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从琢磨减肥到研究肠道菌群

时间:2012-08-15 16:45来源:文汇报   作者:未知 阅读:

    赵立平教授和同事历经4年初步揭示了黄连素防治糖尿病的机理,昨天本报的报道引起许多读者兴趣。其实,赵教授本人也有让人感兴趣的故事—— 从琢磨减肥到研究肠道菌群

  赵立平教授是微生物学家,上海交通大学生命科学与技术学院副院长。在带领课题组揭示黄连素防治糖尿病的机理之前,他已经研究“肠道菌群和人体健康的关系”数年,出过不少成果,还提出了“慢性病的肠源性学说”。这一系列研究,是从他琢磨减肥开始的。

先拿自己做试验

  上世纪90年代初,赵立平发胖了,体重一度整整增加30公斤。他说,结婚了,生活稳定,吃得多;工作压力大,吃得更多,结果越吃越胖。他父亲和哥哥也很胖,而且都有了高血压、高血脂之类胖子容易得的病。

  胖了,开始琢磨减肥。赵立平读过一些外国人写的减肥书,但最终发现,低卡路里饮食和积极锻炼对他没啥用处。

  2004年,他偶然读到华盛顿大学医学院微生物学家Jeffrey I.Gordon和同事的一篇文章,说他们课题组在小鼠实验中证实了肥胖跟肠道微生物的联系。赵立平认为,这篇论文“提供了肠道菌群调控宿主基因的首个证据”,随即想到:这种联系是否能在自己身上验证一下?

  但是,人体肠道中的菌群有数千种,要找出哪些与健康有关,当时非常困难,况且他还想找到哪些菌群与肥胖有关。人类“元基因组”计划那时才刚刚启动。他读中国传统医学文献,试图从中寻找灵感。中医著作里当然不可能有肠道菌群的描述,但老祖宗的确说过,肠道是人出生后获得的一种健康要素,是一个人整体健康的基础。而现代医学研究发现,肠道微生物是在人出生后才有的,并且有越来越多证据表明,适当细菌的早期移植,对于身体健康能起到非常重要的作用。

  赵立平试着改变自己的食谱,多吃海带、芥兰、山药、苦瓜、全麦食物等,结果两年内体重减了20公斤,血压、心率和胆固醇水平随之降低;与此同时,他持续监测自己的肠道微生物,发现有一种具备抗炎特性的细菌增加很快,从最初基本找不到,渐渐占到了肠道细菌总数的14.5%……

招募胖子志愿者

  2009年,赵立平在太原开始做第一次临床试验。他招募来123名胖子志愿者,体重指数至少30;然后为他们每个人量身定制为期9周的饮食方案,要求他们定期接受肠道菌群和代谢参数检测。

  在规定饮食终止后的14周内,赵立平和同事们对90名志愿者进行追踪调查,发现93%完成了这项试验的人体重减轻,减重的中位数约7公斤;同时他们肠道中的产毒细菌减少,有益菌增多。受此鼓励,赵立平又在中国另外3个城市针对1000多人展开试验。2010年,他在人类微生物组项目会议上讲述了这个“减肥故事”,被同行们认为找到了一种新的研究方式。

  比利时天主教鲁汶大学的Patrice D.Cani和其他研究人员曾经通过实验证实,在摄取高脂饮食后动物的肠道发生了一系列明显变化:有害细菌增加,肠粘膜渗透性增高,血液中毒素增多——毒素增多触发了炎症,人的新陈代谢能力下降。赵立平尝试在这个实验结论的基础上更进一步,观察人改变饮食后的逆转情况。在今年4月12日发表于学术期刊ISME的一篇论文中,他和同事宣布发现了80种与饮食改变相关的肠道细菌种类,更令人振奋的发现是:高脂饮食诱导出的菌群改变被证明完全逆转——这就是说,

  你可以通过饮食使肠道中的坏细菌增加,也可以通过饮食增加肠道中的好细菌同时减少坏细菌。美国国立卫生研究院人类微生物组项目主任LitaProctor说,“可能受到微生物组影响的疾病名单一直在增加、再增加。但以往我们只看到微生物组与疾病的关联,却未能开展因果研究;现在终于有人开辟了一个全新领域,正试图找出越来越接近正确的研究途径。”

  赵立平教授告诉记者:“通过饮食来影响肠道菌群,是一个复杂的过程,每个人都需要不同的食谱,这份食谱甚至必须根据100多项检测指标来确定。”

没人可以胡吃海喝到老

  诺贝尔医学或生理学奖获得者Joshua Lederberg曾经提出,“人是与共生微生物构成的超级生物(superorganism)。”人基因组和微生物组共同在起作用,影响着人体的免疫、营养和代谢过程。从基因的角度看,人体内有两个基因组:一个是从父母那里遗传来的人基因组,大约编码有2万多个基因;另一个是人体内多达1000多种共生微生物的遗传信息的总和,叫“微生物组”,也称为“元基因组”,它们所编码的基因在100万个以上。赵立平强调:“为什么总说人的健康状况30%由先天决定而70%由后天决定,这就是道理。”

  越来越多的科学发现指出,肠道菌群与人体的关系比我们想象的密切得多。比如不久前欧洲科学家发现,老年人肠道里有更多分解碳水化合物的微生物,这可能是因为随着年龄越来越大,人体处理营养物质的效率没那么高了,为了维持生存,细菌必须承担起这项任务。在人体中,人的细胞数量仅占细胞总量的10%,而90%是共生微生物的细胞。共生细菌大部分生活在肠道里,重量大约为1.5千克。关键的问题是,这些细菌的代谢物会进入人的血液,影响人的健康——有益菌可以产生消炎、镇痛、抗氧化的物质,还可以合成维生素、氨基酸、丁酸盐等营养成分,滋养和保护人体;有害菌则产生神经毒素、致癌物质和游离抗原,进入血液后可能引发儿童自闭、老年痴呆、肥胖、糖尿病、冠心病甚至癌症等各种慢性病。有不少人并无基因缺陷,却也发胖,还早早得了糖尿病,这很可能与肠道菌群、高脂饮食有关。

  赵立平说:“肠道中的有害菌如果生长迅速,一定会挤占有益菌的生长空间;坏细菌不停地代谢,不断分泌和排泄各种有害物质。当有害物质进入血液循环,会使身体处于炎性反应中。一个一直处于炎症反应中的身体,迟早会出问题。”

  有人问:我们周围不是总有些怎么吃都不发胖的人吗?他们是不是例外?赵立平教授认为“没有例外”,没人可以胡吃海喝到老。“人在年轻时乱吃东西还能够保持好身材,是因为肝脏的解毒功能好;随着年纪上去,身体器官机能下降,肠道菌群恶化对身体健康的影响就会越来越大。”

  今年6月,《科学》杂志刊登题为《MyMicrobiome and Me》(《我的微生物组和我》)的人物专题文章,讲述了赵立平将中医理论与肠道微生物研究相结合,了解和对抗肥胖的故事。

(责任编辑:泉水)
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