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粪便移植展现延寿潜力,让早衰症小鼠寿命平均延长15%

2019-08-12
内容详细
是谁能够陪你从出生到老去,与你终生保持密切关系?答案不是别人,而是你肠道内数以万亿计的肠道微生物。
Nature Medicine 近日就发表了一项关于肠道微生物如何影响寿命的重磅研究。

来自西班牙奥维尔多大学的生物学家 Clea Bárcena 和她的同事发现,随着早衰症(一种会导致过早衰老和死亡的遗传病)患者疾病的进展,患者体内出现了越来越严重的肠道失调;而在被认为健康长寿的“百岁老人”身上,却没有发现类似现象。

在小鼠身上进行的一项进一步研究表明,衰老发生时宿主肠道微生物确实会发生相应的变化,当通过移植健康小鼠的粪便细菌,研究人员证实可以成功延长早衰小鼠的寿命

“事实上,延长寿命的可能性是非常惊人的。”Bárcena 表示,这一发现有一天可能会帮助研究人员为与年龄有关的疾病设计有针对性的益生菌治疗方案。下一步,她们将确定更多有益的细菌种类,并弄清楚它们如何影响动物和人类的健康和寿命。

image(来源:Nature Medicine

粪便移植暗藏健康风险
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粪便移植,也被称为肠道微生物移植,是一种通过灌肠、胃喉、或口服胶囊等途径,将健康捐赠者粪便菌群转移到患者体内,帮助患者恢复肠道菌落平衡,达到治疗目的医学疗法

不过,粪便移植并不是什么新鲜的疗法,早在公元 4 世纪的中国古代,就有用粪清治疗食物中毒和严重腹泻的记载。近些年来,一些临床试验也表明,粪便移植是治疗顽固梭状芽胞杆菌感染的有效方法,科学家们还试图通过粪便移植来治疗炎症性肠病和便秘,同时该疗法也被应用于自身免疫疾病及神经系统疾病的治疗试验中。

我们不禁要问,粪便中的微生物究竟有何魔力,竟然能被科学家们用于治疗各种复杂疾病?

事实上,在人体内共生的 100 万亿个细菌(约为人体细胞总数的 10 倍)的确能够深刻影响宿主个体的健康状态,小到代谢消化,大到健康免疫、防御疾病,甚至是谁和谁互相更吸引等一系列社会行为,都与你身体内的这一微小群体息息相关。

已经有科学证据表明,不同的微生物菌落与包括肥胖、炎症性肠病、心脏病、结肠癌,甚至抑郁症、孤独症等疾病密切相关,而且科学家们还发现,没有任何两个个体拥有完全相同的微生物群,个体的微生物群组成可以随着饮食、生活方式、抗生素和其他药物的治疗以及其他环境因素而改变。

image图|从人体粪便中分离出的细菌

这些肠道微生物变化与疾病健康状态之间的关联研究,催生了科学家们进一步通过把健康捐赠者粪便菌群转移到病人体内,实现复杂疾病治疗的想法。

但是,值得说明的是,改变微生物群组成是否就一定能够促进改善身体健康和生理表现,且不会带来其它安全风险,目前仍然很不确定。

一方面基于基因组学等技术的进步,科学家们揭开了更多关于肠道微生物的奥秘,为通过肠道微生物进行疾病治疗提供了光明前景;但另一方面,各种坊间粪便移植疗法,已经走在监管之前进入灰色医疗领域。

近日,美国食品药品监督管理局(FDA)就针对“一名患者在接受粪便微生物移植治疗时引发严重细菌感染导致死亡”发布警告,提示粪便微生物移植治疗方法存在严重的潜在健康风险,甚至可能危及生命。同时,FDA 紧急叫停了一系列相关临床试验,除非研究者可以证明移植样本不含多重耐药性生物。

肠道生态平衡与长寿相关
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当然,理性地看,粪便移植疗法的“翻车事故”,在于我们对肠道微生物的了解不够深入,对于粪便移植疗法的研究不够成熟。而越来越多的粪便移植临床试验“前赴后继”地在全球各地火热开展,也在一定程度上表明了基于肠道微生物开发新型疾病疗法的巨大潜力。

以发表在全球顶尖期刊 Nature Medicine 的这篇最新研究为例,研究人员就为基于肠道菌群实现与年龄相关疾病的预防和治疗提供了重要的理论依据。

和许多肠道菌群与健康关联的研究类似,Clea Bárcena 和她的同事们在人类早衰症患者中发现,随着疾病的进展,患者肠道中多种细菌之间的平衡受到破坏。而在对百岁老人的研究中,发现这些长寿老人拥有健康的肠道生态平衡,且出现了变形菌门(Proteobacteria)减少和疣微菌门(Verrucomicrobia)增多。

在早衰症小鼠模型的研究中,也证实了肠道菌群失调与衰老的关联。研究人员发现,早衰症小鼠中Proteobacteria和蓝细菌(Cyanobacteria)增多,Verrucomicrobia减少。

image图 | 早衰症小鼠与野生型对照小鼠的肠道菌群丰度差异,红色表示在早衰小鼠体内丰度增加,灰色表示 WT 小鼠体内的丰度增加(来源:Nature Medicine

为了进一步探究肠道微生物对于衰老的影响,研究人员尝试改变早衰小鼠的肠道菌群,以观察其是否会对其疾病的进展产生影响。为此,研究人员从健康小鼠的粪便中提取细菌,并把它们植入患病小鼠的肠道中。

在接下来的几周内,研究人员发现早衰症小鼠的症状发展开始减缓。早衰症有两种常见症状,即体重下降和低血糖。与对照组相比,接受粪便移植治疗的小鼠体重下降速度减缓,也没有出现低血糖症状,更重要的是,研究人员发现,接受粪便移植治疗的小鼠平均寿命比未接受治疗小鼠寿命长近15% 。

研究人员表示,可能是变形菌门的一种细菌 Akkermansia muciniphila,通过增加肠道中次级胆汁酸的数量,在改善衰老的过程中发挥了作用。当研究人员仅为早衰症小鼠植入这种细菌时,这些小鼠的寿命也被延长了。

这些研究结果表明,调整与衰老相关的肠道菌群,对于与年龄相关的衰老等疾病改善是有益的。

“这是一项很好的、有趣的研究。”耶鲁大学的医生 Heidi Zapata 说。但她也警告说,将这些发现从老鼠身上转移到人类身上,将是一件棘手的事情。“我认为我们还没有接近研制出一种我们能够吞下的药物。但考虑到微生物群的重要性,这确实预示着未来的可能性。”
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