营养不良的魔爪,肠道菌帮忙挣脱
当你在抱怨为什么有的人怎么吃都吃不胖,而自己随便两块巧克力就长出肚腩的时候,在世界的另一端,另外一群孩子正在饱受营养不良的折磨。或者因为寄生虫的侵扰,或者因为食物的短缺,或者因为饮食的不当——他们变得消瘦、无力、虚弱,最终走向死亡。当前,营养不良是造成婴儿夭折的主要疾病之一,而背后的原因却依然使人费解。
近日,圣路易斯华盛顿大学教授杰弗里·戈登(Jeffrey I. Gordon)的团队发现,适当的肠道菌群似乎有助于维持身体的生长。相关研究[1]发表在最新一期的《科学》杂志上。
研究者在非洲国家马拉维就婴儿生长和营养不良展开研究。图片来源:Lucy Bollinger/Washington University in St. Louis
“晚熟”的肠道菌群
戈登课题组的研究人员首先采集到马拉维不同年龄婴儿的粪便样本,并调查了其中肠道微生物的分布情况。他们发现,像身体随年龄增长而逐渐发育一样,肠道菌群也有一个“成熟”的过程——分析结果显示,随着宿主年龄的增长,肠道内的菌群比例会发生变化,并最终趋于稳定。
对于代谢正常,健康长大的孩子来说,他们体内微生物群落的“变迁史”应该是类似的。可对于营养不良的孩子来说,情况就不是这么回事——他们体内的菌落,似乎总比别人“成熟”得晚了一点。
那么,营养不良与肠道菌群有关系吗?在实验中,研究人员分别从健康婴儿或营养不良婴儿的粪便中分离微生物样本,并将它们“移植”到无菌小鼠肠道内。五周后,他们发现,相比于移植健康婴儿肠道菌群的小鼠,移植入营养不良婴儿的菌群的小鼠体重增幅显著降低——这意味着,它们出现了部分营养不良症的症状。
研究人员分别分析了这些健康和营养不良的小鼠体内的微生物群落,然后将它们放在一起,用马拉维婴儿的典型食物进行饲养,并观察小鼠的生长变化。
由于小鼠是一种有食粪习性的动物,所以放在一起饲喂有助于它们利用粪便中进行肠道微生物的交换。在这种属性的帮助下,人们发现,在“同居”生活开始之后,原来营养不良的小鼠体重的增幅回归了健康小鼠的水平。
图片来源:论文研究[1]
如果把肠道菌群的交换看做一场战争,那么这场战争的结果是明显的:健康小鼠体内的肠道菌群取得了压倒性的胜利。而对体内微生物分布情况的调查,也确认了这一事实。
谁是“功臣菌”?
依据这样的菌群不同,研究人员得到了两中在“战争”前后差异最大的细菌:Faecalibacterium prausnitzii、Ruminococcus gnavus。在试图培养它们时,研究人员又分离到了另外三种细菌:Clostridium nexile、Clostridium symbiosum、Dorea formicigenerans。研究人员推测,如果它们确实是导致代谢差异的幕后高手,那么仅仅使用这五种菌落,应该就可以挽救营养不良小鼠的健康状况。
结果确实如此,这五种菌造成了小鼠体重增幅的回升,改变了营养不良的局面。但是,当研究人员再次检验处理前后小鼠粪便中的微生物时,他们发现,这其中的两种——活泼瘤胃球菌(Ruminococcus gnavus)和共生梭菌(Clostridium symbiosum)——呈现出了巨大的差异。这意味着,它们更可能是解决营养不良的关键。
走向临床仍任重道远
在长期营养不良的魔爪之下,全世界大约有1.8亿儿童在出生后的头1000天就出现发育不良。在此背景下,戈登和同事的研究结果无疑是振奋人心的——调整肠道菌群可能成为帮助这些孩子抗击营养不良的新思路。
值得强调的是,对于一个复杂的生态系统来说,单一物种的引入可能造成的后果无法预知,肠道内也是这样。共生梭菌可以改善营养不良的状况,但它同时可能造成其他无法预知的后果。我们当然有理由对肠道菌群研究的前景保持乐观,但同时我们也需要意识到,目前的结果仍然是初步的。要实现理想中的美好未来,研究者依然需要更深入地进行研究。
(编辑、排版:Calo)
本文来源:果壳网