微生物群和精神病理学

人体最大的内分泌器官是什么?提示1：它也是人类最大的免疫器官！提示2：这个器官还包含一个“第二大脑”，它通过迷走神经与大脑内部相连。

答案就是：它是30英尺长的胃肠道，通常只与进食和消化有关。但它不仅仅是一个消化道，它是大约100万亿种不同细菌的家园，包括1000种已知的被称为“微生物群”的细菌。它的组合DNA被称为“微生物组”，比人类基因组大1万倍。我们肠道中数以万亿计的细菌是一种共生器官，对人体的正常功能至关重要。

这些微生物种类繁多，对维持人类健康至关重要，它还可能涉及多种精神疾病，包括抑郁症、精神分裂、焦虑、自闭症和注意力缺陷多动障碍(ADHD)。人类在出生时通过母亲的阴道，以及在生命最初几个月接触各种环境，获得他们独特的微生物群。

胃肠道中的微生物群是“肠脑”的亲密邻居，“肠脑”由1亿个神经元和胶质样支持细胞结构组成。这个“第二大脑”产生了30多个神经递质，其中一些(多巴胺、5 -羟色胺、γ-氨基丁酸[GABA]，乙酰胆碱)已经被证明在重大精神疾病中发挥作用。

大脑和肠道有一个动态的双向沟通系统，由神经、激素和免疫交流来调节。胃肠道分泌数十种肽和其他影响大脑的信号分子。微生物群还与催产素、胃促生长素、神经肽Y、缩胆囊素、促肾上腺皮质激素释放因子和胰腺多肽等肠道激素相互作用和调节。微生物群调节大脑的发育、功能和行为，并维持肠道的屏障；如果被破坏，就会导致肠道变得“渗漏”，引发低度炎症，比如与抑郁有关的炎症。

不要忽视饮食的重要性。这是影响微生物群组成的主要因素。我们吃的东西对神经免疫或神经炎性疾病有预防或修复作用。越来越多的证据表明，饮食及其对肠道微生物群的影响可以通过表观遗传机制(改变DNA甲基化和组蛋白效应)来改变一个人的基因。益生菌可以通过影响细胞因子、产生短链脂肪酸(SCFAs)、维生素合成以及产生几种重要的神经递质来发挥表观遗传效应。

微生物-内脏-脑轴是双向转运，并相互影响的。大脑通过调节饱腹感、下丘脑-垂体轴和神经肽来影响微生物组成；而微生物群通过感染因子、肠道神经递质和调节剂、细胞因子、感觉迷走神经纤维和各种代谢物向大脑传递有关肠道状况的信息。如果它们之间的相互作用出现了问题，就可能导致各种病理过程，包括炎症、自身免疫、退行性、代谢、认知、情绪和行为不良影响。对这些不良症状的治疗干预可以通过微生物组操作(如粪便移植)、营养策略和强化肠-脑屏障来实现。

微生物群的改变，如抗生素的摄入或肠道炎症，可导致精神障碍。以下研究结果将肠道微生物组紊乱与几种精神疾病联系起来：

1. 精神分裂症前驱症状。粪便细菌显示SCFAs增加，它可以激活小胶质细胞(触发精神病的最初步骤)。这些细菌已经被证明会导致前扣带回的胆碱水平升高。前扣带回是一种已知的膜功能障碍生物标志物，是精神分裂症的生物学模型之一。

2. 首发精神分裂症。最近的研究报告了首发精神病患者的肠道菌群异常，某些粪便细菌(包括双歧杆菌、大肠杆菌和乳酸菌)数量较少，而梭菌球菌的含量却较高。利培酮治疗6个月后，上述改变发生逆转。

   另一项对首发精神病患者粪便微生物群的研究发现，与健康对照组相比，几种菌株的粪便微生物群存在显著差异，差异最大的菌株在抗精神病药物治疗12个月后出现更严重的精神病症状，对药物反应更差。

3. 自闭症与微生物多样性的增加有关，过量的类固醇与自闭症多样性的增加有关。据报道，自闭症儿童的粪便样本中SCFAs升高。有趣的是，一种特定的乳酸菌可以调节催产素或逆转一些自闭症症状。

4. 抑郁症与微生物群α多样性的增加有关。据报道，抑郁症患者的双歧杆菌和乳酸菌数量较低。在动物研究中，某些菌株已经被报道可以减少抑郁和焦虑行为。对微生物无害的地中海饮食，而不是西方饮食，似乎可以降低患抑郁症的风险。据报道，某些益生菌可以增强抗应激能力。

5. 多动症。一些研究表明，ADHD可能与一些可改变肠道微生物群的因素有关，包括分娩模式、婴儿喂养方式、母亲健康状况以及早期应激因素。此外，饮食对肠道菌群的影响可以改变多动症的症状。

6. 阿尔茨海默氏症。代谢紊乱，如肥胖和糖尿病，会引起肠道菌群发炎，这是阿尔茨海默病的已知危险因素。

7. 肠易激综合症(IBS)。粪便微生物群移植通过增加肠道微生物群的多样性来改善IBS。它还能改善患者的情绪，而不仅仅是他们的IBS症状。

8. 酒精使用。酒精摄入和酒精戒断都会导致大脑的免疫失调，引发神经炎症。这归因于微生物组组成的改变（生态失调），这对微生物宿主体内平衡有负面影响。

微生物-肠道-大脑相互作用及其双向免疫、内分泌和神经递质效应的发现，是健康、神经科学和精神病学领域的一个重大范式转变，它为预防和治疗各种精神疾病开辟了广阔的研究前景。先前难以想象的医学干预措施，例如粪便移植，就是微生物-肠脑-大脑相互作用的范例，它为医学领域包括精神病学带来了新的思路。它还强调了以前未被充分认识到的营养，在健康和疾病中的重要作用。

参考文献

Henry A.Nasrallah. It takes guts to be mentally ill: Microbiota and psychopathology. CurrentPsychiatry,September 2018.

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