肠道微生物:我的地盘你做主

 

无辜的减肥者

       三月不减肥,四月徒伤悲,更伤悲的是,即使吃得少动得多还是有人怎么减都减不下来。

       据说这是一则可能让你从此告别冰淇淋的平面广告,来自法国卫生外交部,配文是“Obesity starts from childhood”。

 

 

       也许你会觉得委屈,为什么我这么努力,却还是没有办法瘦下来,也许你已经“认命”——算了吧,我全家都是胖子,所以我也瘦不下来。如果我告诉你肥胖并不是你的原因,你会不会好受一些?

       始作俑者可能是你肠道的那些住客,他们“决定”了你爱吃高热量的东西,“决定”了你看着青菜没有胃口,“决定”了别人吃什么都不胖而你喝水都会肥一圈,甚至让你的小肚腩在聚餐过后众目睽睽之下挣脱扣子出来透气。

 

让你变胖的微生物都是“勤劳”的

       不要再自责了,这不是你的错,肠道微生物才是那个捣蛋的家伙。但也不要责怪微生物,因为研究发现,容易胖的人肠道中的微生物是比较擅长分解食物的,它们促进脂肪酸的生产,导致脂肪的形成,这样一来食物中的营养物质和热量比较会被人体吸收。怎么吃也胖不了的人肠道中的微生物可能在消化食物方面显得比较“懒惰”。

       微生物让你喜欢吃某些东西,这些东西又会影响你肠道中的微生物。最后胖人们的肠道聚集的都是勤于消化的微生物,而正常体重的人们大多一直苗条下去。

 

一张图读懂肠道微生物对人体的影响

        肠道微生物对免疫系统至关重要,是人体健康的卫士,除肥胖之外,肠道微生物还与糖尿病有关系,同时它还左右着你的心情。下面这张图将具体告诉你,你的哪些部分是由肠道微生物决定的(请点击查看大图):

 

 

探秘人类“第二套基因组”——肠道微生物基因组

       我们之所以知道微生物与这么多疾病有关,都是科学家的功劳——发现了这么有意思的研究点,充满好奇细胞的科学家们怎么会轻易放过呢?科学家们发现,人体除受自身基因的调控外,还受到大量的共生细菌的影响。这些细菌大部分寄生在人的肠道中,通称为肠道菌群,在学术界常被称作“人体肠道元基因组”。

       肠道微生物可以分为有益菌、有害菌和中性菌。有益菌也成为益生菌,能帮助我们消化食物,增强免疫力,抑制病菌的侵袭,比如乳酸杆菌就是益生菌的一种。而有害菌则会引发疾病,破坏免疫系统甚至产生致癌物质。中性菌属于“墙头草”,像大肠杆菌,一般情况下它是对人体有益的,但一旦数量多到无法控制,或是感染其他部位就糟了。正因为它对人体健康有如此大的影响,受到了各国的重视。

       2007年底,美国国立卫生研究院正式启动为期5年的“人类微生物组计划”,共投入经费1.4亿美元。这个DNA测序计划规模比“人类基因组计划”更大,也被称为“人类第二基因组计划”。

       欧盟也举办了有关微生物的研究项目,比如人类元基因组第七框架项目的子项目——人体肠道元基因组研究计划(MetaHIT)。中国深圳华大基因研究院承担了该计划中的200多个欧洲人肠道微生物样品的测序及后续生物信息分析工作。2010年的一期Nature以封面故事介绍了华大基因主导的人体肠道菌群元基因组参考基因集的构建工作。

       该研究发现,人体肠道元基因组有330万个非冗余的基因,大约是人自身基因的150倍。科学家因此估计人肠道中存在约1000到1150种细菌,平均每个体内约含有160种优势菌种,并且这些细菌是绝大部分个体所共有的。这些研究不仅将对人类自身健康与体内微生物的微妙关系做出科学的诠释,也更有助于预防、监控和干预由肠道菌群引发的肥胖、肠炎和糖尿病等疾病,为开启基于肠道元基因组的个体化医疗打下基础。

 

 

解码肠道菌群,有望为肥胖、糖尿病的治疗提供新思路 

       2013年8月,华大基因等单位的科研人员在Nature杂志上首次发文揭示肥胖和不肥胖人群的肠道菌群的种类和数量均存在差异,肠道菌群对于体重的影响“肥胖基因”更重大。该研究采用新的定量宏基因组学分析方法对292位丹麦人进行了肠道菌群分析,发现低微生物丰富度的个体往往携带更多的促炎症的细菌,而高微生物丰富度的个体则包含更多的抗炎症细菌。低微生物丰富度的个体也含有更多的体内脂肪,大都表现出胰岛素抗性等现象并且还伴有其他的炎症表征,因此低微生物丰富度的人群患上前期糖尿病、Ⅱ型糖尿病、缺血性心血管疾病等肥胖相关的疾病的风险更高。

      华大基因的研究人员还使用宏基因组关联分析的方法对肠道微生物与Ⅱ型糖尿病的关系进行研究,揭示Ⅱ型糖尿病患者仅出现了中度的肠道微生物菌群失调,他们肠道微生态平衡被打破,丢失了一些有益菌,肠道有害菌有所增加,微生物基因功能分析还间接表明肠道环境的氧化压力等可能与糖尿病存在一定关系。研究还指出肠道微生物可以更好地被用来对Ⅱ型糖尿病等疾病进行风险评估及监控。研究结果在2012年9月发表在Nature上。

 

对于肠道菌群的研究或许可以成为预防和治疗现代人患肥胖症、糖尿病等慢性病的新方法。

       肠道微生物与健康还有许多谜团等待科学研究去发现,研究者们还在不断寻找微生物与疾病之间的关联。对人类健康来说,基因与微生物,一个是“先天”决定,一个是“后天”的影响。基因的改变很难,但通过调理肠道微生物来保持健康是一个可行的策略,肠道微生物这个健康的风向标,它的密码一旦被科学家完全掌握,将成为提高人类健康水平的有力助手。