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4 移植了粪菌,思想也会跟着一起移植?

    “你吃屎了吧!”这句不文明用语在日常生活中有时会听到,人们认为大概只有脑子坏掉的人才会去“吃屎”。然而,现在的研究发现,粪菌移植居然可以在一定程度上解决不少人的问题!

    假如你在某段时间总是感到莫名地紧张担心、坐立不安,甚至心悸、手抖,那很有可能是患了焦虑症。医生在查看你的病情之后,也许为你推荐了一种意想不到的治疗方案——粪菌移植(fecal microbiota transplantation,FMT)。

    “等等,我只是精神状况有些问题,关粪便什么事?!”

    你大概不知道,无数的研究已经证实,肠道菌群可以“操控”我们的大脑。肠道菌群,又被誉为人类的“第二基因组”,近年来,“菌群”这个词已经频频进入大众视野,似乎常见的许多疾病都和它们脱不了干系。这些高度多样化、数量惊人的菌群定居于我们的身体中,对我们的健康至关重要。

    大量研究已经证明,肠道菌群参与许多重要的生理功能,如食物的消化和吸收、免疫力等。肠道菌群还可以影响更高级的功能,比如影响各种神经系统的功能,诸如认知能力、学习和记忆力等。肠道菌群甚至还可以调节智力发育及日常行为。这些发现都不是猜测,通过对一些神经功能障碍类疾病研究已经证明,帕金森症、阿尔茨海默病、多发性硬化症、肌萎缩性侧索硬化症、焦虑症、压力大等都与肠道菌群关系密切。肠道中的某些菌或者它们的分泌物(如短链脂肪酸、γ-氨基丁酸、5-羟色胺及其他神经递质)可通过迷走神经刺激直接或通过免疫系统,神经内分泌系统等间接影响大脑,受到菌-肠-脑轴的调控。

    肠道能够通过迷走神经直连大脑,可以将肠道里的信息快速从肠道传到头脑,肠道还负责产生人体95%的五羟色胺和50%的多巴胺。如果肠道传递的这些物质发生改变,大脑的正常功能也会受到影响。

    最近有个特别有意思的研究发现,患有重度抑郁症的患者的粪便菌群居然可以把抑郁症状“传染”给无菌动物。通过对比,研究人员发现,如果把实验小鼠体内的菌群完全去除,这些小鼠就会变得不爱动弹,表现出了抑郁症状,如果再把重度抑郁症患者的粪便菌群移植给这些无菌小鼠,它们就会表现出与人类类似的抑郁、焦虑等症状。

    基于这些发现,我们有理由相信,如果给抑郁症患者移植健康人的粪菌是有可能缓解抑郁症状的。再进一步,菌群影响人的心理,移植人的菌群后,是不是菌群在新的“主人”体内也会影响其心理呢?对于这个问题,我们先不着急下结论,只能说一切皆有可能。

    先来看看已有的一些研究吧,直接在人体做的研究还没有,但是一些跨物种的FMT,比如将患者的粪菌移植到无菌小鼠体内的研究还是有一些的。

    FMT可影响IBS肠道功能和焦虑样行为

    肠易激综合征(IBS)是世界上最常见的胃肠道疾病之一,患者常出现腹痛及肠排便习惯改变,如腹泻和便秘。此外,IBS患者还常伴有慢性焦虑或抑郁。这类患者体内的肠道微生物发挥着重要作用,不仅可以影响他们的肠道功能,还能影响他们的情绪和行为。

    研究人员将有和没有焦虑症的IBS患者的粪便微生物移植到无菌小鼠体内,结果发现与接受健康个体粪便菌群移植的小鼠相比,移植了IBS患者粪便菌群的小鼠表现出人患者类似的肠道症状,并且移植了患有焦虑症的IBS患者菌群的小鼠也表现除了焦虑症状。

    FMT可影响帕金森症

    帕金森症(Parkinson’s disease,PD)是一种老年人常见的神经系统疾病, 60岁左右发病较多。我国65岁以上老人患PD的比例大约是1.7%,差不多一百个老人里有两个人,并且还有逐年增加的趋势。实际上只有不到10%的PD患者有家族史,其病因更多的可能是由环境因素引起的。PD最突出的特征是静止性震颤,也就是什么都不干,身体控制不住地抖动,特别是手,越是闲着不动越抖得厉害,拿东西的时候反倒不抖了;紧张激动的时候抖得更厉害,但是睡着了就不抖了。

    当出现抖动时实际上已经患病很长一段时间了,实际上,在出现抖动之前,帕金森患者嗅觉最先出了问题,一些老人出现闻不到或者闻不对常见的气味,食欲变差时需要引起警惕。当嗅觉改变没有引起重视时,一些老人还会出现胃肠道症状(如便秘等),肠道神经系统也会出现病变,而大脑也随之出现病理改变,最著名的莫过于α-突触核蛋白(α-synuclein)了,正是它破坏了神经细胞,影响了大脑的正常功能。

    近年来的研究也发现,PD患者的肠道菌群明显失调。与健康人相比,PD患者的粪便样品中短链脂肪酸浓度显著降低,普雷沃氏菌科及拟杆菌门丰度减少,肠杆菌科丰度增加。这些菌群的改变可能伴随着胃肠功能紊乱,胃肠神经系统和大脑神经系统的病变,这些病变可能持续二三十年,直到出现PD。

    随着年龄增加,衰老过程常伴随着肠道菌群组成变化,菌群多样性降低可引起慢性炎症的肠道致病菌的增加,乳杆菌属的减少等都可能引起肠道菌群的紊乱。衰老过程和肠道菌群的变化是不是与PD的发病有关系呢?为了解答这个问题,2014年,中科院心理研究所的金锋研究员与北京医院神经内科秦斌主任合作共同开展了PD患者的肠道微生物研究,我与李薇和吴晓丽博士共同参与了这项研究。在研究中,我们详细记录了患者的生活史和疾病史,同时分析了患者和健康对照组之间的肠道微生物组成的差异,结果发现,与健康对照组相比,肠道具有纤维素降解作用的细菌在PD患者中显著降低,具有潜在致病性的细菌在PD受试者中明显增加。根据这个结果,我们推断,PD患者肠道微生物的结构变化导致纤维素降解产物减少,病原菌的增加,减少了短链脂肪酸的产生并产生了更多的内毒素和神经毒素,这些变化可能导致了PD的发生。

    前面已经提到,帕金森患者大脑中α-突触核蛋白存在异常,如果让小鼠分泌更多的这个蛋白就能模拟出PD症状。2016年,科研人员人为地增加了大脑中这种蛋白从而构建了PD模型小鼠。结果正如所料,PD模型小鼠的运动能力明显变差,出现了类似PD的症状。科研人员又给PD模型小鼠服用抗生素,把它们的肠道菌群给清除掉,结果发现PD模型小鼠的运动技能竟然部分恢复了!

    清除肠道微生物对治疗PD也是有好处的!难道是肠道微生物引起了PD吗?为了回答这个问题,科研人员先将一些特定微生物的代谢物喂喂给无菌小鼠,发现这些菌的代谢物能够让小鼠表现PD症状。进一步分析发现,肠道细菌分解膳食纤维时所产生短链脂肪酸(SCFA)分子是促进神经炎症的“不良分子”进一步使PD恶化。这就表明,肠道微生物的代谢产物与PD的发生之间存在密切联系。

    紧接着,他们又把健康人和PD患者的粪便样品移植给无菌小鼠,结果发现,移植了PD患者肠道菌群样本的无菌小鼠表现出更强的PD症状。同时,这些小鼠的粪便中也含有更高水平的SCFA。这些研究结果也就证明了肠道菌群和PD发生之间的关系。这些结果也提示人们,未来或许可以通过FMT等方式调控肠道菌群及其代谢产物来治疗PD。

    然而,这里也存在一个问题。我们现在知道了肠道微生物的改变是在PD发生之前的很长一段时间,有可能是几十年。在做FMT时,选择的供体都还比较年轻,但是并不能预知他们未来的几十年中是否会得PD。如果这个供体的菌群容易引发PD,那么在移植之后,就有可能在未来的某一天也会引发PD。

    FMT可影响阿尔茨海默病

    阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是全球范围中最常见的痴呆形式,遗憾的是这种破坏性神经退行性疾病目前还没有治愈的可能。AD的主要临床表现为渐进性记忆障碍、认知功能障碍、人格改变及语言障碍等神经精神症状。这跟PD完全不一样,这种病会让老人“变傻”!这种病会严重危害老年人的身心健康和生活质量,给患者造成深重的痛苦,也给家庭和社会带来沉重的负担。

    令人担忧的是,随着世界人口老龄化的增加,AD的发病率逐年上升。据估计,2010年,全世界大约有0.36亿AD患者,预计将来会以每20年增加1倍的速度快速增加,到2030年,全球AD患者甚至达到约0.66亿,到2050年将超过1.15亿!

    AD的病理学表现主要包括神经细胞外β-淀粉样蛋白(amyloid protein β, Aβ)聚集形成的斑块,称为老年斑(senile plaque, SP)和神经细胞内的过度磷酸化的tau蛋白。肠道微生物群在许多脑部疾病中发挥作用, AD也不例外!

    为了研究AD,人们构建了Aβ前体蛋白(A β precursor protein,APP)转基因小鼠模型,这种模型会出现类似AD的症状。通过对比AD小鼠和健康小鼠的粪便中的细菌组成,发现两种小鼠的肠道微生物组成差异巨大。随后人们把AD模型小鼠的体内菌群完全清除,结果发现这些无菌小鼠脑中Aβ淀粉样蛋白大大减少了。

    紧接着,有人把健康小鼠和AD模型小鼠的粪便菌群分别移植给无菌小鼠,结果发现,移植了AD小鼠来源的肠道细菌的小鼠大脑中出现了更多的斑块。这些结果说明肠道微生物参与了AD的发病。虽然这个研究并没有直接使用AD患者的肠道菌群,但是也同样证明了,FMT的过程,供体的肠道微生物组成会影响受体大脑中特定物质的含量。

    FMT影响性别认同或生育能力

    有些疾病男女有别,比如自身免疫病大多高发于女性,而自闭症多发生于男性。究竟是什么原因导致的性别差异呢?有一项研究对比了患有自身免疫性的Ⅰ型糖尿病(T1D)的雌性和雄性小鼠的肠道菌群的差异,结果发现随着性成熟,雌性小鼠肠道菌群与雄性小鼠的差别越来越大,差异的主要菌包括Roseburia, Blautia,Parabacteroides和Bilophili等。两性之间的微生物组成差异在幼鼠期差异并不大,真正出现差异是从青春期开始的,也就是出现明显的性别区分开始的。这个研究表面这种病的性别差异可能是由肠道菌群介导的。

    既然肠道微生物影响了雌性自身免疫性疾病发病率,是不是通过改变肠道微生物就能改善T1D发病率呢?于是,他们又做了一个有意思的研究,这次他们把成年雄鼠的肠道菌群移植给雌性幼鼠(相当于把爸爸的菌群移植给女儿),结果发现,雌鼠的发病率大幅降低,最主要的变化是雌鼠血清中一种激素-睾酮的水平明显升高,睾酮本身具有显著的胰岛细胞保护作用,不仅可增加胰岛细胞的分泌,而且可以明显地促进胰岛素的合成。他们还发现肠道微生物要想发挥作用需要依赖雄激素受体的活性。这就说明,调节肠道菌群有可能还可以调控性激素的水平。

    睾酮(又称睾丸素、睾丸酮或睾甾酮)是一种天然雄性激素,控制男性性器官和男性副性征的发育和生长。睾酮主要由男性的睾丸或女性的卵巢分泌,随着年龄增长,从十岁左右开始,男性的睾酮水平快速增加并维持较高的水平,而女性的睾酮水平稍有增加并在十四五岁开始维持稳定。睾酮对“男子气概”行为具有重要影响,并且具有维持男性特征,肌肉数量,强度及质量、维持骨质密度及强度、提神及提升体能等作用。在医学上,人们将睾酮用于无睾症的替代治疗、男性更年期综合征、阳痿等疾病的治疗,某些人为增加肌肉数量也会使用。

    在动物世界,睾酮作为一种雄性激素,不仅能够保持“男子气概”,还是维持动物攻击性,获得和维持自己的社会地位的作用。较高的睾酮水平造就了雄性强壮的体格,他们的攻击性也更强,这样可以保持自己在群体中的位置,群体中的“王”是需要经过残酷的战斗获得的,比如雄狮要想获得狮群首领的位置,必须挑战老狮王,需要经过激烈的打斗,这就需要有足够量的睾酮支持。

    睾酮水平还会影响动物的冒险行为以及积极主动性,睾酮水平越高,动物越爱冒险,积极主动性也越高。较高的睾酮水平与反社会人格密切相关,那些恐怖分子体内的睾酮水平一定高于正常人。此外,睾酮水平还会影响抑郁症,睾酮水平维持在合理的水平人表现正常,一旦睾酮水平偏离平均值,高了或者低了都可能引起抑郁。睾酮水平还会影响对其他人的看法,性别认同,甚至会影响择偶、婚姻和生育能力。

    在上面的研究中,肠道菌群移植明显改变了雌性小鼠的雄性激素水平,而雄性激素具有的生理和心理影响也会跟着改变。雌性小鼠雄性激素水平的升高,会让雌性小鼠在行为上更偏向雄性,在人类社会也就是表现得更“爷们儿”了。设想一下,一个女性,体毛浓密,嗓音低沉,行为粗鲁,攻击性极强,一不高兴就动手,我相信绝大部分正常的男性都不会选择这样的女性作为结婚对象,更不用说跟她生育孩子了。对于这样的女性来说,可能她们的肠道菌群太接近男性了,“女汉子”的出现可能是生活方式太过男性化,大口吃肉、大口喝酒的饮食习惯在默默地影响着肠道微生物,而这些微生物影响了激素的分泌,进而让“女人”有了“汉子”的行为。

    移植粪菌有风险,思想也可能跟着一起移植!

    一个人的微生物组受到环境和其他人的影响,而微生物会影响人的激素水平,进而影响人的心理和行为。你可能还没有意识到,经常与我们密切接触的人或者他们的生活和饮食习惯都可能影响到我们自身的微生物组。

    俗话说“物以类聚,人与群分”,这句话的意思不仅体现在人的认知和行为上,在肠道菌群上也是一样的。拥有同样想法的人容易聚在一起,也更容易成为朋友,他们的肠道微生物组成也可能更为接近。

    在全球范围内,各个国家和民族的肠道微生物组成是不一样的,即使在同一个国家,不同民族不同地域的人的肠道微生物也不一样。而不同民族的人所具有的不同思想或行为很可能是肠道微生物在长期的与人共生过程中逐渐造就的。

    想起蒙古族人,我们脑海中就会想到“彪形大汉”,身材魁梧、实诚可靠、脾气火爆;想到上海人,我们的印象中则是身材偏瘦、伶俐机警、脾气温和。他们的饮食习惯确实很不一样,蒙古族人爱吃肉,当年的蒙古大军骁勇善战就是由于特殊的饮食造就了特殊的肠道微生物,让他们更具攻击性。现在的研究也发现,经常吃肉的人与经常吃素的人的肠道微生物组成明显不同。直接移植他人的肠道菌群,而不是通过饮食改变,可能会像长期饮食影响形成的肠道微生物一样可以影响人的心理和行为。

    综上所述,我认为,移植粪菌,思想也可能跟着一起移植!你呢?

    如果你也认同,那就需要好好考虑一下应该怎么善待你的肠道微生物了。有孩子的父母们也应该考虑一下如何养育孩子肚子里的微生物,也许孩子美好的未来就掌握在如何调整这些微生物上。