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微生物疗法:益生菌进入肠道后会发生意外变异
时间:2019-03-30 09:16  浏览:400
          吃下去的药物,会怎样在体内代谢?几年前,一个来自TED的视频曾形象地展示了全过程:经过消化后,药物分子会进入血液,循环至全身。随后,这些药物分子会逐渐被排出体外。这个时候,医生就会提醒你,该吃下一顿药了。

 

但我们有没有想过,吃下去的益生菌,会在体内经历一段怎样的旅程?

 

最近,不少生物技术公司正在开发“微生物疗法”,治疗胃肠道疾病或其他代谢疾病。由于这些疗法中包含了大量微生物,有人担心它们会在人体内发生不可控的变异,带来意想不到的后果。今日,一项最新研究证实了人们的担忧:这些以治疗为目的进入体内的益生菌,可能真的会发生意外变异!这项研究在线发表在了细胞出版社旗下的《Cell Host&Microbe》杂志上。

 

“微生物会在治疗过程中不断自我演化吗?这是我们首次系统性地回答这个问题。”本研究的负责人Gautam Dantas教授说道。

 

在研究中,这支团队选择了大肠杆菌Nissle 1917(EcN)作为研究对象。这种益生菌在欧洲与加拿大被作为商品销售,人们相信它有缓解胃肠道疾病的功效。但研究人员们犀利地指出,这种益生菌可能会在体内发生变异,原因有几种:首先,它本身无法降解肠道中常见的复杂多糖,在糖类代谢上需要依赖于其他细菌;其次,肠道中其他细菌的存在会激发这种细菌的生存压力。种种条件暗示,在生活的压力之下,这些细菌不得不做出改变。

 

为了检验这一想法,研究人员们从8名健康的志愿者体内分离出了微生物,并将它们打破,获得了1500万个DNA片段。这些DNA片段与研究中使用的益生菌混在一起,以模拟肠道中的遗传多样性。随后,这些混合物被引入到了多组小鼠的体内——这些小鼠体内自带的微生物水平各有不同,有的小鼠肠道内处于无菌状态,有的小鼠则有完整的肠道微生物组。

微生物疗法:益生菌进入肠道后会发生意外变异

▲短短几周时间,带有特定功能的一类细菌(黄色)就占了小鼠肠道里的大头(图片来源:参考资料[1])

 

后续研究发现,那些原本微生物多样性最低的小鼠(比如肠道内无菌的小鼠),摄入的益生菌发生了最大的变化。之前我们提到,EcN这种益生菌在糖类代谢上依赖于其他细菌。在没有其他细菌存在的环境下,它们被迫自己亲自上阵,在一同引入体内的DNA片段的帮助下,整个群体演化出了代谢糖类的新能力。而且在研究所使用的6只小鼠体内,都出现了这样的变化,证明这不是随机事件,而是确确实实发生的变化。从某方面看,这些变化是增强了这些益生菌的适应性。

 

但另外的一些变化,可能就不怎么令人愉悦了。研究人员们发现,有些微生物会对肠壁表面具有保护性的黏液层造成破坏。这本身虽然不会引起严重的问题,却会给其他病原体提供潜在的入侵口子。

微生物疗法:益生菌进入肠道后会发生意外变异

▲本研究的图示(图片来源:参考资料[1])

 

一些研究微生物疗法的生物技术专家们表示,这一结果严格来说,并不是那么出人意料。毕竟微生物是活体,在不同的环境中,会做出不同的反应。

 

但另一些研究人员们相信,这些结果可能会给研发“微生物疗法”的初创公司带来一定冲击。“如果你想要开发益生菌疗法,你或许需要知道这些细菌在肠道中的(演化)路线,”本研究的第一作者Nathan Crook教授评论道:“这些微生物的演化方向是对疗法有益,是产生良性的变化,还是会不断带来不利影响?”

 

最近,关于益生菌的争论层出不穷。毫无疑问,本项研究的出炉,还将继续学界对这争议话题的讨论。

 

新研究:益生菌能够影响精子质量

 

近期召开的哥本哈根Probiota大会上,研究人员指出,最新的研究显示益生菌能够提高同时存在慢性疼痛和肥胖情况男性的低生育能力,这将显著提高人们对益生菌治疗不孕症的科学兴趣。丹麦奥尔堡大学和比佛丹大学的研究人员对益生菌如何影响慢性疼痛、肥胖和男性低生育能力进行了三项研究,并在此次大会上发表了他们的研究结果。

 

研究结果表明,口服Bifodan鼠李糖乳杆菌BIFOLAC PB01菌株具有改善男性生育能力、控制体重、缓解疼痛感(感觉神经系统对某些刺激的反应)的潜力。首席研究员、奥尔堡大学医学院博士后Fereshteh Dardmeh表示,这是首次发现益生菌在这些疾病共存条件下对精子质量有积极影响。

 

这项研究的独特之处在于发现,益生菌可通过提高精子活力和降低精子DNA碎片水平来影响生育能力,尤其是在同时存在慢性疼痛和肥胖的情况下。此前有研究表明,肥胖会影响生育能力和疼痛敏感性。本次研究评估了这种三角关系,发现使用益生菌补充剂治疗肥胖和慢性疼痛可以提高男性生育能力。

 

怀孕被认为是人类生命最初1000天的一部分,正如在此次大会上所讨论的那样,人们已经意识到,这一时期微生物菌群的发展对一生的健康至关重要。目前,研究人员正在对益生菌对人类慢性疼痛和男性生育能力的影响进行进一步评估,预计结果将于今年晚些时候公布。

 

作为影响精子质量的另一个因素,益生菌对生殖激素存在的调节作用还需要进一步研究,以便更深入地了解益生菌对精子质量潜在效果的潜在机制。这个被“忽视的三角关系”为益生菌菌株研究开辟了新的市场发展机遇,期待BIFOLAC益生菌菌株进入人类临床试验阶段。

 

动物实验阶段采用正常体重和饮食诱导肥胖(DIO)雄性小鼠模型,将其随机分为两组,每组均给予单日服用剂量(1x109 CFU)的鼠李糖乳杆菌BIFOLAC PB01或生理盐水,同时给予相同的饮食,一共持续四周。

 

每两周使用电子Von Frey设备对机械刺激敏感性进行评估,并对相关的精子浓度、运动和运动学参数进行分析评估。

 

结果表明,益生菌能降低肥胖和瘦小小鼠的疼痛敏感性,提高精子的生育能力。在人类研究中,通过SCA(西班牙Microptic S.L.)计算机辅助精液分析(CASA)对精子浓度、运动能力、运动学参数、DNA片段和形态以及相关的压力疼痛阈值(PPT)进行评估。总体而言,研究结果显示了慢性疼痛和肥胖对男性生育能力的负面影响。

 
 
 
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