再也不能直视秋葵了

国家地理中文网 2021-04-15 17:31


听过器官移植,

但你听过粪菌移植(FMT)吗?


用粑粑治病,

这不是未来高科技,

甚至至少十年前已经有人这么做了。

来具体来了解一下,

科学如何让粪便变“香”。




是秋葵?不,是粪便中的细菌:肠道微生物组在人类粪便样本中尽显多样性,其中一个硕大细菌是大肠杆菌的50倍长。每个人体内的微生物构成都是独一无二的。科学家们正在揭示这些微生物影响人类健康、体重、情绪甚至性格的诸多方式。

摄影:MARTIN OEGGERLI 


我们的身体是数以兆计微生物的家,

而人的健康与幸福度,

会受细菌、病毒、真菌、原生生物等影响。


图中的肺炎链球菌正在分裂成两个子细胞,它可以造成严重疾病,如脑膜炎和肺炎。但就像大肠杆菌一样,有些链球菌其实是无害的。它们分布在皮肤、口腔、呼吸道和肠道中。

摄影:MARTIN OEGGERLI 


比如,

有些好的细菌会让你的健身效果更明显;

可能会治好你的严重肠道感染;

但也不都是好的,

也可能会导致你抑郁。


而以上或好或坏的细菌,

全部提取自人的粪便!


黄色棒状物是大肠杆菌,它们有时能导致食物中毒,但它们中的大多数其实不但无害,反而有益。大肠杆菌栖居在人的肠道中并具有机体不可或缺的功能,比如制造维生素K和B12、排斥致病菌等。

摄影:MARTIN OEGGERLI 


去年发布一项研究表明,“童心”——这种一般认为与生俱来的东西,其实与双歧杆菌有关,婴儿期肠道中的双歧杆菌越多,娃娃越“阳光”。对301个婴儿的粪便分析得出,婴儿两个月大时,双歧杆菌所占比例最高的孩子,到六个月大时更加可能表现出“正面情绪性”。


图为青春双歧杆菌,是一种益生菌,可治疗慢性腹泻、便秘,还有抗衰老作用。

(图片来源于维基百科)


按照乐观派研究者说法,在不久的将来,给患者来一剂健康菌种也许是常规操作;还可以选择不同给药形式,如益生元(作为基质,促使有益微生物生长的营养物)、益生菌(有益微生物本身),甚至粪菌移植(来自健康的捐赠者),从里到外帮助我们达成最佳状态。


以下挑重点展现科学家们正在揭示的微生物组在人的生命中发挥的影响,从出生到成年——


婴幼时期


迎接新生儿的第一批细菌,

有可能是“天使”。


画面中描述一名阿兹特克助产士在冷水中清洗新生儿,插图取材自16世纪关于阿兹特克人的习俗汇编,《新西班牙事物通史》。

绘图:SANTI PÉREZ


子宫中的胎儿可以阻绝微生物,但胎儿一旦挤过产道,细菌随即铺天盖迎面而来。胎儿跟母亲的肠道菌群接触,这些母系肠菌立即占领新生儿的肠道,与发育中的免疫细胞建立某种“对话”。如此,人生早期的微生物组,为免疫系统将来能健康运作奠定基调。


但通过剖腹产诞生的婴儿就错过了这次“细菌接种”机会。在其肠道内播下种子的是另一批微生物,它们不再来自母亲的消化道和产道,而来自母亲的皮肤、乳汁,接生护士的手甚至医院床单。


2018年,一名不得不实施剖腹产的婴儿,在美国休斯敦得克萨斯州儿童医院降生。

摄影:LYNSEY ADDARIO


早期微生物环境的差别,

也许会产生持续一生的影响!


剖腹产婴儿在产后最初几天里菌群稀疏,也许是他们后来一系列免疫系统问题的原因,包括过敏症、炎性疾病和肥胖。


以下挑重点展现了科学家们正在揭示微生物组在人的生命中发挥的影响,从诞生到成年——


童年


食物过敏在美国已是普遍现象,

仅美国就有560万儿童对不同类型食物过敏,

换算一下,

美国的每间教室都有两三个。


摄影:MARK THIESSEN, NGM STAFF.


芝加哥大学的Cathryn Nagler等人考虑,这可能与孩子肠道内的微生物环境有关。去年他们研究了8名半岁婴儿,其中半数牛奶过敏,另一半没事。研究者发现,两批孩子的微生物组颇为不同:健康婴儿拥有在这个年纪正常发育应该具有的细菌;而对牛奶过敏患儿,其菌种结构更具成人特征。


臭脚:这些从汗脚取样培养起来的细菌附在一根纤维上,会在人体汗液环境下繁荣生长。汗水本身是无臭的,但积汗的部位会成为发臭微生物滋生的温床。我们的手掌和脚掌拥有全身最密集的汗腺。

摄影:MARTIN OEGGERLI 



青春期


很多青少年爱长痘,因为可能真的有一种“痤疮微生物组”存在——痤疮表皮细菌(不久前刚从“痤疮丙酸杆菌”改了名)。


美国宾州大学医学院的皮肤病学Amanda Nelson说,这个菌种是爆痘所需的因素之一,其他因素包括被细菌当做食粮的皮脂、堵塞的毛囊和炎性反应,这四个因素是协同运作的。



华盛顿大学的研究者提出的替代方案之一,叫做“益生元肥料”,利用外源微生物制造有助于健康皮肤微生物组繁荣的环境 ;另一种是“菌种选择性除草剂”,用某些成分消灭有害的痤疮表皮菌种,而不伤害有益菌。



成年期


如果把运动员的肠道微生物转移到你肚子里,

就能增强健身效果?


摄影:KEITH LADZINSKI


哈佛大学科学家曾收集15名马拉松选手粪便样本,他们发现,马拉松选手粪便中,有着比不跑步者明显更多的非典型韦荣球菌。


然后,把这种韦荣球菌移植给16只小鼠,再把它们放到迷你跑步机上让其跑到力竭。结果显示,与另外16只没有移植韦荣球菌的小鼠比较,前者多跑了13%的距离。


还没完,研究人员把三名严重抑郁症男性的粪便样本移植到14只大鼠,结果这14只大鼠“抑郁”了。它们比普通大鼠更焦虑,更加避免与外界接触,且对享乐活动丧失兴趣(自主去喝糖水的时间间隔变长)。




粪便里可能有你的“好朋友”,

但也可能有你的“活冤家”。


大肠杆菌于电子显微镜下放大10000倍的样子

(图片来源维基百科)


粪菌移植,是动物微生物组研究领域的金字招牌。而未来的人类,或许也会从粪便中引入有益微生物来抗击各种疾病。(粪菌移植,Fecal Microbiota Transplant,简称FMT)


这并不只是天方夜谭,粪菌移植在过去十年左右已投入实用。比如治疗具有抗药性的艰难梭菌感染,这是一种有致命风险的复发性严重肠道感染。据美国布朗大学学者、国家粪便微生物组移植注册处共同主席Colleen R Kelly称:


“每年仅在美国就有约1.2万到1.5万例专业监督下的粪菌移植术。”而治疗结果一般是好的。


粪菌移植图例

(图片来自omixon.com)


但2019年6月,美国食品药品监督管理局报告了一名患者感染死亡的案例,其移植的粪便未经充分的抗药性细菌筛查。


卢森堡大学的Paul Wilmes说:“在我们能够真正理性、有度地使用新颖疗法之前,先要弄清构成健康微生物组的真正要素是什么,以及微生物组赋予宿主的功能到底有哪些——而我不认为我们现在达到了这种水平。




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