近来兴起一个有争议的新概念:肠道细菌是可以改变大脑的看不见的手。
科学逐渐揭示了生活在我们体表和体内的上万亿的微生物,即微生物组如何影响我们的身体健康。
但即使像抑郁、自闭症、神经退行性疾病现在都和这些微生物联系在一起。
情绪会影响我们的肠胃已经是一项共识,想象一下在考试或面试之前的情景就知道了。但现在的理念是这种影响是相互的。
一些研究人员认为他们处于用“情绪微生物”或“精神益生菌”来改善心理健康的革命前沿。这个概念的研究是在日本的九州大学(Kyushu University)进行的。
研究人员展示了“无菌”小鼠,即从未接触过微生物的小鼠处于悲伤情绪中时会比正常小鼠多分泌两倍的压力激素。
这些动物除了微生物其他部分都是一样的。这可能证明了差别来源于他们的微生物系统。
“我们回溯到第一场考虑微生物的神经科学浪潮中的第一篇论文,”来自加拿大麦克马斯特大学(McMaster University)的神经精神病学家Jane Foster博士说。
“那对正研究抑郁和焦虑的我们真的非常有用。”
这是微生物药物治疗对心理健康的第一个暗示。
细菌如何改变大脑?
大脑是已知的世界中最复杂的物体,它是如何与肠胃中的细菌相互作用呢?
一条途径是迷走神经,这是条连接大脑和肠胃的信息高速通路。
细菌将食物中的纤维分解为名为短链脂肪酸的化学物质,短链脂肪酸会作用于全身。
微生物组会影响免疫系统,也会在脑部疾病中起作用。
有越来越多的证据显示肠道细菌能利用叫微小RNA(microRNAs)的小基因编码条带去改变DNA在神经细胞中的作用。
现在有很多关于无菌小鼠行为及脑结构改变的研究。
但是培养他们的严格无菌环境和真实世界是不同的。我们会不时接触到环境中的微生物,没有人是无菌的。
考克大学附属医院中,Ted Dinan教授正在尝试揭露抑郁病人体内的微生物组如何变化。
根据经验来看健康的微生物群落一定是多样性的,包括多种多样生存于我们周身的微生物。
Dinan教授说:“如果你对比临床诊断的抑郁患者和健康的人,抑郁患者的微生物组多样性更低。”
“我并不是说微生物多样性低是抑郁的唯一原因,但我确信对不少患者来说它确实在抑郁起源中发挥了作用。”
Dinan认为某些生活方式会削弱我们的肠道细菌,比如低纤维饮食就会让我们更易患病。
微生物组
你是微生物群落而不是人类——如果清点身体中的细胞数目,其中只有43%是属于人类的。
其余的部分由包括细菌、病毒、真菌和单细胞古生菌的微生物组组成。
人类基因组,即全套人类基因指令,由20,000个叫做基因的指令组成。
但加上微生物组中的所有基因,数据大概会是两百万到两千万个微生物基因。
这就是第二基因组,它与包括过敏、肥胖、炎症性肠病、帕金森病等疾病有关,也与癌 症药物的药效甚至抑郁症和孤独症有关。
这是个有趣的概念,即肠道微生物失调和抑郁相关。
因此考克大学(University College Cork)APC微生物组研究中心(APC Microbiome centre)的学者们开始尝试将抑郁病人的肠道微生物移植到动物体内。 这个项目在业界被称为粪便移植(trans-poo-sion)。
它证明了在转移细菌的同时也转移了行为。
John Cryan教授向BBC记者透露:“我们很惊讶,仅仅利用微生物组样本就可以让实验鼠展现出抑郁病人的许多特征。”
这些特征就包括快感缺乏,即抑郁症会让人无法从平时从事的活动中获得乐趣。
对这些实验鼠来说,就是它们以前永远都渴望能得到更多糖水,然而“当它们被植入抑郁患者的微生物组时,它们不再在乎糖水了,”Cryan教授说。
类似的可以证明微生物组与肠道、大脑有关联的证据在帕金森病症中也越来越多。
毫无疑问帕金森是脑功能障碍。随着脑细胞死亡患者逐渐不能控制肌肉运动,这会导致特征性的震颤。
但是Sarkis Mazmanian教授,加利福尼亚理工学院的医学微生物学家,提出肠道微生物参与这一过程。
“传统的神经科学家认为通过研究肠道来解释大脑的活动是不可理喻的。”他说。
Mazmanian教授发现帕金森患者的微生物组和健康的人相比有“显著的”区别。
研究基因决定会患帕金森症的动物表明肠道细菌在疾病发展过程中是必不可少的。
当在小鼠中植入帕金森患者的粪便时,它们会比植入健康的人的粪便的小鼠表现出“更糟的”症状。
Mazmanian教授告诉BBC记者:“微生物组的改变似乎会推动运动症状的发展,又似乎是运动症状出现的原因。”
“对此我们感到非常激动,因为这使得我们可以通过微生物组来寻找新的治疗途径。”
微生物和大脑相关的证据与早期一样令人着迷。
但这一领域的先驱看到了未来的曙光——一个全新的影响我们健康幸福的方式。
如果微生物确实会影响大脑,那么或许我们可以通过改变肠道微生物来改善健康状况。
改变帕金森患者的肠细菌能改善他们的病情吗?
有传言说精神病医生开情绪微生物或精神益生菌的处方,也就是多种益生菌的混合物,能改善心理健康状况。
加利福尼亚大学(洛杉矶分校)的Kristen Tillisch博士告诉我:“如果我们改变肠细菌,是否也会改变我们的行为呢?”
但是她说我们需要更多的研究来证明是哪些种类或亚种的细菌会对大脑产生影响,这些细菌在肠道中会产生哪些代谢产物。
Tillisch博士说:“肠道细菌和大脑明显存在联系,我认为我们还能对这一领域保持热情是因为还未能找到很好的治疗方式。”
“想到有一个全新的途径可供我们研究、想到我们可以帮助到其他人,甚至或许能预防这一疾病是十分令人振奋的。”
这就是我们强大的理念。
微生物组——我们的第二基因组,展现了全新的医学方法,针对几乎所有你能想象到的疾病,例如过敏、癌症和肥胖,人们都在研究它的作用。
我着迷于研究第二基因组的可塑性和它与人类DNA的差异。
我们吃的食物、养的宠物、服用的药物和出生的方式……所有的一切都会改变定植的肠道微生物。
如果所有这些都是无意中进行的,想象下通过改变微生物组来改善健康的潜力。
Cryan教授说:“我认为在接下来五年,当你找医生做胆固醇检测等测试时,也会做肠道微生物检测。”
“微生物组是未来个体化医学的基础。”