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6月6日，最新一期《Science》杂志以“我的微生物组与我”为题，报道了上海交通大学赵立平教授将中医理论与肠道微生物研究相结合，探索并战胜肥胖的传奇经历。

赵立平的故事始于1987年，他与大学同学季柳英结婚。两年后，他们有了一个女儿，赵立平也获得了博士学位。然而，新生活的压力和妻子精湛的厨艺让这位微生物学家的体重开始增加。到1990年，他在山西太原的山西省农业科学院建立环境微生物学实验室时，体重已从60公斤增至80公斤。随后，他在康奈尔大学从事博士后研究，体重又增加了10公斤。1995年回国时，他的腰围达到110厘米，健康状况堪忧。

2004年，赵立平读到一篇论文，彻底改变了他的职业生涯和身体状况。华盛顿大学医学院的微生物学家Jeffrey I. Gordon及其同事在小鼠中证实了肥胖与肠道微生物之间的联系（Science, 2009年5月29日，第1136页）。赵立平好奇这种联系是否也适用于自己，于是决定一探究竟。2006年，他采用了一种包含山药和苦瓜的食疗方法，这些益生食物被认为能改变消化系统中细菌的生长。赵立平不仅监测体重，还监测肠道微生物。当他将这些益生食物与全谷物饮食相结合时，两年内减重20公斤，血压、心率和胆固醇水平均下降。一种具有抗炎特性的细菌——普拉梭菌（Faecalibacterium prausnitzii）大量增殖，从检测不到增至肠道细菌总数的14.5%。这些变化使他关注到微生物组在自身转变中的作用。赵立平最初用小鼠进行研究，随后将研究扩展到人类。

如今，赵立平身材苗条，留着平头，方形下巴，说话轻声细语，已成为这一新兴领域的代言人。2010年，应华盛顿大学George Weinstock的邀请，他在密苏里州圣路易斯召开的人类微生物组项目会议上讲述了自己的减肥故事。Gordon的研究曾掀起研究热潮，但Weinstock认为科学家们陷入了某种僵局。他说：“该领域在一定程度上已被早期循相同途径的研究人员标准化。赵立平深入研究和在自己身上开展实验的意愿带来了一股清新的空气。”更令人耳目一新的是，赵立平以分离、不可知、科学的方式呈现研究发现。

作为上海交通大学上海系统生物医学中心副主任，赵立平负责开展临床研究，观察微生物组在糖尿病、肥胖和肝功能中的作用。但他的工作仍基于个人故事，朋友们说这反映了他通过无经验的试错探索未知领域的意愿。赵立平说：“作为科学家，你应该针对少有证据但你认为重要的问题开展工作。”

原因和效应的不确定性是该领域的主要困扰。例如，很难证明普拉梭菌促进了赵立平的减肥，而不仅仅是出现在肠道健康时。美国国立卫生研究院人类微生物组项目主任Lita Proctor说：“微生物组可能发挥作用的疾病名单在增长，但问题是我们只能看到关联，无法开展因果研究。这是一个非常新兴的领域，正试图找到接近数据的正确途径。”

对赵立平而言，这一途径涉及将他的减肥计划从个人推广到数百名受试者，利用动物研究确定在人体内监控哪些代谢参数。他的终极目标是建立连接微生物群与肥胖的分子信号。他的电子邮件签名写着：“饮食要适当，保持匀称身材，长寿，速死。”

信仰传统医学

赵立平在山西省一个小城镇长大。像大多数在文革前夕出生的中国人一样，他和两个弟弟只接受过简单教育。父亲是中学老师，母亲在纺织厂工作。父母都是传统疗法的坚定信仰者。赵立平回忆，他曾看见父亲一天两次服用刺鼻的浓黑中药草药汁对抗乙肝感染。

作为优秀学生，赵立平从南京农业大学获得分子植物病理学博士学位。回到山西建立实验室后，他专注于利用有益菌控制植物病菌。一天，一位兽医科学家同事向他要一些芽孢杆菌菌株，解释说这种细菌可帮助猪和鸡止泻。赵立平意识到他研究的细菌株可能控制人类和植物的感染。

上世纪90年代，赵立平涉足猪微生物组，探究菌株控制猪感染的想法，但未能获得研究资金。与此同时，家人健康变差：肥胖的父亲胆固醇飙升，哥哥经历了两次中风，两个兄弟也变得肥胖。几年后，Gordon的论文提供了赵立平所称的“首个证据表明肠道菌群确实调控了宿主基因”。

看似合理的是微生物组可能通过这种途径影响健康。赵立平于是将自己作为豚鼠，确定哪些微生物与体重增加有关。早期微生物组研究很多问题无法解答，找到人类肠道中数百种微生物种类中哪些可能相关非常棘手。

他探究了一些减肥的西方著作，但低卡路里饮食和积极锻炼对他毫无意义。赵立平说：“从营养上讲，你的机体处于压力之下。增加身体压力，或许会减重，但也可能损害健康。”他想起父亲的草药药汁，转而从传统医学文献中寻找灵感。

肥胖和糖尿病数千年前就困扰着中国皇室成员，保存在古代本草学中的早期医生诊断让赵立平产生共鸣。他说：“传统医生没有任何关于肠道菌群的概念，但他们认为肠是人体健康的基础，是在出生后获得的基础。”（微生物组在出生后获得，越来越多的数据表明早期移植适当细菌对后期健康非常重要。）

赵立平将希望放在中国常见的药用蔬菜上，计算着不会造成损害的温和食物剂量。随着腰围缩小，他开展动物研究，试图找到与肥胖相关的细菌。在4月12日发表于《ISME》期刊的研究中，他和同事们将小鼠从正常饮食转为高脂饮食，再恢复正常饮食，同时以2周间隔监控肠道菌群。他们发现了80种与饮食改变相关的细菌种类。更令人高兴的是，高脂饮食诱导的菌群改变完全被逆转。

但对小鼠的微生物组研究有其局限性。为了建立人类微生物组与肥胖之间的联系，赵立平知道需要开展人类研究。“唯一成功的例子就是我自己，”他回忆说。

在人群中检测

2009年，赵立平回到太原开始第一次临床试验。当时，治疗的潜在候选者比比皆是。中国肥胖人群剧增，尤其是儿童，成人糖尿病发病率从1980年的约1%增长到近10%。在调查了几所当地医院后，他招募了123名临床肥胖志愿者，体重指数至少为30。

他为患者制定了9周量身定制的方案，包括益生食物以及定期检测和监控肠道菌群和代谢参数。他在饮食终止后的14周内对90位患者进行了追踪。在研究中的三个时间点，参与者交出粪便样本，赵立平和同事们分析评估肠道菌群。

93%完成试验的参与者体重减轻中位数约7公斤。同时，肠道中的产毒细菌减少，有益菌增多。受到这些结果鼓励，赵立平再次在中国另外3个城市针对超过1000名患者开展了试验。

赵立平希望研究能确定作为代谢转换基础的分子信号通路。比利时天主教鲁汶大学的Patrice D. Cani和其他研究人员曾证实，摄取高脂饮食后动物肠道发生一系列明显变化：有害细菌增长，肠粘膜渗透性增高，血流中毒素增多。这些毒素的剧增转而触发炎症，促使宿主新陈代谢降低。现在赵立平希望在受试者采纳更健康饮食时观察逆转情况。“所有的标记物都应显示出预期的变化，”他说。

中国科学院微生物研究所的朱宝利是对围绕中医药言过其实声明的直言批评者，但他认为赵立平的研究令人鼓舞。赵立平和同事们在对肠道菌群和糖尿病的一项研究中致力找寻与人类糖尿病相关联的标记细菌种类，朱宝利引用这项研究为例时表示：“他正朝着正确的方向前进。”

科罗拉多大学微生物学家Rob Knight说他很期待赵立平临床研究发布的结果。“其他关于饮食和微生物组的研究少有参与者取得有价值的、具统计学意义的结果，”他说。

像赵立平这样涉及益生食物的大型临床研究在中国或许更容易完成。一天晚上在上海市区一个繁华的素菜馆中，赵立平享用了海藻、银杏、竹笋、芥蓝和山药。当中国志愿者被要求食用这些植物时他们毫不犹豫，赵立平说：“他们看着我们给予的清单说：‘哦，这是食物啊。没问题。’”因为其中许多物质在欧洲和美洲尚未被接受作为食物或药物，赵立平说：“这将需要几年时间才能被允许开展临床试验。”

然而赵立平将目光投向了亚洲之外，他预计这项工作在推动减肥药方面会比基因组研究更具成效。Weinstock赞同赵立平研究的最终目标是找到有效成分，而不是证实“你只能用生长在一些甲虫粪便中的真菌来治疗人们。”在赵立平的实验室里，他说：“这是西方还原论科学与中国传统医学的交会。”

赵立平和同事们正在研究的一个有前景的化合物是黄连素，它是中药黄连的主要药理成分。他们发现同时给予大鼠高脂饮食和黄连素，大鼠就不会发生肥胖或胰岛素耐受。在大鼠肠道中，已知病原体的总数下降，已知有益菌的总数增多。对其他丰富的肠道物种尚未开展研究，尚不知道它们与健康好坏之间的联系。赵立平承认这项工作不会生成灵丹妙药，他补充说：“我们需要开展更多工作来了解黄连素影响营养和代谢的机制。”

如果有一天赵立平证实了肠道菌群与健康之间的联系，这将是件苦乐参半的事情。他的父亲在其生命最后日子里遭受炎症和中风后遗症的痛苦。赵立平曾用数月时间陪伴在父亲床前。他说：“我期望我在10年前就开展这项研究，这样我可能就能帮助到他。”

（生物通：何嫱）