德国国家科研机构在2001年的一份研究报告中称：“如果能治疗疾病的物质都称作药的话，人体自身是可以产生一万多种药的！而这一万多种药有百分之七十以上是在肠道中。一般的疾病靠这些药完全可以治愈。”
这听起来难以置信，但不可否认的是，近年来肠道菌群在治疗人类疾病方面的作用发挥的越来越大，对肠道菌群的研究也是当今最热门的科研领域之一，
7月22日，Nature杂志及其子刊 Nature Medicine 、Nature Biomedical Engineering、Nature Microbiology 杂志同期上线了五篇关于肠道菌群的最新研究进展。
这五项研究分别报道了肠道菌群在渐冻症、延长寿命、结直肠癌中的重要作用。
肠道菌群与渐冻症
题目：Potential roles of gut microbiome and metabolites in modulating ALS in mice（肠道微生物组和代谢物在调节小鼠肌萎缩侧索硬化（俗称渐冻症）中的潜在作用）
通讯作者：Eran Elinav、Eran Segal（德国魏茨曼研究所）、Marc Gotkine（以色列Hadassah-Hebrew大学医学中心）
肌萎缩侧索硬化症(ALS)是一种慢性进行性疾病，俗称渐冻症。常累及上运动神经元（大脑，脑干、脊髓）、下运动神经元（颅神经核，脊髓前角细胞）及其支配的躯干、四肢和头面部肌肉，致病机制尚不清楚。临床上常表现为上、下运动神经元合并受损的混合性瘫痪。著名物理学家霍金就是得了渐冻症，渐冻症的临床表现可能受未知环境因素的影响。
美国报告ALS的患病率为4/100000~6/100000，中国尚无确切的流行病学资料。ALS有家族性和散发性两种类型。以男性多见，男女之比约为1.5:1~2:1。多数患者发病年龄为50~70岁。
据以往研究发现，肠道中的神经细胞数量、类型和神经递质都与大脑内的神经细胞极其相似，所以肠道被肠胃人体“第二大脑”，也称“肠脑”。通常认为，大脑在替我们“做决定”，而“肠脑”在某些情况下也会帮人做决定。
《自然》杂志有一篇文章说，在加拿大一次水灾后，当地有些人因喝了不干净的水导致了肠易激综合征，出现了腹胀、腹痛、腹泻和便秘，而此后的8年中，这些人也出现了焦虑、意志消沉的情绪。
还有研究认为，常年便秘的患者，硫化氢进入大脑后会直接与大脑中的多巴胺受体结合，使多巴胺结合利用率下降，导致脑神经元传递受阻，大脑出现萎缩，人的认知能力大幅下降。
诸多上述例子，说明一件事，大脑与肠道是相互影响的。
在这项Nature论文的研究则更加验证了上述的观点。研究人员使用了渐冻症小鼠模型，研究发现了几种与渐冻症严重程度相关的集中肠道细菌，其中Akkermansia muciniphila菌（AM菌）随渐冻症的进展而减少，研究人员向渐冻症小鼠施用AM菌，发现AM菌相关烟酰胺在中枢神经系统中积累，并观察到渐冻症小鼠中的运动症状和脊髓基因表达的改善。
该研究表明，肠道菌群及其代谢产物很可能在渐冻症有潜在作用。
肠道菌群调节大脑功能的机制包括：肠道菌群能产生影响大脑的神经递质，包括5－羟色胺、γ—氨基丁酸等；肠道菌群增强肠道上皮的屏障功能和紧密连接的完整性；一些益生菌可以调节肠道感觉传入和肠神经的活动；肠道菌群的代谢产物通过产生短链脂肪酸对大脑产生影响，如丙酸、丁酸等；肠道菌群还能通过影响系统免疫和黏膜免疫，从而调节肠脑轴的功能。
因此保护肠道健康、保持肠道菌群的平衡对大脑健康具有重要的意义。未来，也许可以施用Akkermansia muciniphila菌来保持肠道菌群的平衡从而改善对于渐冻症者的治疗。
肠道菌群与早衰症
题目：Healthspan and lifespan extension by fecal microbiota transplantation into progeroid mice（粪便微生物移植可以延长早衰症小鼠寿命）
通讯作者：Carlos López-Otín、Pedro M. Quirós（西班牙奥维耶多大学）
当前，许多研究试图对肠道菌群进行筛查，期望找到有益的细菌，应用于医疗领域。而另一种更直接的方法，就是进行肠道菌群移植，希望用粪便中健康的菌群，代替不利于健康的菌群，达到治疗的目的。肠道菌群移植，也就是粪便移植，将健康人体内的粪便移植到需要的人体。
肠道菌群移植对糖尿病，溃疡性肠炎，老年痴呆症，帕金森病，乳糜泻，甚至癌症等等的研究都在进行中。据报道，有30-70%的自闭症人士都或多或少地有肠道问题，比如腹泻或者便秘。
目前，其在衰老中的确切作用仍有待阐明。
在这项 Nature Medicine 论文的研究中，研究人员发现两种不同的早衰小鼠模型的都有肠道生态失调的特征，它们肠道菌群中的Proteobacteria菌和Cyanobacteria菌增多，而Verrucomicrobia菌减少。
这一结果与人类早衰症患者的肠道菌群生态失调结果类似，此外，研究人员还研究了百岁老人的肠道菌群，发现Proteobacteria菌的减少和Verrucomicrobia菌增多。
接下来研究人员移植了健康小鼠的肠道菌群给早衰症小鼠，改善了早衰症小鼠的健康状况和寿命，并且单独移植Verrucomicrobia菌也可以改善早衰症小鼠寿命。
这些研究结果表明，纠正与老化相关肠道菌群生态失调是有益的，表明衰老与肠道微生物群之间存在联系，这也为基于肠道菌群干预与年龄相关疾病提供了理论基础。
肠道菌群与结肠直肠癌
题目：Phage-guided modulation of the gut microbiota of mouse models of colorectal cancer augments their responses to chemotherapy（噬菌体引导的结肠直肠癌小鼠模型的肠道微生物群的调节增强了它们对化学疗法的反应）
通讯作者：张先正（武汉大学）
肠道微生物群落的破坏被称为菌群失调，表现为肠道菌群多样性降低，肠道有害菌的增加。人体不同器官的微生物群落多样性存在显著差异。肠道菌群的组成和活性受到饮食变化、抗生素、外源有害物质、宿主免疫系统和感染性疾病的影响。
许多研究报道了结肠癌患者黏膜部位的菌群失调，而且存在显著的相关性。人肠道中的微生物群与结直肠癌（CRC）的进展和对CRC的治疗反应强烈相关。结直肠癌患者的肠道菌群中具核梭杆菌（F. nucleatum）丰度很高。
研究人员在有原位结肠直肠肿瘤或自发形成的结肠直肠肿瘤的小鼠中，口服或静脉内施用负载伊立替康的葡聚糖纳米颗粒共价连接到叠氮化物修饰的噬菌体，能够有效抑制具核梭杆菌（F. nucleatum）的生长，并显著增加了结直肠癌（CRC）的化疗效果。
实验还表明，在仔猪中口服施用噬菌体引导的伊立替康负载的纳米颗粒导致血细胞计数、免疫球蛋白和组胺水平以及肝和肾功能的变化可忽略不计。
这些研究结果表明，用于调节肠道微生物群的噬菌体引导纳米技术可能是治疗结直肠癌的新方法。
结语
如今，肠道菌群研究已经焕发出非常夺目的光彩，其在肥胖、癌症、神经性疾病等多个领域都发挥了越来越重要的作用。如今肠道菌群和肿瘤免疫疗法、CRISPR基因编辑技术，已然比肩成为生命科学研究的最热点。
越来越多的研究表明与肠道菌群的失衡有关，人类的各种疾病以及肠道菌群的多样性仍然使得它们看起来像一团迷雾。人类只是探索了这个谜团中的一小部分，未来，肠道菌群应用到各种疾病中仍然有一段很长的路要走，好在孜孜不倦的科学家正在这个领域带领我们渐渐拨开谜团。
参考内容：
/articles/s41586-019-1443-5
/articles/s41591-019-0504-5
/articles/s41551-019-0423-2
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