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王大虎:通过细菌移植治疗疾病

王大虎

细菌X落是人体内不可缺失的重要组成部分,没有它们生命将无法维持。人体肠胃系统与大量细菌部落形成一个庞大的生态系统。大量友好细菌不仅帮助人体品尝味道,表达情绪,而且在消化、生产维生素、调节激活人体免疫功能,破坏食物中的致癌物质,帮助人体免受癌症的侵犯。

有益菌分泌抗菌物质,为肠道提供一个生物防护系统,积极地对抗有害的生物体,使人体处于健康平衡状态。如果这个肠道防护系统被致病病原体破坏。将导致有益菌的生长受到致病病原体的排挤。肠道致病菌威胁肠道健康,抗生素可以帮助X病,但是抗生素也帮助肠道致病菌杀死有益菌,从而破坏人体防护机制与免疫系统。人体失去有益菌也与人们的生活习惯相关。国际上细菌的作用越来越受到科学界与医疗界的重视,人们试图通过恢复人体的细菌X落来治疗一些重大疾病,恢复一些慢性疾病患者的身体健康。

肥胖是心血管病、糖尿病、骨质疏松症和包括一些癌症在内的其他疾病的一个风险因素。在现代化生活下,人们缺乏足够多的运动,食用高能量的食物,这些生活方式导致代谢疾病变得越来越普遍。全世界肥胖病人越来越多:2005年,全世界有四亿肥胖病人,科学家预计到2015年将会有7亿。有些人似乎更容易肥胖,科学家一直探索肥胖的原因。

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中国遗传学会国际合作委员会主任杨焕明院士领导的研究小组做了小鼠的肥胖实验。筛选两只白鼠,喂养方法都一样,食量也一样,一只胖,一只瘦。怎么给胖白鼠减肥呢?其他都不动,只把它肠子里的微生物换一换,这样一来,胖的现在变瘦了,瘦的变胖了。

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2013年8月,由法国Jeroen Raes博士等人领导的一个国际研究小组利用DNA分析和生物信息方法绘制出了人类肠道菌X的图谱。该研究发现微生物丰富多样性少的X体比丰富多样性多的X体显现出更多肥胖的特征。该研究针对292名丹麦人的肠道菌X进行遗传分析,结果显示有1/4的人的肠道菌X基因跟相比,平均水平要少40%,细菌数量也相应减少。这1/4的人不仅肠道细菌数量少,他们的细菌多样性也少。通过进一步研究发现,微生物丰富多样性少的人往往携带更多的促炎症的细菌,也含有更多的体内脂肪,患上前期糖尿病、Ⅱ型糖尿病、缺血性心血管疾病等与肥胖相关的疾病的风险更高。微生物丰富多样的人则包含更多的抗炎症细菌。研究结果发表在《Nature自然》杂志上。

在发表在同期《自然》杂志上的另一项研究中,由法国国家健康与医学研究院(INSERM)领导的一支研究小组证实通过维持至少6周的低脂饮食,身体超重者肠道内菌X数量和多样性都得到了改善。这意味着如果改变饮食习惯,人们就可以修复自身的一些肠道菌X损害。

2013年5月,发表在《国家科学院院刊》的一项研究表明,瘦小人X和肥胖人X肠道中的细菌数量和细菌类型存在差异。比利时鲁汶天主教大学的研究人员对一种Akkermansia muciniphila细菌进行了研究。这种细菌通常在肠道中占据3%~5%,但是在肥胖人X中数量比较少。研究人员对肥胖老鼠进行了实验。给一些肥胖老鼠喂食了这种细菌,这些高脂饮食喂养的老鼠比瘦小的普通老鼠胖2~3倍,结果发现在没有改变饮食的情况下,这些肥胖老鼠体重减少了一半。这证明了特定细菌与新陈代谢之间有着直接的关系,这种细菌能够使肠道X屏障的厚度增加,进而阻止一些物质穿过肠道进入血液,同时也改善了来自于消化系统的化学信号。在饮食中添加一种能增加Akkermansia muciniphila细菌水平的纤维,达到类似的效果。Cani教授声称,这只是研究的初期,最终将使用这些细菌预防或者治疗肥胖和2型糖尿病。

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肠道菌X实际上可被视作像我们的心脏和大脑一样的一种器官,因此必须以最好的方式来照顾有益健康的菌X。

中医粪便移植治疗方案渐成为西方医学界的“香饽饽”:2013年9月,中国科学报消息,粪便移植为治疗很多疾病提供了新希望,而这种治疗方案最早来自于一千几百年前的中医。

在美国,每年因为患有艰难梭菌而丧生的至少有1.4万人。在荷兰阿姆斯特丹学术医学中心(AMC),Max Nieuwdorp医生遇到了一个棘手的病例:一名81岁的女性因尿路感染引起并发症而入院治疗。她患有严重的褥疮,且高烧不退、无法进食。在抗生素已经消灭了病人的结肠微生物种X后,一种名为艰难梭菌的机会X病菌入侵了她的身体,引起了严重腹泻和炎症性肠病。这名女性患者因为使用了几个疗程的万古霉素(这类病例中的常用抗生素)而使这种细菌产生了抗药性。

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Nieuwdorp通过检索医学期刊数据库来寻找任何可以挽救病人生命的方法。他找到1958年Ben Eiseman(当时是美国科罗拉多大学丹佛分校的内科医生)的论文时,打算采取粪便移植的治疗措施。

Nieuwdorp医生对该病人进行结肠冲洗(希望借此也能清除艰难梭菌),他将她儿子的X物和盐水混合,通过插在鼻子上的一个薄塑料管,将混合物直接注X病人的十二指肠。治疗3天后,该病人出院了。

Nieuwdorp和Bartelsman在几个月内治疗了另外6名艰难梭菌患者。其中4名病人立刻痊愈,另外两人接受了来自第二名捐赠者的粪便移植。现在很多医生都同意艰难梭菌肠道感染能够通过粪便移植的方法治愈。研究人员还认为,这种大规模替代肠道微生物菌X的方法也有助于治疗其他疾病,例如炎症性肠病、糖尿病和难以捉摸的慢性疲劳综合征。目前,越来越多的医生采用了粪便移植这种治疗措施。

Nieuwdorp已经成为推广更多研究的主要倡导者。2013年1月,该学术中心AMC团队在《新英格兰医学杂志》(NEJM)上发表的文章描述了一个粪便移植的随机对照临床试验——这类研究首次被公开报道。Nieuwdorp还和其他实验室科学家开展合作,以更好地理解其作用机制。他希望,这些研究最终能帮助医生由粪便移植转为更精细的治疗手段,以给病人注入选定的菌株。

中医的启发:Eiseman开创性的论文发表在《外科学》杂志上,描述了用X灌注液状粪便的方法治愈了4名患假膜性小肠结肠炎的病人(症状和艰难梭菌严重感染的病人相似,但可能由一种不同的细菌引起)。这不是首次在医疗中使用粪便,用粪便悬浮液治疗食物中毒和严重腹泻首次由中国医生于4世纪进行,到了17世纪被用来治疗肠道疾病的初生的乳牛。

2010年,《X》刊登了一篇文章,介绍了美国明尼阿波里斯市明尼苏达大学医学中心的胃肠病学家Alexander Khoruts用粪便移植的方法成功治愈了一名艰难梭菌严重感染的患者,之后美国学界对粪便移植的研究兴趣愈发浓厚。

Nieuwdorp与荷兰瓦赫宁根大学微生物生态学家Willem de Vos(厌氧菌类的专家)展开合作,Willem de Vos说:“我们已经证明,一些重要的菌种在艰难梭菌患者体内丧失了,而另外一些有害的菌种大行其道。”他的研究还证明,艰难梭菌患者体内的微生物多样性程度仅仅与一名1岁大的儿童相当。但经过抑制治疗之后,来自捐赠者的厌氧性细菌会停留在患者的肠道内,帮助患者恢复微生物多样性。

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最近,美国食品药品监督管理局放行了旨在治愈艰难梭菌的一项临床二期实验。一家名为Rebiotix的美国公司也在做同类研究。Rebiotix公司的创立者兼CEO Lee Jones在一份邮件中写道:“我们并不认为本公司的产品是粪便移植,相反,我们正在开发的是一种基于生物医药形式的微生物修复治疗方法。”

Nieuwdorp认为这种治疗方法还存在多种可能性,粪便移植的禁忌已经不复存在。

粪便移植的原理明显利用了恢复肠道内的微生物生态系统,通过粪便移植,使患者体内增加了微生物的多样性,使有益菌获得了足够多的数量,抑制有害细菌的生长。这与古代中医的一些治理方案非常类似。

 

 

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