肠·道 | 李华军：硕果累累的菌群研究和干预，我们从1950年开始！
大家好，我是大连医科大学微生态学教研室的李华军。
首先感谢热心肠先生的邀请，让我能来到“肠·道”这个平台跟大家做一分享。我今天跟大家分享的题目是“微生态学实践七十年——大连医科大学微生态学研究回顾”。
我主要在这四个方面跟大家来进行分享：第一个是缘起；第二是菌群失调干预方法的实践；第三个是微生态制剂的开发与应用；第四个是一个展望。
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我们首先将时间推回到1950年，当时我们学校叫大连医学院。我们学校刚刚建院的初期，魏曦教授就是我们学校第一任的微生物学教研室的主任。
康白老师呢，他是大连医学院前身——关东医学院毕业，毕业之后就留校，来到微生物教研室来工作，也就是康白老师是魏曦老师的助手。
按照魏曦教授的要求，所有来科的年轻的老师都需要到临床上去，先做两年的检验科的工作。那么康白老师就去我们的附属关东医院，也就是现在的长春路医院来进行临床的检验工作。
那我们在临床工作中遇到了一位败血症的患者，这个患者经过血培养之后，被诊断为鼠链丝杆菌的感染（鼠咬热）。
那么就来了一个问题，进行什么样的治疗呢？我们首先就应用了青霉素和链霉素，对这个患者进行治疗。
那么在1950年，抗生素刚刚进入到临床，可以说大家把它作为一个神药，就用了青、链霉素对这个患者进行静脉滴注。高热、血象就变成一个好转的趋势，大家都非常的为之鼓舞。
但是继续应用抗生素，这个患者的病情明显的转为恶化，又变成了高热败血症的症状，最终这个患者死亡了。
大家都为之这件事情而愕然！这个患者不是用抗生素已经治好了吗？都已经好转了，为什么他又死亡了呢？
魏曦教授又马上安排康白老师去做血培养以及尸检，尸检的结果就发现，患者变成了肺炎克雷伯杆菌感染，而原来的鼠链丝杆菌完全消失了。
进行全院的MDT（多学科诊疗）的病例讨论，魏曦教授就将其诊断为一例典型的抗生素引起的二重感染，也就是菌交替症的病例。
这个病例是在抗生素刚刚进入到临床的时候，大家发现的一个新的现象。回顾世界，1946年美国、1952年法国、1954年日本也相继报道了这样类似的病例。
康白、魏曦老师将这个病例首先发表在1962年《中华医学杂志》，可以说这是我们中国微生态学领域关于菌群研究的第一个发声，声音就是关于抗生素引起的菌交替症。
魏曦教授以他非常广博的学识以及远见的目光预言，在光辉的抗生素降临以后，我们必须注意其给人类带来的阴影，也就是扰乱正常微生物群和引起的菌群失调。
所以说起我们大连医科大学的微生态学研究历史，是来自于1950年这个菌交替症的患者。
在这里，我给大家简单介绍一下正常微生物群以及微生态学的定义。
关于正常微生物群，我们给出的定义是微生物及宿主在共同的历史进化过程中，形成的微生态系中的微群落部分。
那再解释一下，就是寄居在特定个体体内的非但无害而且有益的微生物群落。一定要注意，是一个特定的个体，也就是不同的人群、不同的年龄，他的正常微生物群是不一样的。
那么正常微生物群与人体或者与宿主的关系是什么呢？我们用“共生”来作为一个总结，也就是共生是人跟正常菌群的一个相互关系。
那么这些正常微生物一定要发挥它们的生物学作用，我们将正常微生物群称为是人体的一个新的生理学系统。
我们说正常微生物群对人体的主要作用，一个是营养、免疫和生物拮抗，今天就不过多的展开。
那么正常微生物群是相对的、种属的而且特异的。
我们国家的人群的有益菌跟国外人的有益菌是不一样的。所以也就指引我们未来在开发益生菌、益生元方面，一定要注意它的相对性、种属性跟特异性。
当然，微生态学的定义是康白老师首先在第一本微生态学教材里给出的，它是说细胞水平或分子水平的生态学。
更明确的说呢，就是微生态学是研究正常微生物群的结构、功能以及与其宿主相互关系的生命科学分支。
也就是说，我们将人体称为一个超级的生命体，我们要学会保护我们的菌群，保护我们的微生态平衡，才会健康。
那么在前面遇到这个病例之后，康白跟魏曦老师又进行了相应的临床的研究。在1962年提出了菌群失调和菌交替症的概念，当时也是发表在《中华医学杂志》上。
从此大连医科大学微生态学的研究，在理论和实践上进入了新的历程，也使它的理论体系更加的完整，更加的有说服力。
我们说，除了理论还要讲它的应用，那么最初的应用是应用在慢性腹泻中。
这篇文章是1964年发表在《中华医学杂志》上，它是慢性腹泻中菌群失调的调整疗法，慢性腹泻中菌群失调状态的研究。
这个研究选择了27例慢性腹泻的患者，其中26例是经过抗生素干预之后变成慢性腹泻。
这些患者经过菌群分析之后，发现都是有肠道菌群失调的现象。进行诊断，是慢性腹泻；进行调整，康白老师首先应用了多抑少补、先抗后调、清扫扶正的方法。
多抑少补，就是在我们肠道菌群分析的基础上，我们要把增多的过路菌、有害菌给它们抑制掉，而减少的有益菌，我们要用一些营养物质把它们提高起来。
举个例子，比如大肠杆菌。如果它少了之后，我们可以用乳糖来促进它的生长，而与之对应的肠球菌，我们要叶酸来进行干预，这样可以调节菌群。
先抗后调，我们说抗生素并不是一个洪水猛兽，我们一定要掌握它的适应症。
如果这个患者有严重的菌群失调的时候，我们一定要把病原菌分离出来。分离出来之后，我们用它的抗生素敏感性来指引我们的临床治疗。抗生素干预之后，我们再用微生态的活菌制剂进行调节。
清扫扶正，主要针对像刚才那样的一个病例——严重的菌群失调或者菌交替症的患者。我们一定要用大剂量的广谱的抗生素，把它的肠道菌群全部打掉，然后再进行微生态重建。
那么我们应用了以上这三个原则之后，27例患者都是得到了明显的治愈。
在慢性腹泻治疗之后，在1977年，康白、魏曦老师又提出了“菌群失调干预方法”，也从肠道进入到其他的人体微生态系统。
这里面一共有三个途径，分别是营养调整、抗菌调整以及生物调整。
营养调整，顾名思义，比如我们现在常用的益生元的物质。它首先在肠道去改善它的营养代谢，使它的菌群由失调状态回复到正常的状态。
抗菌调整，就是应用相应的抗生素，使过多生长的过路菌减少。
生物调整，就是我们常用的活菌制剂的调整。我们下面来展开一下，因为活菌制剂是我们微生态学一个非常重要的干预手段。
在早期，康白、魏曦老师首先应用了7种活菌制剂。
首先是成人正常的肠菌液，也就是正常宿主、健康宿主进行菌群的提取之后，进行FMT（粪菌移植）。但是这里我要说一下，康白、魏曦老师的FMT是采用直肠灌肠、肛门灌肠的方法，而不是经口给药的方法。
与之相对应的，我们又用了一周岁以内的母乳喂养的婴儿的肠菌液，他的肠道菌群是更加健康完善的。
在全菌之后，他们又选择了大肠杆菌、肠球菌、乳杆菌、类杆菌以及枯草杆菌做成单菌的灌肠液，也都取得了非常好的效果。
但是有一个问题，这些都是活菌，而且它是液体的。它的保存性存在一个短的问题，而且的话，它不容易运输。
所以康白、魏曦老师从上世纪70年代末开始，进行了微生态活菌制剂的开发与应用，这里主要给大家介绍促菌生、乳康生、回春生、定菌生、调脂生。
我们分别来介绍一下。
第一个活菌制剂就是促菌生，它是从土壤中分离的一株蜡样芽孢杆菌，它的菌株编号是DM423，制成一种活菌制剂。
它主要发挥作用的一个生物学机制，就是促进生物多样。
我们知道芽孢杆菌是一个非常活跃的需氧菌，它可以利用肠道内多余的氧气，降低肠道的PH值跟氧化还原电位，创造更有利于生理性细菌，也就是我们正常菌群生长的厌氧环境，进而抑制致病菌或条件致病菌的生长，达到治疗目的。
那么促菌生已经实现了转化，它主要应用在人体的腹泻、肠炎、痢疾以及肝炎、肝硬化的并发症中，都取得了良好的疗效。
同时促菌生还应用在畜牧业中，对羔羊痢、仔猪黄白痢及雏鸡白痢有良好的防治效果，这都是做了大样本的实验得到的一些结论。
应用到生产之后，让农民得到了很多的利益。因为它应用的范围、应用的效果以及社会的影响力，在1987年12月获得了国家科技发明三等奖。
第二个活菌制剂是乳康生。
它是在促菌生的基础上，又分离到一株干酪乳杆菌DM8121，制成的双联的活菌制剂，它可以发挥蜡样芽孢杆菌以及干酪乳杆菌的协同的生长促进作用，发挥更佳的肠道菌群调节作用。
它应用到临床上，主要是用在急、慢性肠炎，也取得了很好的疗效。这个活菌制剂也实现了转化。
第三个活菌制剂是回春生，它是从健康成年人的粪便中分离得到的一株青春双歧杆菌DM8504。
在体外实验发现，它对大肠杆菌、沙门氏菌、克雷伯菌以及变形杆菌这些有害菌或者致病菌有抑制作用。
在体内试验，对临床上肝炎、肝硬化的患者有很好的疗效，主要是改善他们这些患者的肝功能以及全身状态，起到降低血清内毒素，也就是LPS水平的作用。
回春生也实现了转化，应用在临床消化科，当时也取得了非常好的效果。
前三个我们都是在肠道，我们从肠道出来，进入到人体的另外一个重要的微生态系统，就是泌尿生殖道。
康白老师进一步从健康妇女的阴道中，分离出一株德氏乳杆菌，是DM8906。
这株菌在体外对葡萄球菌、肠杆菌、酵母菌有明显的抑制作用，这三种菌是细菌性阴道炎中微生态失调的原因菌。
我们再通过体内实验发现，定菌生对细菌性阴道病以及非特异性的阴道炎都有很好的治疗作用，它现在也在临床上有所应用。
第五个就是调脂生，它有一个非常好听的名字，叫胖墩乐。
我们在学龄儿童中粪便中，分离出一株在体外具有明显的降低血清胆固醇水平的肠球菌，它的菌株号是DM891129。
在试管内以及动物实验中，都发现它具有很好的降低胆固醇水平的作用；在临床上，我们也做了小样本的实验，发现它对高胆固醇病人的血清胆固醇水平都有很好的调节作用。
但是这株菌很遗憾没有实现转化，由于肠球菌的一个耐药性制粒的问题，所以没有实现转化。
我的研究方向就是接着调脂生来做，我们来关注的就是肠道菌群在脂代谢过程中的作用。
以上说的这些内容，我们在2014年编撰了一本《微生态学实践》，相关的论文大家可以到里面去参考。
我们关注肠道菌群在血脂代谢中的作用，我们将它的目标锁定在水产品中。
因为我们大连是一个靠海的城市，所谓靠山吃山靠水吃水，随着“蓝色牧场”这个国家战略的推广，水产品的深加工以及高附加值的开发，就成为一个迫在眉睫的问题。
我们就在讲，海洋水产品中是不是有益生元的来源，是不是可以来降血脂呢？我们通过查文献，关注到裙带菜，它可以说是我们餐桌上越来越常食用的一种食用藻类。
实际上，裙带菜被食用的只是一小部分，在下面这个部分就是孢子囊叶，这些孢子囊叶是不可以食用的，它往往就作为一些副产品直接弃掉。
它弃掉之后，会对环境造成污染，那么该如何去处理它呢？我们通过查阅文献发现，孢子囊叶中有一个非常好的物质就是岩藻多糖，也叫Fucoidan。
它实际上在抗肿瘤、提高免疫力上已经有很多文献的支持，那我们就关注它是否有调节肠道菌群以及调节血脂的作用。
我们进行了相应的动物实验，第一个实验，我们是用SD大鼠制造了高脂血症的模型，进行FUC的干预，也就是岩藻多糖的干预。
干预之后，我们发现，从血清的胆固醇水平上，它的总胆固醇以及低密度脂蛋白，还有内毒素以及总胆汁酸的水平都是下降的。
而与之相对应的是，动物的高密度脂蛋白的水平是升高的。
同时我们又关注了肝脏，它的脂肪变以及炎症反应是降低的；同时CYP7A1——胆汁酸作用的一种关键酶，也是有一个改善的趋势。
我们只是观察一种现象，那跟肠道菌群有什么关系？我们又分离了肠道菌群，进行了16S的高通量测序。
我们发现，经过FUC处理之后，肠球菌、肠杆菌是升高的。
我们前面讲到，调脂生就是一种肠球菌，它可以促进血脂的代谢。在动物体内经过FUC处理之后，它是升高的，而与之相对应的放线菌是减少的。
我们又做了一个体外实验，用刚才乳康生的DM8121的生产菌株，来进行一个体外干预。发现DM8121经过FUC干预之后，它的胆盐水解酶，也是肠道菌群在脂代谢中一个重要的关键酶的活性也是升高的。
这也是用了一个动物实验跟体外实验，证明了FUC（岩藻多糖）对高脂血症以及肠道菌群的调节作用。这一部分结果今年刚刚发表。
另外一个实验中，我们采用了不同剂量的岩藻多糖，进行了BALB/c 小鼠的一个干预实验，也是血脂异常的模型。
我们发现，跟SD大鼠相似，它的血清中的总胆固醇以及低密度脂蛋白的水平也是降低的。
而与之相对应的肠道菌群，我们发现了一个非常有趣的现象。
就是经过FUC干预，与模型组相比，它的葡萄球菌跟链球菌的水平是降低的，葡萄球菌跟链球菌是我们常见的机会致病菌或者兼性菌。
目前，我们课题组正在对这部分的实验结果进行进一步的研究，看看FUC对这些细菌的具体作用机制是什么。
上面的这部分结果也是在2018年有发表。
最后进行一个简单的展望。
第一，我们要注意多学科的深度协作，更加清晰的阐明微生态系在人畜相关疾病中的作用。
虽然现在有很多的论文，但往往都是一些相关性的研究，并没有因果性的关系的探讨，所以还是需要我们临床、基础多学科来协作。
第二，就是我们微生态制剂产业。刚才讲了，人体正常菌群是有种属性、特异性的，那么如何开发出适合我们国人自己的益生菌菌种以及益生元的制剂，这都是非常重要的工作。
我觉得更需要我们基础、临床以及产业互相联动得到更好的微生态制剂，有我们中国人完全自主产权的微生态制剂。
一句话就是——已有成功的典范，吾辈应继续努力，未来可期！
谢谢大家！
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