肠道内特定的微生物可以促进脑卒中恢复
1056字
2019-11-26 16:47
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火星译客

在缺血性脑卒中栓子堵塞了脑循环,脑组织缺乏氧气与营养将会损伤甚至死亡。医生们有许多方法可以有效的清除堵塞:使用一种叫组织纤溶酶原激活物的溶栓蛋白,或者手术方式血栓切除术。清除堵塞是极其重要的,但是尽管血液恢复流动,有炎症带来的后遗症也会造成更多细胞死亡。尽管经过数十年的长期研究,科学家们还没有找出让大脑远离卒中后影响的有效疗法。近几年,一种新型的改善组中后影响潜在方法出现了:大肠内的微生物群。

部分将肠道微生物与卒中联系到一起的首批研究出现在三年前。在其中一个研究中,来自纽约实验者指出:在老鼠体内,抗生素影响肠内菌类多样性对卒中后脑部受损面积也有影响。另一个啮齿类动物试验是一个德国团队进行的,证实了卒中破环了老鼠体内的微生物群——并且卒中改变了肠道内微生物的成分,使之更糟。澳大利亚莫纳什校的卒中科学家Connie Wong参与了这项实验,并说:这项实验意味着“在卒中界对于肠脑轴来说2016是一个惊喜之年”。

研究正在继续。近期,休斯顿德克萨斯大学健康科学中心的一名卒中研究员Venugopal Venna,与他的同事一直在进行试验“与年龄相关的微生物群改变会不会对看康复有影响”。Venna说:“脑卒中主要是一种老年病,年轻人也会得卒中但是很少。”在去年的神经学年报上Venna与他的同事发布了一篇报告,对于年龄相关的的微生物群改变会不会影响老鼠的恢复进行了实验。科学家们先利用抗生素杀死了啮齿类动物大肠内的微生物,然后用利用粪球将年轻的和衰老的动物体内的微生物引入。在他们将微生物引入缺血性脑卒中老鼠体内一个月后,他们发现与对照组引入年轻鼠肠内微生物相比,被引入年老微生物的年轻鼠的恢复更差。他们的死亡率更高、神经缺损更严重、肌力与运动的恢复更差而且炎性分子水平升高了。同时,被引入年轻微生物的老年鼠比一般老年鼠恢复的更好。

Arthur Liesz是慕尼黑大学的神经学家,他的团队被任命参与了2016年德国的研究,他说道,目前最大的问题的搞清楚调节微生物对卒中的影响机制。在诸多中可能性中,科学家们目前正在研究微生物的新陈代谢产物。Venna团队重点研究短链脂肪酸——一种大肠细菌产出的纤维。他们在2018年的研究表明:在年老动物体内的微生物群中短链脂肪酸含量水平较低,所以Venna和同事假设:这些化合物参与脑卒中的恢复。为了验证这项理论,他们从肠道中选取了可以产出短链脂肪酸的细菌菌株,并将其植入老鼠体内——发现这些微生物足以改善脑卒中的预后。在上个月芝加哥举行的神经科学学会会议上Venna将这些未发表的结论公之于众。

包括Venna在内的其他人怀疑像短链脂肪酸的大肠微生物代谢产物有助维持免疫系统——因此印证——在正常动物体内可被控制,而卒中后这种平衡态会被破坏。Liesz团队支持这个想法,他们也在神经科学学会会议上发表了未公布的实验来证实:在啮齿动物体内,短链脂肪酸和吲哚——大肠微生物在消化色氨酸所代谢的产物——可改善脑卒中后免疫细胞的活性。Venna说:“虽然还有很多问题需要解决,但是到目前为止,我们仍然为实验结果感觉高兴。”

大部分支持微生物对脑卒中影响的结构都来自于动物实验,而这些益处在人类内体究竟能不能适用。还有一些人类的小型观察实验,但是Liesz指出仍需要进行规模更大、时间更长的实验。为了满足需求,他的实验室现在正在招募患者提供他们的排泄物以及血液,从而验证他们的肠内细菌群循环代谢产物与老鼠体内的相对应。尽管临床试验目前还比较遥远,“我觉得我们大多数的的确在早期阶段考虑过这个疗法”。我们用像益生菌或排泄物移植的方式来导向肠道,他补充道,“这或许是一个简洁的治疗复杂疾病的方法,比如脑卒中,不是直接干预大脑而是利用微生物偷偷溜进系统中中去。”

然而,并不是所有人都信服微生物对卒中后影响的证据。Ulrich Dirnagl是柏林卡里忒斯医院的一名神经学家同时也是一名卒中科学家,说道:至今为止的实验中都存在着缺陷。一个重要缺陷是:因为实验所用的动物都是在人工环境下长大——比如,一个干净的笼子以及固定的膳食是具代表性的——所以它们的微生物群不能代表野生动物体内多样的微生物群。对于这个原因他解释道,老鼠实验可能对人类是没有意义的。

《科学》杂志八月份发表的一篇文章中支持Dirnagl的想法。在试验中,研究者培育了所谓的野生老鼠,将实验鼠的胚胎植入野生鼠体内。由于胚胎暴露在代孕鼠体内诸多种类的微生物群中,所以“野生鼠”(胚胎)也有了与其他生活在自然环境的老鼠体内及其相似的微生物群。当实验团队测试了两种免疫靶向药物,这两种药物在老师体内实验成功而人体实验却失败了,他们发现在野生鼠体内实验依然是失败的。Dirnagl说:“关于脑卒中目前为止的此类型实验跟真正的人体还差的很远,”同时也补充道实验样本规模太小与缺乏对照试验。“非凡地结论需要卓越的证据,我只看到非凡的结论,并没有看到卓越的证据。”

关于作者

Diana Kwon

Diana Kwon是一名科学杂志自由记者,报道健康以及生命科学。

Credit:Nick HIggins

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