由美國凡德比特大學研究人員發表的論文《糞便移植,移植了什么》表明弄清楚糞便中的微生物種類及非微生物成分,或對糞便移植至關重要。研究發現糞便中含有細菌,病毒,真菌,古生菌,原生生物及食物代謝物。
人們很少會去考慮自己糞便中都含有些什么。但弄清楚糞便成分對糞便移植至關重要。糞便移植,顧名思義就是將糞便從捐贈者轉移到受贈者。這或許是史上最簡單的移植了,只需將經過處理的來自健康人的糞液移植到患者體內即可。
近些年,人們對糞便移植越發青睞,是因為該方法能十分有效地治療艱難梭狀芽孢桿菌(Clostridium difficile Clostridium difficile)引起的腸道感染。該細菌本是腸道微生物群系的正常組成成分,但是當腸道中其他微生物組分失衡時,它就會不受控制地瘋長。讀者也許會說,某種微生物變多,那用抗生素治療就好了。但治療艱難梭狀芽孢桿菌的問題是,它的耐抗生素性高于腸道內的其他微生物,如果使用抗生素的話不但殺不死它,還會殃及許多其他微生物,使得情況更糟。而糞便移植就是另辟蹊徑,引入健康的微生物組(也就是健康人的糞便)使得患者體內的腸道微生物恢復健康。該方法被證實有效可行,而且科學家們還希望將其用于炎癥性腸病,甚至肥胖的治療。如Seres治療公司就正在研發含艱難梭狀芽孢桿菌的藥丸,藥丸治療可有效地避免糞便移植會產生的比如惡心等不良反應。所以,糞便移植就是移植腸道微生物啦,但真的就這么簡單嗎?
近期發表在PloS生物雜志上的一篇文章就問了這個問題。實際上,糞便中除了微生物外,還有很多其他排泄物,而這些物質大多數很可能也有生物效應。實際上對糞便組成的研究并不多,主要集中在上世紀七八十年代,而且因為受試人群的健康飲食差異,結果五花八樣。不過總體來說,糞便是由75%的水和25%的固體物質組成。而主要的固體物質是有機物,組成了25%-54%的微生物細胞,無論死活(少部分是病毒)。由于微生物計數主要是根據顯微鏡和革蘭氏染色法,所有可認為微生物細胞大多數都是細菌,但仍有待進一步確認。而根據之前綜合評估,每克粑粑(濕潤狀態下)含有10 ^11個細菌。除此以外,也發現了大量的病毒,古生菌,真菌和真核微生物。
根據對五個樣品的估計,病毒的數量是每克粑粑(濕潤狀態下)含有10^8-10^9個病毒。對比下前面的細菌數量,病毒數量是細菌數量的0.13,而在其他環境下,病毒數量是細菌數量的1.4-160倍,也就是說在腸道環境下,病毒生長受到抑制。
而雖然古生菌很好辨認,但人們對其卻關注不夠。其中甲醇古生菌占古生菌數量的10%,而根據對產甲烷量的估計(對的,就是放屁),每克糞便(無論是干燥還是濕潤狀態)含有10^7-10^8個產甲烷生物(對其是古生菌還是細菌,尚不確定)。而且70%的健康人體內含有真菌,據估計其數量為每克糞便106個。白念珠菌是最為常見并研究最多的酵母菌,但是當微生物動態平衡被打破時,白念珠菌數量急速增加,這也可能會導致炎癥性腸病。所以說古生菌和真菌對糞便移植的效果也有很大影響。
而且有趣的是,研究人員可從每克糞便中分離出10^7個結腸上皮細胞。上皮細胞之所以能被成功分離,是因為其呈球形,而一旦剝落掉入糞便中后也能存活。結腸細胞能夠充當細菌和宿主體內組織和器官的物理屏障。而當大量結腸細胞死亡后,其調節作用就會因為腸道通透性增加而下降。而糞便中是否含有結腸細胞,或對糞便移植至關重要,因為它可“嫁接”在受贈者體內。
當然,你也不會忘記你的代謝物。而且可以說,纖維造就了粑粑的重量。纖維經過腸道微生物消化,轉變成短鏈脂肪酸,其在結腸中具有極強的抗發炎和激活T細胞功能。對小鼠實驗發現,低纖維飲食導致小鼠糞便中的微生物活性降低。而這些代謝產物也能為結腸細胞(來自糞便)和腸道細胞提供能量。
該研究很值得人關注,因為人們很少會在意糞便中的其他成分是否也有影響。但這對進行糞便移植治療疾病的科學家和醫生至關重要。而且有趣的是,盡管部分糞便移植發生在親屬之前,但有限的研究表明,親屬關系與否并不影響糞便移植的效果,而且即使影響,也是很小的影響。
就在最近,由Seres研發的藥丸SER-109的臨床治療失敗了。這或許是因為他們沒有合理地將細菌混合,但也很有可能是因為大便中的其他成分影響?
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