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糞便移植展現延壽潛力,讓早衰癥小鼠壽命平均延長15%

2019-08-12
內容詳細
是誰能夠陪你從出生到老去,與你終生保持密切關系?答案不是別人,而是你腸道內數以萬億計的腸道微生物。
Nature Medicine 近日就發表了一項關于腸道微生物如何影響壽命的重磅研究。

來自西班牙奧維爾多大學的生物學家 Clea Bárcena 和她的同事發現,隨著早衰癥(一種會導致過早衰老和死亡的遺傳病)患者疾病的進展,患者體內出現了越來越嚴重的腸道失調;而在被認為健康長壽的“百歲老人”身上,卻沒有發現類似現象。

在小鼠身上進行的一項進一步研究表明,衰老發生時宿主腸道微生物確實會發生相應的變化,當通過移植健康小鼠的糞便細菌,研究人員證實可以成功延長早衰小鼠的壽命

“事實上,延長壽命的可能性是非常驚人的。”Bárcena 表示,這一發現有一天可能會幫助研究人員為與年齡有關的疾病設計有針對性的益生菌治療方案。下一步,她們將確定更多有益的細菌種類,并弄清楚它們如何影響動物和人類的健康和壽命。

image(來源:Nature Medicine

糞便移植暗藏健康風險
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糞便移植,也被稱為腸道微生物移植,是一種通過灌腸、胃喉、或口服膠囊等途徑,將健康捐贈者糞便菌群轉移到患者體內,幫助患者恢復腸道菌落平衡,達到治療目的醫學療法

不過,糞便移植并不是什么新鮮的療法,早在公元 4 世紀的中國古代,就有用糞清治療食物中毒和嚴重腹瀉的記載。近些年來,一些臨床試驗也表明,糞便移植是治療頑固梭狀芽胞桿菌感染的有效方法,科學家們還試圖通過糞便移植來治療炎癥性腸病和便秘,同時該療法也被應用于自身免疫疾病及神經系統疾病的治療試驗中。

我們不禁要問,糞便中的微生物究竟有何魔力,竟然能被科學家們用于治療各種復雜疾病?

事實上,在人體內共生的 100 萬億個細菌(約為人體細胞總數的 10 倍)的確能夠深刻影響宿主個體的健康狀態,小到代謝消化,大到健康免疫、防御疾病,甚至是誰和誰互相更吸引等一系列社會行為,都與你身體內的這一微小群體息息相關。

已經有科學證據表明,不同的微生物菌落與包括肥胖、炎癥性腸病、心臟病、結腸癌,甚至抑郁癥、孤獨癥等疾病密切相關,而且科學家們還發現,沒有任何兩個個體擁有完全相同的微生物群,個體的微生物群組成可以隨著飲食、生活方式、抗生素和其他藥物的治療以及其他環境因素而改變。

image圖|從人體糞便中分離出的細菌

這些腸道微生物變化與疾病健康狀態之間的關聯研究,催生了科學家們進一步通過把健康捐贈者糞便菌群轉移到病人體內,實現復雜疾病治療的想法。

但是,值得說明的是,改變微生物群組成是否就一定能夠促進改善身體健康和生理表現,且不會帶來其它安全風險,目前仍然很不確定。

一方面基于基因組學等技術的進步,科學家們揭開了更多關于腸道微生物的奧秘,為通過腸道微生物進行疾病治療提供了光明前景;但另一方面,各種坊間糞便移植療法,已經走在監管之前進入灰色醫療領域。

近日,美國食品藥品監督管理局(FDA)就針對“一名患者在接受糞便微生物移植治療時引發嚴重細菌感染導致死亡”發布警告,提示糞便微生物移植治療方法存在嚴重的潛在健康風險,甚至可能危及生命。同時,FDA 緊急叫停了一系列相關臨床試驗,除非研究者可以證明移植樣本不含多重耐藥性生物。

腸道生態平衡與長壽相關
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當然,理性地看,糞便移植療法的“翻車事故”,在于我們對腸道微生物的了解不夠深入,對于糞便移植療法的研究不夠成熟。而越來越多的糞便移植臨床試驗“前赴后繼”地在全球各地火熱開展,也在一定程度上表明了基于腸道微生物開發新型疾病療法的巨大潛力。

以發表在全球頂尖期刊 Nature Medicine 的這篇最新研究為例,研究人員就為基于腸道菌群實現與年齡相關疾病的預防和治療提供了重要的理論依據。

和許多腸道菌群與健康關聯的研究類似,Clea Bárcena 和她的同事們在人類早衰癥患者中發現,隨著疾病的進展,患者腸道中多種細菌之間的平衡受到破壞。而在對百歲老人的研究中,發現這些長壽老人擁有健康的腸道生態平衡,且出現了變形菌門(Proteobacteria)減少和疣微菌門(Verrucomicrobia)增多。

在早衰癥小鼠模型的研究中,也證實了腸道菌群失調與衰老的關聯。研究人員發現,早衰癥小鼠中Proteobacteria和藍細菌(Cyanobacteria)增多,Verrucomicrobia減少。

image圖 | 早衰癥小鼠與野生型對照小鼠的腸道菌群豐度差異,紅色表示在早衰小鼠體內豐度增加,灰色表示 WT 小鼠體內的豐度增加(來源:Nature Medicine

為了進一步探究腸道微生物對于衰老的影響,研究人員嘗試改變早衰小鼠的腸道菌群,以觀察其是否會對其疾病的進展產生影響。為此,研究人員從健康小鼠的糞便中提取細菌,并把它們植入患病小鼠的腸道中。

在接下來的幾周內,研究人員發現早衰癥小鼠的癥狀發展開始減緩。早衰癥有兩種常見癥狀,即體重下降和低血糖。與對照組相比,接受糞便移植治療的小鼠體重下降速度減緩,也沒有出現低血糖癥狀,更重要的是,研究人員發現,接受糞便移植治療的小鼠平均壽命比未接受治療小鼠壽命長近15% 。

研究人員表示,可能是變形菌門的一種細菌 Akkermansia muciniphila,通過增加腸道中次級膽汁酸的數量,在改善衰老的過程中發揮了作用。當研究人員僅為早衰癥小鼠植入這種細菌時,這些小鼠的壽命也被延長了。

這些研究結果表明,調整與衰老相關的腸道菌群,對于與年齡相關的衰老等疾病改善是有益的。

“這是一項很好的、有趣的研究。”耶魯大學的醫生 Heidi Zapata 說。但她也警告說,將這些發現從老鼠身上轉移到人類身上,將是一件棘手的事情。“我認為我們還沒有接近研制出一種我們能夠吞下的藥物。但考慮到微生物群的重要性,這確實預示著未來的可能性。”
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