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《我包罗万象》,有益菌和人体的器官、细胞等一同构成庞大的生态系统

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研究揭示肠道有益菌群如何适应母乳

Evolve BioSystems公司今天公布了本周发布在功能性食品杂志上的新数据,首次显示母乳喂养的婴儿喂养活性长双歧杆菌亚种。与匹配的对照相比,婴儿期EVC001(婴儿双歧杆菌EVC001)经历了来自人乳的蛋白质结合聚糖的代谢改善。

病从哪里来?益生菌和人体的关系是怎样的?

加拿大圭尔夫大学微生物生态学家爱玛·艾伦-维科在对肠道微生物进行了10多年研究后指出,现代人过于注重洁净,食物太过精细,动辄使用抗生素,这种生活方式正在损害人体内无形的微生物生态系统。

《我包罗万象》[英]埃德·扬 著 郑李 译 北京联合出版公司(二○一九年七月版)

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我们一直有个误解,认为人体完全在自行调控身体内部的运转,依赖我们的器官、细胞等。比如消化来说,我们的身体能分泌消化酶消化食物,合成营养物质维护身体组织和器官;可以感受到自身发出的信号,比如饥与饱;再比如免疫力,我们认为免疫细胞能识别危险的微生物(病原体),向它们发起进攻,同时避免伤害到自身组织。

微生物是人类的盟友而非敌人

对于形态微小、构造简单、要在高倍数显微镜下才能看清面貌的微生物,我们看似熟悉实则陌生。我们知道它们藏在身体的各个部位,参与消化等生命运作过程,但对它们到底产生多大的作用,却并不完全清楚,甚至认为它们可有可无。

母乳为宝宝提供了主要营养元素,同时也有益于寄生在婴儿胃肠道中的微生物。近日,刊登于《细胞—化学生物学》期刊上的研究显示,长双歧杆菌能通过产生一种名为LnbX的酶,成功适应婴儿肠道环境。这一机制使得该细菌能以仅在人奶中富含的糖类为食。

尽管EndoBI-1是婴儿双歧杆菌特有的一种酶,但以前已被证明能够在体外释放天然牛乳糖蛋白中的N-聚糖,这是首次在母乳喂养婴儿喂养婴儿期EVC001的婴儿中临床证明这种活性的研究。这些发现表明来自牛奶糖蛋白的N-聚糖,无论是源自人还是牛源,都可能有助于婴儿肠道中婴儿双歧杆菌EVC001的定植。

但近五十年的研究成果有了一个巨大发现。人体并不是一座自给自足的孤岛。在我们的身体内,住着数以万亿计的细菌和其他微生物。它们寄生在我们的皮肤、生殖器、口腔,特别是肠道等部位。实际上,人体细胞并不是人体内数量最多的细胞,共生细菌的数量是人体细胞的10倍。由微生物细胞和它们所包含的基因组成的细菌群落,不仅不会危害我们的健康,反而对人体有益,能帮助身体进行消化、生长和防御,这些细菌被称为“有益菌”。

人类排泄物为研究细菌、真菌和病毒等微生物群落提供了一个窗口。艾伦-维科发现,地球上最具多样性、繁殖最密集的生态系统不在热带雨林中,也不在海洋中,而是在人类的肠道里。人类“微生物”是体内数以万亿计生物体的统称,是人类拥有健康体魄的关键所在。微生物做了大量有助消化的工作,更多证据还表明,其还能帮助人体抵御哮喘、病原体、过敏、糖尿病,甚至某种形式的自闭症和癌症。

也许这正是英国科学记者埃德·扬专门撰写一本《我包罗万象》来介绍微生物知识的原因。埃德·扬致力于科普知识传播工作,在《我包罗万象》这本书里,他用讲故事的方法向大众系统介绍微生物知识,让大家重新认识微生物在动物的生命运行机制中都扮演了哪些重要角色,了解微生物这个数量庞大、与人类既合作又竞争的共生盟友。

“基于双歧杆菌能促进健康,我们的研究可能揭示了母乳驱动的肠道细菌和人类共生的进化轨迹。”该论文共同高级作者、日本京都大学的Takane Katayama说。

B. infantis是一种婴儿适应性肠道细菌,其独特地能够在纯母乳喂养期间主导婴儿肠道,主要通过充分证明利用游离人乳低聚糖(HMO)。这种关键的婴儿肠道共生体已被证明在生命的最初几个月通过病原体抑制在婴儿肠道中产生保护性环境,导致毒力因子减少,抗生素抗性基因丰度降低,结肠粘蛋白降解减少(1- 4)。这些新数据显示B. infantis还能够在体内从人乳糖蛋白中选择性地释放蛋白质结合的N-聚糖。特别地,已知来自乳铁蛋白的N-聚糖有助于该蛋白质的抗微生物活性,并且由该酶释放的其他聚糖可在支持体内婴儿双歧杆菌EVC001的生长中发挥另外的作用。

我们不能听到“细菌”就怕,“细菌”里是包括有益菌的。有益菌和人体的器官、细胞等一同构成庞大的生态系统,像一个万物丛生的热带雨林,一个规模庞大、分工明确的社会。我们必须认识到这个巨大的系统,并采取行动让这个系统运行的好。破坏体内有益菌这个生物系统,将导致有些疾病发病率越来越高,比如胃病、肥胖症、免疫性疾病、眼病、皮肤病、困倦亚健康状态等等。

医学界过去对它们了解很有限,其中有些种类完全不为人知。部分原因是它们很难在实验室环境里生存。7年前,艾伦-维科用自己获得的一笔奖金在圭尔夫大学建立了一个实验室。研究肠道微生物的传统方法是单个提取出来观察,但是艾伦-维科设计了“仿真肠道”,让微生物生活在和人体内完全一样的温度和环境中,形成同样的群落。“微生物跟青少年一样,喜欢和朋友腻在一起。”她解释说。至于它们的“食物”,自有志愿者定期送上门来。

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