在贛南山區(qū)的云霧深處,一支科研團(tuán)隊(duì)正攜帶無菌采樣設(shè)備,叩響一戶戶農(nóng)家的木門。
他們的目標(biāo),是從近百位健康百歲老人的腸道中,尋找能夠延緩衰老的微生物密碼。
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一個(gè)微觀的世界
17世紀(jì)末,列文虎克首次觀察到糞便中的細(xì)菌,由此,開啟了對微生物的認(rèn)知。
19世紀(jì)末至20世紀(jì)初,大腸桿菌和雙歧桿菌等重要腸道細(xì)菌相繼被發(fā)現(xiàn)。20世紀(jì)初,梅契尼科夫提出腸道微生物與健康相關(guān)理論,為后續(xù)研究奠定基礎(chǔ)。
20 世紀(jì) 50 年代,歐洲、日本和美國開始了腸道微生物組的研究。1954 年,“益生菌”(probiotics)一詞由 Ferdinand Vergin 首次提出,1965 年被 Daniel Lilly 和 Rosalie Stillwell 定義,2001 年世界衛(wèi)生組織對其進(jìn)行了最終定義的批準(zhǔn),自此,益生菌的研究逐漸受到關(guān)注。
目前,學(xué)界普遍承認(rèn)人體腸道內(nèi)棲息著超過 40 萬億個(gè)微生物,其數(shù)量是人體細(xì)胞的 10 倍以上,包含的基因數(shù)目更是人類自身的 150 倍。
這些微生物及其所包含的基因共同組成了一個(gè)精密的生態(tài)系統(tǒng),其重要性甚至能被稱為“第二基因組”。
它們不僅幫助人體消化食物、合成維生素,更通過 “腸 - 腦軸”“腸 - 肝軸” 等通路,調(diào)控免疫系統(tǒng)、代謝功能以及情緒狀態(tài)。
事實(shí)上,腸道菌群的平衡與否,直接關(guān)系到人體的健康狀態(tài)。當(dāng)菌群結(jié)構(gòu)失衡時(shí),有害菌可能占據(jù)優(yōu)勢,引發(fā)腸道炎癥、感染等問題。而長期的菌群失調(diào)還與肥胖、糖尿病、心血管疾病、抑郁癥、自閉癥譜系障礙等眾多慢性疾病和神經(jīng)精神疾病密切相關(guān)。
例如,肥胖人群的腸道菌群中厚壁菌門與擬桿菌門的比值往往較高,這種菌群特征增強(qiáng)了能量提取效率,但同時(shí)也可能導(dǎo)致胰島素抵抗等問題;抑郁癥患者則通常表現(xiàn)出腸道普氏菌屬減少、促炎菌增多,色氨酸代謝偏向犬尿氨酸通路,進(jìn)而影響神經(jīng)遞質(zhì)的平衡。
不過,這一自祖先時(shí)期就長期保持穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)不是亙古不變的:現(xiàn)代社會(huì)中,雖然大多數(shù)人群的腸道菌群穩(wěn)定有序,但隨著飲食結(jié)構(gòu)的變化、年齡的不斷攀升,腸道菌群的多樣性乃至穩(wěn)定性都在被損壞,相關(guān)疾病由此產(chǎn)生。
腸菌引起的疾病,還是需得腸菌來治,基于此,“尋菌之路” 正式開啟。
2
為何要在國人中尋菌?
尋菌,難道是我們中國人率先開啟的嗎?很可惜,答案并非如此。但為什么我們?nèi)砸谥袊死铮ふ揖耗兀?/p>
一個(gè)不容忽視的事實(shí)是,人體腸道菌群的組成具有顯著的地域和人種差異性。
地域環(huán)境、飲食習(xí)慣、遺傳背景和生活方式等因素共同塑造了不同人群獨(dú)特的腸道菌群結(jié)構(gòu)。
一項(xiàng)對 1067 例不同年齡及地域人群腸道菌群特征的研究發(fā)現(xiàn),3 歲以上健康人群的腸道菌群展現(xiàn)出明顯的地域性特征。在亞洲健康人群中,考拉桿菌屬和巨單胞菌屬是腸道菌群的代表菌屬;而在非洲健康人群中,糞桿菌屬更為突出;歐洲健康人群的腸道代表菌屬同樣是糞桿菌屬;北美洲健康人群則以擬桿菌屬為主;南美洲健康人群的腸道代表菌屬為普氏菌屬。
另外,遺傳背景也在腸道菌群的差異中扮演著重要角色。中國科學(xué)院北京基因組研究所等機(jī)構(gòu)的研究表明,腸道菌群的組成與人種、民族等因素密切相關(guān)。例如,中國人群腸道菌群中某些特定菌屬的相對豐度與白種人等其他人群存在顯著差異。這些差異使得外國研發(fā)的益生菌產(chǎn)品中的菌株可能并不完全適合中國人的腸道環(huán)境。
更重要的是與腸道菌群密切相關(guān)的飲食因素。
中國人的飲食結(jié)構(gòu)獨(dú)具特色,以谷物、蔬菜、豆類等植物性食物為主,同時(shí)兼具地域多樣性。從北方的面食到南方的米飯,從沿海的海鮮到內(nèi)陸的牛羊肉,豐富多樣的飲食為腸道菌群提供了各不相同的營養(yǎng)來源。長期適應(yīng)這種飲食結(jié)構(gòu)的中國腸道菌群,形成了一套獨(dú)特的菌群生態(tài)。例如,發(fā)酵豆制品等傳統(tǒng)食物中富含的大豆異黃酮等特殊營養(yǎng)成分,會(huì)影響腸道菌群的組成和代謝功能,使得中國人的腸道菌群在降解這些物質(zhì)方面可能具有獨(dú)特優(yōu)勢。
很明顯,這些特定的菌群特征使得中國人無法通過外國尋找到的菌群以及基于它們進(jìn)行開發(fā)的產(chǎn)品中得到有效的補(bǔ)充和調(diào)節(jié)——當(dāng)前市場上的益生菌產(chǎn)品多基于歐美人群的研究開發(fā),但這些 “舶來菌” 在中國人群中效果可能大打折扣。
因此,為了尋找更適合中國人群腸道特點(diǎn)的益生菌,科研人員必須深入中國本土,從國人的腸道菌群中挖掘?qū)毑?/strong>。
3
“長壽益生菌” 的奧秘
2019年,江西善泰健康董事長王京蘇先生作為江西省“雙千計(jì)劃”及南昌市“洪城計(jì)劃”杰出人才,在廬山療養(yǎng)期間,偶遇一位1919年出生的百歲婆婆。
老人精神矍鑠、步履穩(wěn)健,每天排便規(guī)律且形態(tài)如香蕉,思維敏捷,無老年癡呆及三高等老年常見慢性病跡象。考慮到自身所學(xué),他萌生了從百歲老人腸道菌群中尋找優(yōu)質(zhì)益生菌的想法。
之后,王京蘇先生與同為江西“雙千計(jì)劃”人才的南昌大學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院陳廷濤教授取得聯(lián)系并達(dá)成共識,決定啟動(dòng)百歲老人腸道菌群研究計(jì)劃。
王京蘇先生帶隊(duì)深入贛南山區(qū)調(diào)研采樣。當(dāng)?shù)匕贇q老人相對較多,且環(huán)境清幽、民風(fēng)淳樸,居民腸道菌群受外界干擾較小。
在近百位百歲老人的腸道菌群樣本,他們成功采集并從中篩選分離出四株珍貴菌株:長雙歧桿菌SX-1326、發(fā)酵乳桿菌SX-0718、干酪乳桿菌SX-1107和動(dòng)物雙歧桿菌SX-0582。
此4株菌,經(jīng)動(dòng)物試驗(yàn)證實(shí),能有效調(diào)節(jié)腸道菌群平衡,降低相關(guān)炎癥,預(yù)防和治療衰老相關(guān)疾病,延緩衰老。
相關(guān)研究成果在國際知名學(xué)術(shù)期刊《Frontiers in Immunology》和《BMC Microbiology》上發(fā)表。
其中,長雙歧桿菌SX-1326的研究相對更加深入。
這株菌通過上調(diào) P53 信號通路,增加凋亡蛋白表達(dá),誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡,增強(qiáng)伊立替康對結(jié)直腸癌的治療效果。
它還能通過修復(fù)受損的腸嗜鉻細(xì)胞,減少腦組織中 5 - 羥色胺(5-HT)的釋放,調(diào)節(jié)腦腸軸,有效緩解化療后的惡心和嘔吐,甚至改善焦慮和抑郁樣行為。
在 AOM/DSS 誘導(dǎo)的結(jié)直腸癌小鼠模型中,SX-1326 可逆轉(zhuǎn)菌群失調(diào),增加 Dehalobacterium、Ruminococcus 和 Mucispirillum 的水平,恢復(fù)腸道菌群多樣性。
同時(shí),它能夠下調(diào) TLR4/MyD88/NF-κB 信號通路和炎癥因子 IL-6、TNF-α 的表達(dá),改善腸道炎癥,并通過上調(diào)緊密連接蛋白 Occludin 和 Claudin-1,修復(fù)受損的腸道屏障。
寫在文末
善泰健康已在贛州建立了國內(nèi)唯一的山區(qū)兒童健康菌群庫,堅(jiān)持長期采集山區(qū)健康兒童供體腸道菌群。
這四株菌的發(fā)現(xiàn),意味著中國人終于擁有了具有自主產(chǎn)權(quán)的益生菌。目前,它們已進(jìn)入中國微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心(CGMCC)庫,并申請了發(fā)明專利。在產(chǎn)業(yè)化方面,善泰健康正與南昌大學(xué)合作,開發(fā)針對抗衰老、抗腫瘤和代謝疾病的益生菌制劑。
然而,挑戰(zhàn)依然存在。例如,如何確保益生菌在復(fù)雜的腸道環(huán)境中穩(wěn)定定植?如何實(shí)現(xiàn)多菌株的協(xié)同增效?這些問題需要更深入的研究。但可以預(yù)見的是,隨著精準(zhǔn)醫(yī)療時(shí)代的到來,基于本土菌群的個(gè)性化益生菌療法,將為人類健康帶來新的希望。
在贛南山區(qū)的云霧中,科研團(tuán)隊(duì)仍在繼續(xù)尋找新的 “長壽密碼”。這些微小的微生物,承載著中華文明對生命的深刻理解,也將為全球健康貢獻(xiàn)中國智慧。
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