肠道里的微生物,正在治愈你的肿瘤、癌症和大脑 | HyperTech
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检查肠道健康还在依靠肠镜、CT?那你可能需要更新观念了。
研究表明,吃些蓝色食物,并计算一下它们需要多久变成蓝色的便便被排泻出来,就能大概得知你的肠道是否健康。正常人大概需要 28.7 个小时,而肠道不太健康的人可能就要久一些了。
近年来,人们逐渐发现,肠道微生物对于健康的重要性可能比之前想象的大得多。人体肠道菌总体积比大脑还大,基因数量是人类的 150 倍,70% 都从未在实验室研究过。
「它们很有可能成为新一代的疾病治疗方案,」英国帝国理工学院的微生物科学家 James Kinross 说道,「肝脏、脾脏、大脑、免疫疾病都与肠道微生物有关。」 用免疫疾病举例,肠道菌可以发送信号,调控免疫系统。而新冠病毒和一些早期的癌症,则是抑制了肠道菌的警报,从而使免疫系统失效。
随着微生物制药前景不断崭露,不少传统制药公司都开始进入这一新兴领域。例如 Takeda, Genentech 等知名药企纷纷与菌群制药企业合作, 开发出有望治疗阿兹海默症、肿瘤等重大疾病的新药。
古老的肠道菌,正在消失
肠道微生物很早就进入到我们祖先的体内,共同繁衍、进化了数万年,已经成为人体内不可分割的一部分。
「肠道菌群是人体内十分重要的器官。我们有多认真保持肠道菌群健康,它们就会多努力保护你。」 伦敦国王大学流行病学家 Tim Spector 说道。(注:肠道菌群是否能被归类于人体器官尚无定论。由于其重要性和遗传性,一些观点认为它属于人体器官;其他观点则称之为辅助器官或微生物器官)。
肠道微生物多种多样 | 图: Preventomics
研究显示,多样的肠道微生物对健康有益。但是,随着人类现代化,肠道微生物多样性逐渐降低。「过去的 80 年内,由于抗生素的流行,肠道菌群种类锐减,」一位微生物学家说道。
人体内的微生物很多是在生产和哺乳时由母亲带给下一代的。但由于一些不确定的原因,例如人们的生活方式、食谱和卫生条件的改变,很多肠道菌消失了。
这对健康有怎样的影响?很多慢性病,像哮喘、食物过敏、湿疹和一些自体免疫性疾病,都和肠道菌群缺失有很大关系。
过去,没有人在意免疫疾病,因为每年全球有 5 千万人死于传染病。但随着近 50 年内数据不断积累,我们发现这些免疫疾病可能是由微生物缺失造成的。
新冠肺炎、大脑疾病与肠道菌
心脏病、2 型糖尿病,甚至新冠肺炎都与肠道菌情况相互影响。
「我们以为新冠是一种感染肺部的病毒,但它实际上对肠道菌也产生了很大改变。」一位新冠病毒研究者说,「重症新冠肺炎感染者会经历全身性的炎症病变,而引起这些病变的细菌和病毒可能是由肠道中的微生物导致的。」
新冠病毒与肠道菌相互影响 | 图: The Lancet
另外一种微生物,婴儿长双歧杆菌,也正处在研究中。这种菌在过去 50 年内,从北美、欧洲和中国人的肠道中逐渐消失了,但其实它是一种有益菌。这种菌类能够帮助吸收造成婴儿腹泻的寡糖,同时不摄取母乳中的其他营养物质。
很多发达国家的婴儿肠道不具有这种菌,因此婴儿经常容易排泻出稀便,而发展中国家,像东南亚和西非的婴儿则没有这个问题,排出的大便依然是固体。
动物实验已经证明长双歧杆菌能够防止小鼠腹泻。同样的实验在人类婴儿身上也在开展中,以期能够增加早产儿和患重症婴儿的营养吸收率。
关于肠道微生物最受瞩目的当属其治愈大脑疾病的前景。近几年,肠 - 脑轴 (gut-brain axis)的研究日益深入,肠道健康与大脑和精神之间的关联逐渐被发现。
肠 - 脑轴 | Gut Performance
我们已经了解到,肠道内部有自己的神经系统,包含有 1 亿多个神经细胞。这套神经系统通过迷走神经与大脑相连,通过发送神经递质与大脑及身体其他部位交换信息。研究显示,睡眠和很多复杂的认知行为都与肠道中特定的微生物相关。
「肠道菌利用纤维素生产的短链脂肪酸和一些稳定情绪的精神类药物惊人地相似,」一位神经学家称,「健康的食谱能够让肠道菌产生特定的精神活性物质,有助于脑部健康。」
多吃蔬菜,疗效好
肠道微生物能够分解吸收食物中的营养物质。剩下的纤维素和残渣则被肠道菌许多利用,生成有益的化合物,例如短链脂肪酸。
短链脂肪酸是免疫需要的一种重要物质。它可以维持肠道健康,调节人体感染反应,以及吸收葡萄糖。
这些肠道微生物一天需要 30 g 的纤维素,而大部分人每日摄入量只有 20 g。这就是为什么现代低纤维高糖精加工食物并不能满足人体需要的原因。
微生物也要好好吃饭 | Hopkins Bloomberg Public Health Magazine
「垃圾食品具体是怎样伤害身体的还不得而知,」 Spector 说道,「问题不在于脂肪、碳水和蛋白质。问题在于那些调味品。」
数据显示,人工甜味剂是从石蜡和汽油中提取出来的。人体还没有学会如何把它们完全分解。也有些其他的东西,像一些未知的酶和胶粘状物质。
少有人走的路
目前,关于肠道微生物的研究尚处于早期阶段,未来存在着大量的问题等待发掘。我们希望为人类健康寻求一个简洁的答案,但把问题简单化是非常不可取的。
微生物保健品和制药产业的现状是,试图用一个药片、一款试剂就解决所有的健康问题。但是个人差异导致的同食同住不同病,以及同病不同治,都为药物研发制造了很大困难。针对特殊病症开发的微生物药品则开拓了一条可行的路径。
Finch Therapeutics 就是这样一家取得初步成功的微生物制药公司。
Finch Therapeutics 因成功研发被美国食品与药品监管局( FDA )批准的抗艰难梭菌的微生物药品而知名。艰难梭菌是一种致死率很高的病菌,患者通常会出现严重的腹泻和高烧症状。Finch Therapeutics 研发出一种从健康人粪便提取加工而成的微生物药品,能够有效治疗艰难梭菌。
具体的研发过程包括,从健康人粪便中采样,提取出有效微生物,对菌株进行冷冻干燥,经过进一步测试后制作成胶囊。
粪便里有黄金 | 图: Biospace
目前,这家公司正在研究更多与肠道健康关联的疾病和治疗方案,涵盖了慢性乙肝、克罗恩病、溃疡性肠炎和孤独症等疾病。
其他知名的微生物制药公司还包括 Microbiotica, Vedanda Biosciences, SERES Therapeutics 等多家企业, 拥有约 60% 的市场份额。据统计, 2021 年微生物制药市场共获融资近 12 亿美元。今年 3 月, 微生物制药头部公司 Microbiotica 获得 6700 万美元 B 轮融资, 由瑞典生命科学投资机构 Flerie Invest 和腾讯共同领投。
「微生物制药的前景十分广阔,」一位微生物药企创始人说道,「我们的征程才刚刚开始。当我们更加了解肠道微生物和疾病之间的关系,人类的健康状况将得到显著改善。」