粪便也能用来治病？肠道菌群有奇效

作者：游文娟 上海市科学学研究所《世界科学》编辑部主任

用别人的便便治自己的病?古有“黄龙汤”“破棺汤”以粪便治伤寒的记录，但多被现代人嗤之以鼻。可近十几年，科学界却掀起一股钻研人的粪便的风潮。难道粪便中真有能治病的成分？其实，科学家们真正感兴趣的，是跟着粪便一块从人体中溜出来的肠道菌群。

陆续有科学研究发现，现代社会生活中常见的一些病变与肠道菌群失调有相关性，比如便秘、腹泻、肥胖等，甚至影响自闭症、阿尔茨海默病、帕金森病、抑郁症等疾病。而传统药物在治疗这类疾病方面没那么有力，临床上急需全新的治疗手段和方式。既然某些疾病与肠道菌群之间存在相关性，那么肠道菌群会不会是新疗法的突破口呢？

医疗新突破：菌粪移植疗法

临床实践带来了非常积极的信号。

比如，有一种疾病叫作“复发性艰难梭菌感染”，常因使用抗生素或其他药物而出现的一种并发感染症状，患者轻则腹泻，重则结肠受损甚至危及生命。而且这种感染还常发生在本就脆弱的住院患者群体中。传统疗法效果不理想。但研究人员发现，如果将健康人粪便中的菌群经一定的方式移到患者肠道内却可以发挥奇效，90%的人能被治愈。

移植便便就能治病？这一低成本且高效的治疗方式吸引了研究人员深入探究肠道菌群治疗更多疾病的可能。于是所谓的“菌粪移植”疗法，又称肠菌移植疗法、菌群移植疗法或者说FMT疗法，逐渐兴起。

经过十几年的发展，目前临床已证实有80多种疾病因肠道菌群疗法有改善[i]，比如便秘、肠易激综合征等，有效率可达65%；它甚至对一些心理疾病、神经系统疾病也大有裨益。

鉴于此，不少公司便嗅到了市场应用潜力，毕竟那么多患者甚至亚健康人群等着用健康的便便呢。

早在2012年，麻省理工学院博士后马克•史密斯（Mark Smith）就已预见广阔前景，便在美国创立OpenBiome ，至少向33个州的122家医院提供粪便样本用于肠道菌群移植治疗[ii]。

同年10月，从约翰·霍普金斯医院归来的张发明也觉察到市场应用潜力，准备筹划建立中国的粪菌库。他的目标是“要像建血库一样建菌群库，要让菌群移植像输血一样，方便、高效、安全”[iii]。他及团队的治疗理念是“肠道菌群的移植”，而非对某类菌株的移植，并提出“洗涤菌群移植”（washed microbiota transplantation）的概念，即剔除不需要的成分，保留需要的菌群且能够定量。

为提升自己产品和技术的说服力，张发明还亲自上阵：他让团队在自己的肠道深处定时取样，为研究提供样本；到研究后期，他还给自己做了次菌群移植。这次移植后，他把喝酒腹泻的问题彻底解决了。

当然，除了“洗涤菌群移植”，还有“手工的粪菌移植”“配方菌群移植技术”等，这些都归为“粪菌移植”。这个治疗方式主打一个“不生产菌群，只是菌群的搬运工”。

为什么肠道菌群能治病？

当发现该疗法对多类疾病都有疗效时，大家下意识觉察到这种疗法似乎有一种“万金油”特质……那么，好奇的人们就开始追问：这种疗法的确切机制是什么呢？

有研究人员从神经系统疾病——帕金森病入手。

帕金森是一种神经退行性疾病，它的发病机制还不明确，用药能实现一定程度的控制或缓解而非治愈，整个医疗界都期待全新的治疗手段。

有研究人员发现了这种现象：帕金森病病症恶化的时候，患者的肠道菌群往往也在发生“震荡”。那么研究人员自然就推测，帕金森病与肠道菌群是否存在一些关系。

2016年，研究人员就试着把患者粪便移植到无菌小鼠体里。结果是，这些小鼠很快便出现了帕金森病的症状。这一定程度证实了两者之间存在确切相关性。

那么，帕金森病患者的肠道菌群到底怎么了？2022年一篇发表于《自然》的研究对700多名受试者的粪便细菌基因组进行测序，发现患者肠道菌群与健康人群的不一样。比如：帕金森病患者往往缺少一种叫作“普雷沃氏菌”的细菌。没了它们的协助，人体分解植物纤维的过程就会变得更加困难，也就更容易便秘。这不正好跟帕金森病患者常伴有便秘的症状对上了嘛。（当然这不是唯一的变化，研究人员还发现，患者肠道里至少还有两种有害肠杆菌属数量增加。）

那么，除了导致便秘之外，肠道菌群失调又是怎么影响到帕金森患者的大脑的呢？

其实，人体不止大脑有神经元网络，在肠道内壁还有一个神经元网络，称之为“肠神经系统”。正因这个系统存在，肠道菌群分泌的生物化学物质可通过这个系统影响着神经系统。在研究帕金森病患者肠道时，研究人员发现肠道中存在一种叫作“卷曲蛋白”的物质，主要作用是使肠道菌群在肠道内壁安顿（定植）下来。同时，研究人员观察到，一旦这种分子接触到肠道里的α突触核蛋白，后者就会错误折叠并集聚。而“α突触核蛋白聚集”就是帕金森病的一个关键症状。

可肠道局部制造的物质怎么就传到了大脑呢？多年来科学家一直在推测可能是迷走神经在发挥作用。直到2017年，一项发表在《神经病学》杂志的研究发现，如果剪断迷走神经，帕金森病的患病风险就会下降。这一发现证实了推想。

当然，迷走神经系统在这类疾病中发挥关键作用，并不意味着它是唯一路径。比方说，科学家发现肠道菌群产生的物质还可以通过血液进入脑组织，从而引起炎症和损伤。所以，想要从肠道菌群入手，减轻甚至治疗帕金森病，还需要期待进一步的研究。

而关于肠道菌群与抑郁症的关系，科研人员也陆续有了重要发现。

2019年，东南大学医学院姚红红课题组从心理疾病——抑郁症入手。他们敲除某个基因后，小鼠表现出抑郁症样行为，同时伴随肠道菌群发生显著变化。至此，抑郁症模式小鼠构建成功。研究人员进一步对该类小鼠进行肠道菌群移植，结果发现移植能避免被敲除基因引起的问题，也就是说，改善了模型小鼠的抑郁症症状。该研究成果刊载在微生物领域知名期刊《肠道微生物》（Gut Microbes）上。这一研究证实了两者的相关性。

为什么肠道菌群能影响小鼠的抑郁症？答案就在肠道菌群的分泌物中。2022年2月，加州理工学院萨基斯·马兹马尼安（Sarkis Mazmanian）领衔团队发表在《自然》（Nature）上的一项研究发现：一种肠道细菌产生的小分子代谢物可以进入小鼠大脑并改变脑细胞功能，从而导致动物的焦虑行为加剧。

而在另一方面，最近的一项新研究发现了能改善抑郁症的肠道菌群分泌物。2024年4月，上海交通大学医学院附属第六人民医院贾伟教授领衔的多家团队合作，从分子层面发现肠道分泌物中一种叫作高香草酸（HVA）的分子，能保护受损的海马体神经元功能，进而能缓解抑郁。研究成果发表在《细胞-代谢》（Cell Metabolism）杂志上。

当然，到目前为止，关于肠道菌群与人体关系的研究还处于初级阶段。相信随着研究的不断进展，越深入揭示疾病与肠道菌群的作用机制，就能越发推动肠道菌群更有效地应用临床。

[i] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202301097

[ii] https://www.boston.com/culture/health/2014/10/15/a-poop-bank-in-massachusetts-will-pay-you-40-every-day/

[iii] https://user.guancha.cn/main/content?id=695526

本文为科普中国·创作培育计划扶持作品

作者：游文娟 上海市科学学研究所《世界科学》编辑部主任

审核：陶宁

出品：中国科协科普部

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