導讀：

腸道微生物被稱為人類的第二基因組，與我們的健康息息相關。腸道微生物能治病又能致病，當它發生紊亂時會誘發各種疾病。近些年誕生了益生菌療法、糞便移植，都與腸道菌群密切相關。因此，腸道微生物是當前生命科學最熱門的研究方向之一。

本期話題，我們有幸連線華盛頓大學研究員、腸道微生物領域泰斗杰弗里·戈登的得意門生吳萌博士，來分享她對腸道微生物方面的看法。

吳萌（華盛頓大學研究員） | 嘉賓

葉水送 | 采訪

01 人體腸道微生物的類別

葉水送：吳萌博士，您能介紹一下人體微生物嗎？它主要有哪些類別？

吳萌：腸道微生物主要指的是存在于人類腸道的微生物群落。它被認為第二基因組主要是因為它有個數量非常龐大的基因組，遠遠超過了人類本身的基因數目。目前，我們認為這些微生物主要包括細菌、真菌、病毒和其他的微生物。

大腸桿菌

從細菌來講，這是我們最熟悉的，也是腸道菌群中最龐大的一個部分，包括我們耳熟能詳的大腸桿菌，但是其實大腸桿菌只是腸道菌群中非常小的一部分，大概只占到1%不到。然后我們平時在生活中聽到的雙歧桿菌、乳酸菌，這些也是腸道菌群的一部分。

但是它們其實并不是我們健康成年人的腸道菌群的主要部分。健康成年人的腸道菌群的主要部分是擬桿菌和厚壁桿菌。這些我們平時可能在生活中聽到的不多，但是其實是正常健康成年人的主要腸道菌群。

我們的體內也有一些真菌、病毒和其他微生物，這些也是我們腸道菌群的一部分。

02 腸道微生物的調控作用

葉水送：腸道微生物主要參與了身體的哪些功能的調控？對我們的健康產生哪些影響？

吳萌：現在我們認為腸道菌群主要對我們的身體有4個方面的影響。

首先，腸道菌群參與了我們的營養代謝，可以幫助我們消化一些我們自身不能消化的食物，比如一些纖維素。同時，它產生了一些能量，幫助我們吸收能量。我們還認為它幫助我們阻擋了一些有害菌的侵入，這與它們之間的競爭關系相關。最后，腸道菌群對我們的免疫系統起了很大的調節作用，近年來，我們還發現腸道菌群對神經系統也有一定的調節作用。

03 腸道微生物與免疫系統

葉水送：正如您剛剛所說，腸道微生物與我們的免疫系統密切相關。您能介紹一下，它是如何參與免疫調控進而影響我們健康的？

吳萌：現在我們還是認為，腸道菌群定植到人體內是從出生之后發生的。人類的免疫系統的發育也是在出生之后發生的，所以我們通常會認為，在出生之后的1000天是一個腸道菌群影響免疫系統的黃金窗口。在這個過程中，腸道菌群本身的組成有一個很大的改變，而免疫細胞也有一個很大的分化過程。所以，它通過影響免疫細胞的分化，影響了免疫系統的發育。

而在成年人當中，因為不同的腸道菌群的組分也會與免疫細胞有一些調節作用，會引起免疫細胞的分化。它調節的另外一個方面，主要是它還可以產生一些代謝產物來調節免疫系統。

04 腸道菌群與癌癥的關系

葉水送：吳老師，接下來的一個問題是關于癌癥的，也是我們當前熱門的研究方向之一。腸道菌群是否與一些癌癥的調控也密切相關？

吳萌：現在的研究認為腸道菌群會對癌癥的產生和發展起很大的作用，而且現在研究的一個大熱點在對癌癥的治療方面也會起很大的作用。

從癌癥的產生和發展來講，以結腸癌為例，因為這也是腸道菌群主要存在的一個地方。對結腸癌的病人和正常健康人的菌群作對比，會發現它們的組成有很大的不同。研究人員發現有一些特別的菌是跟結腸癌病人更相關的，然后也會使用老鼠模型進一步去了解致病菌在這個過程中到底起了什么樣的作用。

另外一個方向的熱點是免疫療法，免疫療法的響應和不響應跟腸道菌群也有很大的關系，這也是目前腸道菌群對癌癥影響的一個熱點。

葉水送：前兩年免疫檢查點PD-1、PD-L1、CTLA-4的療法效果跟腸道菌群密切相關，是嗎？

吳萌：對。2015-2016年左右，當時出現了一些用老鼠模型做研究的文章，發現腸道菌群對它的影響很大。然后科學家就繼續在這個方向做研究，發現在人體內也看到了這樣的現象。一個最簡單的對比就是，如果你使用無菌小鼠，然后給它進行免疫療法，大部分的無菌小鼠是不響應的。

這就說明我們需要一個菌群給我們的免疫系統進行調控，然后讓它能夠產生一個正常的免疫環境，讓免疫療法起作用。

因為人都攜帶菌，有些人在進行免疫療法的同時可能會有一些抗生素的使用，那可能我們以后在使用免疫療法時就要盡量減少抗生素的使用。另外，對沒有使用過抗生素的病人也會發現有些不響應。

我們現在就想了解，這些不響應是不是跟他們的腸道菌群有關。如果是的話，我們是不是可以找到新的靶點或者一些菌去促進它的免疫療法。

05 口腔細菌對腸道菌群的影響

葉水送：我們口腔中有各種各樣的細菌，它們是否會影響到我們腸道中的菌群，然后對我們的健康產生影響？

吳萌：我們對新冠病人的一些研究發現，在新冠病人中，在他們的疾病發生過程中，口腔菌進入腸道之后會不會造成一些對健康的影響，這是我們現在正在研究的一個方向。

現在還不知道它到底會產生什么樣功能上的影響，但是我們的確有這樣的觀察和發現，在不同的疾病模型中，發現會有口腔菌的增加，而口腔菌自己在口腔與黏膜的相互作用中，會對健康產生影響。

06 腸道菌群如何保持平衡

葉水送：在我們的腸道中，就像您剛剛說的，我們腸道中會有很多有益的細菌，但它同時也有一些致病菌，平時有益菌和致病菌是如何相互博弈保持一種平衡，以及在什么情況下它又打破這個平衡？

吳萌：一般來說，這些有益菌基本上保護了我們。對一個健康成年人來說，大部分時候腸道菌群起到了保護我們的作用，不會被有害菌所感染。主要是通過兩個方面來實現的。

第一，空間競爭，因為有益菌已經占據了我們腸道大部分的表面位置，所以當有害菌來的時候，它們并不能定植在腸道中。

第二，營養競爭，如果有益菌已經使用了腸道營養，導致致病菌沒有合適的營養，它們也無法生存下去。

同時，這些有益菌還可以通過調節我們的免疫系統，能夠讓我們更好地去抵抗有害菌，它們自己也會促進免疫系統產生一些抗菌肽，還有一些免疫細胞，都是可以起到抵抗有害菌的作用。

當然，當有害菌數量很多的時候，或者是這些有害菌發現了一些它們的小竅門，可以抵抗住有益菌的防護，那我們還是可能會感染有害菌的。

葉水送：也就是說，在我們腸道里面，其實這些有益菌和有害菌是同時存在的狀態，平時只是有益菌占大多數，然后它會抑制有害菌的增殖，是嗎？

吳萌：現在有害菌有好幾個定義。如果我們對腸道菌群進行類似“人口普查”，有害菌就是傳統意義上的有害菌，其實大部分時候是不在正常健康人的腸道菌群中存在的。

當然我們也發現有一些我們稱為“機會致病菌”，就是它們在健康人的腸道菌群中也存在，但在正常情況下它們并不會導致什么疾病。不過，當人體出現一些健康狀況的變化時，它們可能就趁機出來導致一些疾病的發生。

07 如何通過飲食調控腸道菌群

葉水送：以減肥為例，我們是怎么通過飲食來調控腸道菌群，進而達到減肥的目的？

吳萌：這方面的研究因為仍然正在進行，所以并不能說有一個特別清晰的醫療上的一個指南說一定可以通過飲食來調節腸道菌群進行減肥。我覺得這個現在仍然在研究過程當中。

但是通過現在的研究，可以從一些基本的內容講：

第一，盡量攝取高纖維食物，因為這些高纖維食物可以給有益菌提供更多的營養，而且它們產生的一些代謝產物，我們也證明，這對人體的健康是有幫助的。所以這是一個在飲食方面可以注意的。

第二，注意飲食的多樣性。因為我們在研究腸道菌群的過程中發現，不同的腸道菌群它能夠消化的食物非常不一樣。

第三，益生菌和益生元。很多時候，我們攝取了益生菌，但如果沒有合適它的食物，它們可能也沒法更多地生存下去，因此我們可能需要盡量減少一些高糖和高油脂的食物。我們在實驗中也發現，這些高糖和高油脂的食物提供的營養，更多是提供給一些潛在的致病菌的，對有益菌幫助不是特別大。

08 腸道菌群的研究熱點

葉水送：您以前所在的實驗室在腸道微生物這一塊做得非常好，處于國際領先的水平。您能介紹一下，我們目前對腸道的了解是怎樣的一個水平，后續需要突破的難點、熱門的方向有哪一些？

吳萌：我覺得腸道菌群已經完成了很大的一個突破，很多研究已經證明了腸道菌群的重要作用，但是腸道菌群跟其他的研究相比，我們認為它仍然處于一個非常早期的階段，仍然有很多不同的問題需要我們繼續研究。

第一，現在雖然我們知道存在于我們的腸道菌群里的一些微生物，但是我們還沒有一個健康人的腸道菌群的硬性指標，如測出來之后判斷是否屬于健康的腸道菌群。

Google也做了一些工作，他們測了很多人的腸道菌群，試圖用大數據的方法去發現一個人類“最基礎的腸道菌群”。這個腸道菌群就是我們真正去了解什么樣的菌群是一個正常的、健康的腸道菌群。這是需要研究的方向。

第二，腸道菌群跟宿主之間的分子機制關系，仍然是很多實驗室正在研究的重點。因為只有我們真正了解了這個腸道菌群是怎么跟我們的宿主進行相互作用的，我們才能真正去利用這個腸道菌群。

第三，腸道菌群受環境影響非常大。剛才我們也聊了，食物對腸道菌群能產生很大影響。其實情緒、各種飲食都能對腸道菌群產生很大的影響，那這些環境因素是如何影響腸道菌群的，也是一個研究的重點。

09 抗生素的副作用

葉水送：我們國內目前抗生素濫用情況比較多，它對腸道微生物會有哪些影響？

吳萌：抗生素如果沒有按照一個正常的療程使用的話，在它沒有殺死細菌之前，它會對細菌產生一個選擇性的作用，會讓細菌產生抗藥性。這就是很多致病菌產生的原因，這是濫用抗生素造成的后果。

另外一個就是抗生素使用之后，會影響腸道菌群，會殺死腸道菌群中的一些有益菌，所以也可能會導致菌群的紊亂，進而導致一些疾病。

如果是醫生開的抗生素，要按照醫生指定的量用完，而不是覺得我已經好了就可以不使用了，要按照醫生的指導使用抗生素。

葉水送：在我們的日常生活和飲食中，您有哪些建議讓大家保持一個腸道菌群的穩態或者是一個良好的腸道菌群？

吳萌：我覺得首先飲食是非常重要的，盡量吃一些高纖維的食物，然后多樣性的食物對腸道菌群是非常有幫助的。

然后可以盡量減少高糖、高油脂食物的攝入。

另外一方面就是我們不要過度清潔，不要頻繁使用消毒劑和殺菌產品洗手液這些東西。如果環境是一個比較正常的干凈的環境，其實很多細菌在我們周圍沒有關系，腸道菌群也會受一些節律的影響，所以正常的睡眠，保持一個好的心情，這些都對腸道菌群會有幫助。

本文為科普中國·星空計劃扶持作品

團隊/作者：深究科學

審核：北京協和醫院消化科副主任醫師 王強

出品：中國科協科普部

監制：中國科學技術出版社有限公司、北京中科星河文化傳媒有限公司

來源: 深究科學