吃下去的益生菌,你怎麼知道它不會變異?
2019年03月27日09:22

  來源:學術經緯

  吃下去的藥物,會怎樣在體內代謝?幾年前,一個來自TED的視頻曾形象地展示了全過程:經過消化後,藥物分子會進入血液,循環至全身。隨後,這些藥物分子會逐漸被排出體內。這個時候,醫生就會提醒你,該吃下一頓藥了。

  但我們有沒有想過,吃下去的益生菌,會在體內經曆一段怎樣的旅程?

  最近,不少生物技術公司正在開發“微生物療法”,治療胃腸道疾病或其他代謝疾病。由於這些療法中包含了大量微生物,有人擔心它們會在人體內發生不可控的變異,帶來意想不到的後果。今日,一項最新研究證實了人們的擔憂:這些以治療為目的進入體內的益生菌,可能真的會發生意外變異!這項研究在線發表在了細胞出版社旗下的《Cell Host & Microbe》雜誌上。

  “微生物會在治療過程中不斷自我演化嗎?這是我們首次系統性地回答這個問題。”本研究的負責人Gautam Dantas教授說道。

  在研究中,這支團隊選擇了大腸杆菌Nissle 1917(EcN)作為研究對象。這種益生菌在歐洲與加拿大被作為商品銷售,人們相信它有緩解胃腸道疾病的功效。但研究人員們犀利地指出,這種益生菌可能會在體內發生變異,原因有幾種:首先,它本身無法降解腸道中常見的複雜多糖,在糖類代謝上需要依賴於其他細菌;其次,腸道中其他細菌的存在會激發這種細菌的生存壓力。種種條件暗示,在生活的壓力之下,這些細菌不得不做出改變。

  為了檢驗這一想法,研究人員們從8名健康的誌願者體內分離出了微生物,並將它們打破,獲得了1500萬個DNA片段。這些DNA片段與研究中使用的益生菌混在一起,以模擬腸道中的遺傳多樣性。隨後,這些混合物被引入到了多組小鼠的體內——這些小鼠體內自帶的微生物水平各有不同,有的小鼠腸道內處於無菌狀態,有的小鼠則有完整的腸道微生物組。

▲短短幾週時間,帶有特定功能的一類細菌(黃色)就占了小鼠腸道里的大頭(圖片來源:參考資料[1])
▲短短幾週時間,帶有特定功能的一類細菌(黃色)就占了小鼠腸道里的大頭(圖片來源:參考資料[1])

  後續研究發現,那些原本微生物多樣性最低的小鼠(比如腸道內無菌的小鼠),攝入的益生菌發生了最大的變化。之前我們提到,EcN這種益生菌在糖類代謝上依賴於其他細菌。在沒有其他細菌存在的環境下,它們被迫自己親自上陣,在一同引入體內的DNA片段的幫助下,整個群體演化出了代謝糖類的新能力。而且在研究所使用的6只小鼠體內,都出現了這樣的變化,證明這不是隨機事件,而是確確實實發生的變化。從某方面看,這些變化是增強了這些益生菌的適應性。

  但另外的一些變化,可能就不怎麼令人愉悅了。研究人員們發現,有些微生物會對腸壁表面具有保護性的黏液層造成破壞。這本身雖然不會引起嚴重的問題,卻會給其他病原體提供潛在的入侵口子。

▲本研究的圖示(圖片來源:參考資料[1])
▲本研究的圖示(圖片來源:參考資料[1])

  一些研究微生物療法的生物技術專家們表示,這一結果嚴格來說,並不是那麼出人意料。畢竟微生物是活體,在不同的環境中,會做出不同的反應。

  但另一些研究人員們相信,這些結果可能會給研發“微生物療法”的初創公司帶來一定衝擊。“如果你想要開發益生菌療法,你或許需要知道這些細菌在腸道中的(演化)路線,”本研究的第一作者Nathan Crook教授評論道:“這些微生物的演化方向是對療法有益,是產生良性的變化,還是會不斷帶來不利影響?”

  最近,關於益生菌的爭論層出不窮。毫無疑問,本項研究的出爐,還將繼續學界對這爭議話題的討論。

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