初夏时分,科学家们报告了一项不同寻常的医疗移植成功案例:一位感染上致命的难辩梭菌的女性在接受治疗后,明显治愈了,这正是由于医生给她注射了一些来自她健康丈夫的肠道细菌。研究人员正在进一步地探索这一类移植的效果的细节。他们希望通过操纵活在人体肠道内的细菌,最终能治疗大范围的疾病从肠道疾病到肥胖、糖尿病及抑郁症。
这类微生物栖息在我们的消化道、皮肤、口腔和其他身体部位——总称为人类微生物组——在人类健康中发挥着重要作用,影响着代谢、免疫功能以及更多。(我们每个人都包含大约10倍于人体的微生物细胞)科学家正在探索多种方式来操纵一个人的微生物,其中包括吃含有健康细菌的食品,如酸奶。但移植整个微生物种群可能会提供一种更强有力的方法,来改革我们的肠道生态系统。罗勃·奈特(Rob Knight)是位于博尔德的科罗拉多大学( University of Colorado at Boulder)化学与生化副教授,他举例说,多吃酸奶对感染难辩梭菌的人并没有帮助。
奈特和来自西班牙巴塞罗那的合作者们正在研究啮齿类动物的微生物移植,他们期待将移植更有效地运用到人体。在上周发表于《基因组研究》(Genome Research)杂志的一篇文章中,研究人员们表明,他们能够成功地把一只健康老鼠的整个消化系统微生物群落移植到另一只老鼠的消化系统里。三个月后,受捐老鼠的微生物组将更为接近捐赠老鼠的微生物组,尽管这两只老鼠的微生物组并不一样。
他们还报告说,他们曾希望抗生素能使微生物移居变得更容易,而实际上却阻碍了微生物的生长。动物在移植前接受的药物治疗最终产生出较少变化的微生物组,与供体的相似之处更少。奈特表示,虽然这一发现还需要在人身上得到证实,但它表明,抗生素在移植过程中可能会起适得其反的作用。
不同与传统的器官或组织移植,老鼠没有出现明显的排斥反应。恰撒凡·杩尼虔(Chaysavanh Manichanh)是位于巴塞罗那的瓦尔德希伯伦大学医院研究所(University Hospital Vall d’Hebron Research Institute)中消化系统研究小组成员。他说:“我们没有看到任何东西。他们没毛病,甚至没有腹泻。” 乔·汉德尔斯曼(Jo Handelsman)是上述文章的第一作者,同时也是耶鲁大学分子及细胞与发育生物学系教授,她说,移植整个微生物组的想法非常令人振奋,因为还不知道这些微生物组中哪些微生物重要,哪些不重要。
她还说:“有时候,当我们试图界定每一个需要出现在那里的基因和有机体时,我们会错过一些东西。这就是获取真正的微生物群落并作整体移植的吸引力之所在。最终,我们会有更好的处理方法来决定哪些微生物是最重要的,我们可以吃什么,或避免吃什么 ,以培育‘好’的微生物群落的生长和稳固。”
据杩尼虔所述,研究人员初步推测,先清理出受助者的肠道微生物连同抗生素将有助于微生物移植。但他们发现,抗生素竟如此强大以至于干扰新确立的微生物群落。没有抗生素的老鼠较之有抗生素的老鼠,表现出其微生物群落更多的变化。
乔治·M·温斯托克(George M. Weinstock)是圣路易斯华盛顿大学(Washington University in St. Louis)的遗传学教授及该校基因组中心副主任。他表示,现在还不能确定类似的移植是否可以作用于人体,如果可以的话能针对哪些疾病;虽然传闻的试验表明,改变一个人的微生物组可以成为治疗疾病的手段,但还缺乏决定性的实验。
大卫·A·雷曼(David A. Relman)是斯坦福大学医学及微生物学与免疫学的教授。他说,移植是否可以标准化以提供可靠的及可重复的结果还有待于观察。接受别人的肠道微生物,可想而知会对因细菌过度繁殖而引发的失调症产生积极影响,但也可能有潜在的危险作用。雷曼表示,这项针对老鼠进行的三个月跟踪新研究发现,新微生物移植群相当稳定。但未来的研究必须对移植受体进行更长时间地追踪。
杩尼虔表示,他们研究的下一步是观察微生物组移植是否能影响患病动物的病因。她和她的团队首先计划对肠易激综合征进行研究。他们已经在对病人多样化的微生物群系进行分类,并希望将特定细菌株与相关疾病联结起来。
移植肠道微生物群治病
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