活数量达100兆个,有500-1000个不同种类。一个正常成人肠道内的细菌总重量可达1-1.5千克,包含的细菌数量可以达到1014个。而一个成年人自身的细胞数量为1013个,也就是说,居住在我们肠道内的细菌数量,是人体细胞总数的10倍!这些数目庞大的细菌大致可以分为三个大类:

共生菌:也称之为益生菌,主要是各种双歧杆菌、乳酸杆菌等,是人体健康不可缺少的要素,可以合成各种维生素,分解有害、有毒物质;有害菌:数量一旦失控大量生长,就会引发多种疾病,产生致癌物等有害物质或者影响免疫系统功能;条件致病菌:也叫中性菌,如大肠杆菌、肠球菌等,在正常情况下对健康有益,一旦增殖失控或从肠道转移到身体其它部位,就可能引发许多问题。肠道菌群在长期的进化过程中,菌群、宿主与环境之间始终处于动态平衡状态,人体在正常情况下菌群结构相对稳定,对宿主表现为不致病。体格强健的人肠道内有益菌的比例达到70%,普通人则是25%,便秘人群减少到15%,而癌症病人肠道内的益生菌比例只有10%。有研究指出,肠道菌群失调可能和肥胖、自身免疫、过敏、血压、癌症等都有关系。

菌群研究与精准医疗、细胞免疫疗法等一起,正日渐成为医学研究热点话题。科研人员对不同的慢性疾病进行研究发现,所有慢性疾病的进程都与肠道微生物密切相关。人体有70%以上的黏膜免疫发生在肠道,通过复杂的免疫机制,肠道和肠道菌群与全身各部位器官发生紧密的联系。通过利用微生物作为生物标志物评估慢病进展、靶向性干预微生物以控制慢病,都是基础和转化研究的热门话题。今年5月13日,美国启动新的国家微生物组计划,以促进不同环境的微生物组研究,给本已足够火爆的菌群研究再添“一把火”,其关注的方向包括:支持跨学科研究,解决不同生态系统微生物的基本问题;开发平台技术,增加对不同生态系统中微生物组的认识以及知识的积累,提高微生物数据的访问;通过公民科学、公众参与,扩大微生物的影响力。

肠道菌群跟大脑关系不一般

肠道菌群与人类的行为、情绪有着奇妙的关联。科学家发现,焦虑症、抑郁症、自闭症、精神分裂症、神经退行性疾病,都和胃肠道有关。肠道菌群之所以能跟大脑扯上关系,离不开激素、免疫分子、代谢产物的“牵线搭桥”。

美国不少科研人员热衷于研究肠道菌群。北卡罗来纳大学教堂山分校医学院的神经学家,前不久就开展了一项特别的“便便”研究,追踪30名新生儿生长、大脑发育和肠道细菌的关系;马里兰州国家心理卫生研究所耗资700万美元,支持7个“微生物——肠道——大脑轴线”试点项目;弗吉尼亚州阿灵顿海军研究办公室同意投资5200万美元,用于研究肠胃在认知功能和压力反应中的作用;加利福尼亚大学旧金山分校、亚利桑那州立大学和新墨西哥大学的研究者们认为,肠道菌群可以通过迷走神经影响其宿主的进食模式,而迷走神经是一条从脑延伸到肠道的神经。我们的大脑主要通过迷走神经向身体其它部分如声带、心脏、肺和消化系统发射信号,肠神经系统里80%至90%的神经纤维都联结着肠道与大脑。

欧盟也斥资900万欧元开展“我的新肠胃”5年计划,瞄准大脑发育和神经紊乱两大问题。德国弗莱堡大学医学院曾发布公报说,首次在动物实验中发现,实验鼠肠道细菌可控制大脑内小胶质细胞的成熟过程及其功能。小胶质细胞具有修复受损脑组织的特殊功能,被称为“脑内医生”,在帕金森病及阿尔茨海默症等疾病中扮演重要角色。然而,科学界目前尚不清楚小胶质细胞的成熟及激活过程。动物实验发现,无菌环境中长大的实验鼠大脑中可见萎缩、不成熟的小胶质细胞,其对大脑内的炎症刺激几乎没有反应。同样,给普通实验鼠喂食4周可杀死肠道细菌的抗生素后,实验鼠脑部免疫应答受到抑制。研究人员普林茨认为,这说明肠道细菌与大脑中的小胶质细胞间存在持续的信息流。实验表明,肠道菌群会影响小胶质细胞的生长,这体现出均衡膳食对大脑健康的重要性。在肠道菌群分解膳食纤维、奶制品等食品时,会产生一种短链脂肪酸。这种脂肪酸会作为信使物质,通过血液循环到达大脑,帮助小胶质细胞快速有效地应对炎症反应。

基因与出生环境影响肠道菌群

人体肠道中的微生物菌群对健康有重要作用,但饮食、基因、环境等因素如何作用于肠道菌群,人们目前还缺乏认识。美国研究人员认为,基因和早年生活环境对肠道菌群的形成产生着关键影响。

美国太平洋西北国家实验室和劳伦斯伯克利国家实验室的科学家分析了小鼠的5万多个基因变化,发现其中有100多个基因片段影响肠道菌群数量。这些小鼠基因有的与关节炎、结肠癌、腹腔疾病以及糖尿病等疾病的人类基因非常相似。小鼠肠道中乳杆菌的密集度受到小鼠几种基因的影响,并且与小鼠体内作为重要免疫细胞的辅助T细胞含量较高有关。这些发现说明,肠道菌群对免疫反应起到关键作用,也显示控制肠道菌群有可能影响免疫系统和患病的可能性。

生活环境变化对小鼠肠道菌群的形成也有影响。小鼠生活在多种菌群相对密集度不同的环境中,有着相应的多种肠道菌群。被转移到新环境后,小鼠的肠道菌群依然保持最初生活环境所形成的菌群特征,还能把肠道菌群特征传给后代,这说明早年生活环境对肠道菌群形成非常重要。在子宫内,胎儿所处的是一个几乎无菌的环境,出生后细菌迅速进入新生儿体内并在肠道内定植,形成新生儿最初的肠道菌群,对其一生及其后代都有很大影响。

适度改变饮食,对于决定微生物在肠道内的具体功能有作用。肠道里的微生物群演化所需的时间最长也不过24小时——这是饮食发生改变后肠道菌群自我重建所需的时间。未来人们或许可能有专门设计的、根据其基因和肠道菌群优化的饮食,调节对疾病的易感程度。比如,通过改变肠道微生物来直接治疗部分心理疾病。肠道菌群对人类健康尤其是大脑的影响究竟有多大,未来进一步的研究成果值得期待。(潘江语)

文章来源:北京日报

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