腸道微生物：心臟病的開關？

人類的疾病對于科學家來說，是一個永無止境的研究領域，因為不斷有新的研究發現推進人類對自身的認知。

近日，刊登在《細胞》上的一篇文章發現，心臟病不僅是人們之前認識的與內分泌或者生活習慣相關，而且與腸道內的微生物也關系密切。這項由克利夫蘭醫學研究中心展開的研究，采用干擾腸道菌代謝活性的藥物，提出通過調節腸道菌群來治療心臟病的新策略。

菌群和心臟

心臟與腸道微生物，聽起來有些不可思議，為什么兩個看起來毫無關系的臟器會相互作用？其實，在這項實驗之前，克利夫蘭醫學研究中心的另一項研究已經發現，普通食物中的*在腸道微生物作用下會增加患心血管疾病的風險。這項發表在去年1月份《自然》上的研究證實，食品中的*的三種代謝產物：*（B族維生素的成員）、氧化*胺和甜菜堿（*代謝物）在血液中的水平對心血管病有很強的預示作用。這意味著，這幾種代謝物水平越高，患心血管疾病的風險也越高。

在此基礎上，克利夫蘭醫學研究中心的研究得出新的結論，如果能夠對腸道內微生物進行干預，或可預防動脈硬化。在這項研究中，研究人員給小鼠*服用左旋肉堿，令其體內腸道微生物成分發生改變，導致血液中*胺N-氧化物（trimethylamine—N—oxide，以下縮寫為TMAO）升高，并發生動脈硬化。然后，研究人員篩選出抑制TMAO的化合物3，3-二甲基丁醇（3，3-dimethyl—1—butanol，以下縮寫為DMB），并給小鼠提供這樣的食物，zui終發現DMB可以顯著降低小鼠體內TMAO的水平，抑制動脈斑塊形成，并且沒有毒副作用。

進一步研究還表明，DMB確實能夠通過抑制*胺的形成來起作用。而且DMB不殺死腸道細菌，只是降低與高水平*胺、TMAO和動脈硬化有關的特定細菌在腸道菌中所占的比例。

而在地中海式飲食中常見的魚類、豆類、蔬菜、水果、堅果、橄欖油等，都含有DMB。研究人員因此認為，地中海式飲食通過改變腸道菌的活性來發揮健康效應。通過膳食補充一種在紅酒和橄欖油中含量豐富的DMB，可防止小鼠腸道菌將不健康食品轉化為堵塞動脈的代謝副產品。

軍事醫學*放射與輻射醫學研究所電磁與激光生物學研究室主任，蛋白質組學國家重點實驗室副主任張成崗從事腸道細菌研究多年，在接受《中國科學報》記者采訪時認為正是因為紅肉中左旋肉堿的成分造成腸道菌群被改變，進而導致了心臟疾病的發生。“腸道是人體內zui大的免疫器官，而且體內的微生物被稱為第二基因組。它與全身的健康甚至心理都關系匪淺。”張成崗說。

神奇的微生物

雖然關于人體內微生物的研究早有記載，但一直以來，科學家們只是隱約知道腸道微生物影響人體健康，但對于究竟有什么影響、如何發揮作用卻知之甚少。

2004年，美國*院士、華盛頓大學教授杰弗瑞·戈登和他的同事們做了一個的實驗。他們先在無菌的環境中培養了一種無菌的小鼠，然后發現這些無菌小鼠非常“苗條”。之后他們把其他小鼠的菌群接種回小鼠的腸道，讓它們成為正常小鼠，它們的飯量變小了，體重卻恢復到正常水平。2006年，戈登又重復了這一實驗，又有了新的發現，就是無菌小鼠即使吃高脂飼料且代謝率比普通小鼠低，也不會發胖。于是，戈登提出腸道菌群還與肥胖、糖尿病等代謝性疾病都有關系。然而，戈登的研究并非終結之作，他只是打開了通往未知世界的一扇門。

“早在1700多年前，我國中醫就曾經提及人類對于微生物的應用。在《肘后備急方》中就曾經記載過使用兒童的糞便治病。在現代社會很多動物體內的微生物也成為中藥。比如龍誕香，就是抹香鯨腸內分泌物的嘔吐或排泄物。而的貓屎咖啡也是咖啡經過麝香貓體內的特殊菌群發酵后得出的美味。”張成崗告訴《中國科學報》記者，“不僅如此，生活中方方面面都離不開微生物，醬油、醋、酒都是發酵而成，蒸饅頭使用的酵母也是微生物。紅茶和酸奶等發酵食品都可以理解為給腸道補充好的菌群。”

更多未知或與微生物有關

盡管目前醫學上更多的焦點集中在人類基因研究，但是張成崗認為可能基因并不能為人類一些疾病帶來答案。

2015年，在另一篇發表在《細胞》上的研究論文中，來自美國加州理工學院的研究人員通過研究表明，腸道中的特殊細菌或對于機體外周血清素的產生非常重要。血清素被認為是一種大腦神經遞質，大約90%的機體血清素都是在消化道中產生的，醫學研究表明改變這種外周血清素的水平或許和很多疾病的發生有關，比如腸易激綜合征、心血管疾病及骨質疏松癥等。在小鼠實驗中，研究人員發現腸道菌群的異常會引起血清素水平的改變。

而在2011年，美國哥倫比亞大學邁克爾·格爾森在《科學美國人》發表文章稱，控制人類以及某些哺乳動物情感的五羥色胺、多巴胺以及多種讓人情緒愉快的激素，95%是在腸道里面合成的。研究人員表示，情緒的很大一部分受腸道神經系統影響，例如“忐忑不安”就是腸道對生理壓力或緊張的提示信號，甚至，人類幸福感的體驗依賴于從腸道這個“第二大腦”向上傳至大腦的信息。

“其實，每種動物都有相對應的共生微生物種群，它與該物種的基因一起被稱為兩套基因組。我認為，現在研究讓兩套基因組如何和諧對話是重點，而這樣的研究可能將揭開慢性病真正的原因。”張成崗總結道。