在贛南山區的云霧深處,一支科研團隊正攜帶無菌采樣設備,叩響一戶戶農家的木門。
他們的目標,是從近百位健康百歲老人的腸道中,尋找能夠延緩衰老的微生物密碼。
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一個微觀的世界
17世紀末,列文虎克首次觀察到糞便中的細菌,由此,開啟了對微生物的認知。
19世紀末至20世紀初,大腸桿菌和雙歧桿菌等重要腸道細菌相繼被發現。20世紀初,梅契尼科夫提出腸道微生物與健康相關理論,為后續研究奠定基礎。
20 世紀 50 年代,歐洲、日本和美國開始了腸道微生物組的研究。1954 年,“益生菌”(probiotics)一詞由 Ferdinand Vergin 首次提出,1965 年被 Daniel Lilly 和 Rosalie Stillwell 定義,2001 年世界衛生組織對其進行了最終定義的批準,自此,益生菌的研究逐漸受到關注。
目前,學界普遍承認人體腸道內棲息著超過 40 萬億個微生物,其數量是人體細胞的 10 倍以上,包含的基因數目更是人類自身的 150 倍。
這些微生物及其所包含的基因共同組成了一個精密的生態系統,其重要性甚至能被稱為“第二基因組”。
它們不僅幫助人體消化食物、合成維生素,更通過 “腸 - 腦軸”“腸 - 肝軸” 等通路,調控免疫系統、代謝功能以及情緒狀態。
事實上,腸道菌群的平衡與否,直接關系到人體的健康狀態。當菌群結構失衡時,有害菌可能占據優勢,引發腸道炎癥、感染等問題。而長期的菌群失調還與肥胖、糖尿病、心血管疾病、抑郁癥、自閉癥譜系障礙等眾多慢性疾病和神經精神疾病密切相關。
例如,肥胖人群的腸道菌群中厚壁菌門與擬桿菌門的比值往往較高,這種菌群特征增強了能量提取效率,但同時也可能導致胰島素抵抗等問題;抑郁癥患者則通常表現出腸道普氏菌屬減少、促炎菌增多,色氨酸代謝偏向犬尿氨酸通路,進而影響神經遞質的平衡。
不過,這一自祖先時期就長期保持穩定的生態系統不是亙古不變的:現代社會中,雖然大多數人群的腸道菌群穩定有序,但隨著飲食結構的變化、年齡的不斷攀升,腸道菌群的多樣性乃至穩定性都在被損壞,相關疾病由此產生。
腸菌引起的疾病,還是需得腸菌來治,基于此,“尋菌之路” 正式開啟。
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為何要在國人中尋菌?
尋菌,難道是我們中國人率先開啟的嗎?很可惜,答案并非如此。但為什么我們仍要在中國人里,去尋找菌群呢?
一個不容忽視的事實是,人體腸道菌群的組成具有顯著的地域和人種差異性。
地域環境、飲食習慣、遺傳背景和生活方式等因素共同塑造了不同人群獨特的腸道菌群結構。
一項對 1067 例不同年齡及地域人群腸道菌群特征的研究發現,3 歲以上健康人群的腸道菌群展現出明顯的地域性特征。在亞洲健康人群中,考拉桿菌屬和巨單胞菌屬是腸道菌群的代表菌屬;而在非洲健康人群中,糞桿菌屬更為突出;歐洲健康人群的腸道代表菌屬同樣是糞桿菌屬;北美洲健康人群則以擬桿菌屬為主;南美洲健康人群的腸道代表菌屬為普氏菌屬。
另外,遺傳背景也在腸道菌群的差異中扮演著重要角色。中國科學院北京基因組研究所等機構的研究表明,腸道菌群的組成與人種、民族等因素密切相關。例如,中國人群腸道菌群中某些特定菌屬的相對豐度與白種人等其他人群存在顯著差異。這些差異使得外國研發的益生菌產品中的菌株可能并不完全適合中國人的腸道環境。
更重要的是與腸道菌群密切相關的飲食因素。
中國人的飲食結構獨具特色,以谷物、蔬菜、豆類等植物性食物為主,同時兼具地域多樣性。從北方的面食到南方的米飯,從沿海的海鮮到內陸的牛羊肉,豐富多樣的飲食為腸道菌群提供了各不相同的營養來源。長期適應這種飲食結構的中國腸道菌群,形成了一套獨特的菌群生態。例如,發酵豆制品等傳統食物中富含的大豆異黃酮等特殊營養成分,會影響腸道菌群的組成和代謝功能,使得中國人的腸道菌群在降解這些物質方面可能具有獨特優勢。
很明顯,這些特定的菌群特征使得中國人無法通過外國尋找到的菌群以及基于它們進行開發的產品中得到有效的補充和調節——當前市場上的益生菌產品多基于歐美人群的研究開發,但這些 “舶來菌” 在中國人群中效果可能大打折扣。
因此,為了尋找更適合中國人群腸道特點的益生菌,科研人員必須深入中國本土,從國人的腸道菌群中挖掘寶藏。
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“長壽益生菌” 的奧秘
2019年,江西善泰健康董事長王京蘇先生作為江西省“雙千計劃”及南昌市“洪城計劃”杰出人才,在廬山療養期間,偶遇一位1919年出生的百歲婆婆。
老人精神矍鑠、步履穩健,每天排便規律且形態如香蕉,思維敏捷,無老年癡呆及三高等老年常見慢性病跡象。考慮到自身所學,他萌生了從百歲老人腸道菌群中尋找優質益生菌的想法。
之后,王京蘇先生與同為江西“雙千計劃”人才的南昌大學轉化醫學研究院陳廷濤教授取得聯系并達成共識,決定啟動百歲老人腸道菌群研究計劃。
王京蘇先生帶隊深入贛南山區調研采樣。當地百歲老人相對較多,且環境清幽、民風淳樸,居民腸道菌群受外界干擾較小。
在近百位百歲老人的腸道菌群樣本,他們成功采集并從中篩選分離出四株珍貴菌株:長雙歧桿菌SX-1326、發酵乳桿菌SX-0718、干酪乳桿菌SX-1107和動物雙歧桿菌SX-0582。
此4株菌,經動物試驗證實,能有效調節腸道菌群平衡,降低相關炎癥,預防和治療衰老相關疾病,延緩衰老。
相關研究成果在國際知名學術期刊《Frontiers in Immunology》和《BMC Microbiology》上發表。
其中,長雙歧桿菌SX-1326的研究相對更加深入。
這株菌通過上調 P53 信號通路,增加凋亡蛋白表達,誘導腫瘤細胞凋亡,增強伊立替康對結直腸癌的治療效果。
它還能通過修復受損的腸嗜鉻細胞,減少腦組織中 5 - 羥色胺(5-HT)的釋放,調節腦腸軸,有效緩解化療后的惡心和嘔吐,甚至改善焦慮和抑郁樣行為。
在 AOM/DSS 誘導的結直腸癌小鼠模型中,SX-1326 可逆轉菌群失調,增加 Dehalobacterium、Ruminococcus 和 Mucispirillum 的水平,恢復腸道菌群多樣性。
同時,它能夠下調 TLR4/MyD88/NF-κB 信號通路和炎癥因子 IL-6、TNF-α 的表達,改善腸道炎癥,并通過上調緊密連接蛋白 Occludin 和 Claudin-1,修復受損的腸道屏障。
寫在文末
善泰健康已在贛州建立了國內唯一的山區兒童健康菌群庫,堅持長期采集山區健康兒童供體腸道菌群。
這四株菌的發現,意味著中國人終于擁有了具有自主產權的益生菌。目前,它們已進入中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(CGMCC)庫,并申請了發明專利。在產業化方面,善泰健康正與南昌大學合作,開發針對抗衰老、抗腫瘤和代謝疾病的益生菌制劑。
然而,挑戰依然存在。例如,如何確保益生菌在復雜的腸道環境中穩定定植?如何實現多菌株的協同增效?這些問題需要更深入的研究。但可以預見的是,隨著精準醫療時代的到來,基于本土菌群的個性化益生菌療法,將為人類健康帶來新的希望。
在贛南山區的云霧中,科研團隊仍在繼續尋找新的 “長壽密碼”。這些微小的微生物,承載著中華文明對生命的深刻理解,也將為全球健康貢獻中國智慧。
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