【1】Cell：打破傳統(tǒng)認(rèn)知！膳食纖維可能對(duì)機(jī)體健康有害 或會(huì)誘發(fā)肝癌！

doi：10.1016/j.cell.2018.09.004

近日，一項(xiàng)刊登在國(guó)際雜志Cell上的研究報(bào)告中，來自喬治亞州立大學(xué)和托雷多大學(xué)的科學(xué)家們通過研究發(fā)現(xiàn)，在加工食品中添加高度精煉的纖維（細(xì)纖維）或會(huì)對(duì)人類健康產(chǎn)生負(fù)面影響，比如促進(jìn)肝癌發(fā)生等。

越來越多的研究證據(jù)表明，深入富含纖維的天然食物對(duì)機(jī)體健康有益，如今許多注重健康的消費(fèi)者也開始意識(shí)到他們的飲食中缺乏這種纖維，因此食品工業(yè)中常常會(huì)利用高度精煉的可溶性纖維來豐富食品，比如添加菊粉等，最近FDA規(guī)定允許將含有補(bǔ)充纖維的食品作為促進(jìn)健康的商品進(jìn)行銷售。而本文研究中，研究人員對(duì)于將精煉纖維添加到加工食物對(duì)機(jī)體健康的隱患提出了擔(dān)憂。

【2】Front in Immunoly： 食物纖維能夠緩解衰老導(dǎo)致的大腦炎癥

doi：10.3389/fimmu.2018.01832

隨著哺乳動(dòng)物年齡的增長(zhǎng)，大腦中的小膠質(zhì)細(xì)胞（一類免疫細(xì)胞）會(huì)處于長(zhǎng)期發(fā)炎的狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，它們會(huì)產(chǎn)生能夠損害認(rèn)知以及運(yùn)動(dòng)功能的化學(xué)物質(zhì)。這也是衰老過程中會(huì)出現(xiàn)記憶衰退以及認(rèn)知功能衰退的現(xiàn)象。但是，根據(jù)伊利諾伊大學(xué)的一項(xiàng)新研究，通過攝入膳食纖維能夠達(dá)到緩解這一癥狀的效果。

膳食纖維促進(jìn)腸道中有益細(xì)菌的生長(zhǎng)。當(dāng)這些細(xì)菌消化纖維時(shí)，它們會(huì)產(chǎn)生短鏈脂肪酸（SCFA），包括丁酸鹽，作為副產(chǎn)物。

“此前研究已經(jīng)證明丁酸鹽對(duì)小膠質(zhì)細(xì)胞具有抗炎作用，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也證明通過使用丁酸鹽能夠時(shí)改善小鼠的記憶，”作者說道。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在《Frontier of Immunology》雜志上。

【3】J Physiol：高纖維膳食或能降低壓力對(duì)機(jī)體腸道和行為帶來的有害效應(yīng)

doi：10.1113/JP276431

近日，一項(xiàng)刊登在國(guó)際雜志Journal of Physiology上的研究報(bào)告中，來自科克大學(xué)的研究人員通過研究發(fā)現(xiàn)，攝入高纖維食物或能降低壓力對(duì)機(jī)體腸道和行為所帶來效應(yīng)。

壓力是一個(gè)重要的健康問題，其會(huì)引發(fā)機(jī)體腸道和大腦的重要變化，從而造成機(jī)體行為發(fā)生改變，近些年來，科學(xué)家們開始重點(diǎn)研究腸道細(xì)菌和壓力相關(guān)疾病的關(guān)聯(lián)，比如焦慮癥、抑郁癥和腸易激綜合征等。腸道中的細(xì)菌能夠產(chǎn)生短鏈脂肪酸（SCFAs），而短鏈脂肪酸機(jī)體細(xì)胞的重要營(yíng)養(yǎng)來源，諸如谷物、豆類和蔬菜都含有豐富的纖維，其會(huì)刺激短鏈脂肪酸的產(chǎn)生。

這項(xiàng)研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)引入短鏈脂肪酸后，機(jī)體壓力和焦慮樣行為的水平就會(huì)降低；此外，當(dāng)個(gè)體經(jīng)歷了一段時(shí)間壓力后，其就會(huì)通過降低腸道內(nèi)部和機(jī)體其它部位之間屏障的有效性來影響腸道健康（使其發(fā)生滲漏），這就意味著，未消化的食物顆粒、細(xì)菌就會(huì)通過滲漏的腸道壁進(jìn)入血液中，并且誘發(fā)持續(xù)性的炎癥反應(yīng)，而利用短鏈脂肪酸來治療就能夠逆轉(zhuǎn)這種病變。

【4】高纖維飲食幫老鼠抵抗流感病毒

doi：10.1016/j.immuni.2018.04.022

近日，發(fā)表在Immunity雜志上的一項(xiàng)臨床前研究顯示，膳食纖維通過將免疫系統(tǒng)設(shè)定在健康的反應(yīng)水平上，提高了感染流感病毒小鼠的存活率。高纖維飲食會(huì)鈍化肺部有害的過度免疫反應(yīng)，同時(shí)激活T細(xì)胞，從而提高抗病毒的免疫力。這些益處是由腸道細(xì)菌組成的變化調(diào)節(jié)的，膳食纖維的生物發(fā)酵增加了短鏈脂肪酸的產(chǎn)生。

“膳食纖維和短鏈脂肪酸能對(duì)多種慢性炎癥產(chǎn)生有益影響，近年來得到了廣泛關(guān)注。”該論文高級(jí)作者、澳大利亞莫那什大學(xué)的Benjamin Marsland說，“但我們擔(dān)心這些治療可能會(huì)導(dǎo)致免疫反應(yīng)的普遍減弱，并可能增加感染的易感性?！?/p>

甲型流感是最常見的病毒性疾病之一，每年有多達(dá)20%的人被感染。在這項(xiàng)新研究中，Marsland小組發(fā)現(xiàn)，用可發(fā)酵纖維菊粉或短鏈脂肪酸補(bǔ)充飲食可以保護(hù)小鼠免受流感感染。

【5】Science：重磅！我國(guó)科學(xué)家證實(shí)高纖維膳食可改善2型糖尿病患者的健康

doi：10.1126/science.aao5774

根據(jù)一項(xiàng)開創(chuàng)性的高纖維膳食研究，在2型糖尿病患者中，利用富含多種纖維的膳食促進(jìn)特定的一組腸道細(xì)菌生長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致更好的血糖控制、更大的體重減輕和更好的脂質(zhì)水平。這一發(fā)現(xiàn)可能很快會(huì)改善對(duì)2型糖尿病的治療。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2018年3月9日的Science期刊上。

這項(xiàng)已開展6年的研究提供證據(jù)來證實(shí)吃更多的合適的膳食纖維可能讓腸道菌群或者說讓胃腸道中的細(xì)菌生態(tài)系統(tǒng)重新恢復(fù)平衡，這有助于消化食物并且對(duì)人體的整體健康是比較重要的。

趙立平教授說，“我們的研究為靶向這組腸道細(xì)菌的膳食纖維可能最終成為你的飲食和你的治療方法中的一個(gè)重要組成部分奠定基礎(chǔ)和提供了可能性。”

2型糖尿病是最常見的衰弱性疾病之一。當(dāng)胰腺產(chǎn)生過少的胰島素—一種協(xié)助葡萄糖進(jìn)入細(xì)胞中用作能量的激素—或者身體不能很好地使用胰島素時(shí)，這種疾病就會(huì)產(chǎn)生。

【6】從美味的食物中攝入纖維吧！

新聞閱讀：the U.S. Dietary Guidelines

你也許知道多吃纖維是好的，但你知道為什么嗎？

纖維被發(fā)現(xiàn)于植物源食物中。它占用了你的食量，卻會(huì)快速通過腸道因?yàn)樯眢w不能消化它。這就是為什么纖維能讓你更快感到吃飽以及預(yù)防便秘。它還能幫助降低你的膽固醇水平，減少心臟病、肥胖和糖尿病風(fēng)險(xiǎn)。

據(jù)美國(guó)營(yíng)養(yǎng)和飲食學(xué)會(huì)表示，成年女性每天應(yīng)當(dāng)攝入25克纖維，男性則是38克。然而僅有5%的美國(guó)人達(dá)到了這一標(biāo)準(zhǔn)。

你只需吃多種富含纖維的食物而不依靠補(bǔ)充劑，就可以很容易達(dá)到這一健康的目標(biāo)。這是個(gè)好消息，因?yàn)槟阃瑫r(shí)可以得到食物中的其他營(yíng)養(yǎng)——維生素和礦物質(zhì)等等。

【7】Science：揭示膳食纖維如何有助腸道保持健康

doi：10.1126/science.aam9949?? doi：10.1126/science.aao2202

在一項(xiàng)新的研究中，來自美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校的研究人員發(fā)現(xiàn)腸道細(xì)菌消化膳食纖維產(chǎn)生的副產(chǎn)物如何作為合適的燃料協(xié)助腸道細(xì)胞維持腸道健康。

這項(xiàng)研究是比較重要的，這是因?yàn)樗b定出一種讓腸道菌群再次恢復(fù)平衡的潛在治療靶標(biāo)，同時(shí)讓人們更進(jìn)一步了解腸道菌群和膳食纖維之間的復(fù)雜相互作用。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2017年8月11日的Science期刊上。在發(fā)表在同期Science期刊上的一篇標(biāo)題為“Gut cell metabolism shapes the microbiome”的觀點(diǎn)類型（Perspectives）論文將腸道細(xì)菌描述為體內(nèi)抵抗?jié)撛趥魅疽蜃樱ㄈ缟抽T氏菌）的防御系統(tǒng)中的“搭檔”。

論文通信作者、加州大學(xué)戴維斯分校醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)微生物與免疫學(xué)教授Andreas B？umler說，“我們的研究提示著維持腸道健康的最好方法之一可能就是給我們的腸道中的有益細(xì)菌喂食膳食纖維，即它們偏好的食物來源。”

【8】Cell：高纖維食物對(duì)結(jié)腸癌預(yù)防效果顯著

doi：10.1016/j.cell.2016.10.043

這聽起來像一個(gè)20世紀(jì)50年代科幻電影中的情節(jié)：正常的、有益的細(xì)菌開始從內(nèi)部開始，吃掉它們的主人的細(xì)胞，因?yàn)樗鼈儧]有得到它們想要的東西。那這些細(xì)菌需要什么呢？答案是：植物纖維。當(dāng)這些細(xì)菌開始饑餓的時(shí)候，就開始腐蝕腸道，削弱腸道（尤其是結(jié)腸）的抵御力，會(huì)讓有害的細(xì)菌更容易感染結(jié)腸。

一項(xiàng)由美國(guó)密歇根醫(yī)學(xué)院的新的研究發(fā)現(xiàn)，研究人員觀察缺少纖維飲食對(duì)特殊喂養(yǎng)的小鼠腸道的影響。這種特殊小鼠出生時(shí)，它們自己的腸道沒有微生物生存，后來研究人員在它們的腸道內(nèi)移植了14種小鼠腸道常見微生物。研究人員知道每一種微生物的完整遺傳特征，所以能夠隨著時(shí)間的推移跟蹤小鼠腸道種群的活動(dòng)。他們還使用致病細(xì)菌來感染小鼠，模擬人體的腹瀉等癥狀。這樣研究人員就可以知道哪些微生物對(duì)于小鼠腸道有怎樣的影響，以及食物中纖維缺乏對(duì)于小鼠腸道健康的影響。

【9】Nature TEM：膳食纖維是否可以恢復(fù)機(jī)體腸道微生物菌群的多樣性？

doi：10.1038/nature16504

一直以來，科學(xué)家們都希望通過改變飲食方式恢復(fù)人類隨著西方飲食進(jìn)化機(jī)體失去的微生物群落，從而來改善人類的健康。近日，來自阿爾伯塔大學(xué)的研究人員通過研究主張?jiān)黾语嬍持猩攀忱w維的攝入，而這一方法或許是恢復(fù)機(jī)體腸道微生物生態(tài)多樣性的關(guān)鍵一步；相關(guān)研究刊登于國(guó)際雜志Nature和Trends in Endocrinology & Metabolism上。

在工業(yè)化社會(huì)中，我們機(jī)體腸道微生物不充足的營(yíng)養(yǎng)物和特殊有益菌群的缺失直接相關(guān)，而這也會(huì)影響到我們機(jī)體的免疫健康和代謝健康，很多西方人都會(huì)攝入一半膳食指南中推薦的膳食纖維，膳食纖維是人類機(jī)體腸道細(xì)菌營(yíng)養(yǎng)物的主要來源。今年早些時(shí)候斯坦福大學(xué)的研究人員Justin Sonnenburg就通過研究發(fā)現(xiàn)，喂食典型西方飲食（高脂肪、碳水化合物及低膳食纖維）的小鼠會(huì)將多樣性水平較低的有益菌群遺傳給后代，而更喜好纖維素作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的腸道微生物在后代機(jī)體中并不會(huì)導(dǎo)致有益菌群水平的增加，因此隨著人類不斷繁衍這種有益菌群很有可能就會(huì)滅絕。

【10】Nature：低纖維飲食或使后代機(jī)體腸道微生物群落多樣性發(fā)生不可逆地耗竭

doi：10.1038/nature16504

近日，一項(xiàng)刊登在國(guó)際著名雜志Nature上的研究論文中，來自斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員通過研究發(fā)現(xiàn)，工業(yè)化社會(huì)里低纖維飲食引發(fā)機(jī)體腸道細(xì)菌不可逆的耗竭或?qū)⑦z傳給后代，研究者利用小鼠進(jìn)行研究，結(jié)果表明低纖維飲食不僅會(huì)降低哺乳動(dòng)物機(jī)體中的復(fù)雜微生物生態(tài)系統(tǒng)，還會(huì)引發(fā)3代或4代人機(jī)體腸道中微生物生態(tài)多樣性的不可逆缺失。

研究者Justin Sonnenburg說道，從20世紀(jì)中期開始，幾乎無纖維的加工方便食品的增加使得工業(yè)化社會(huì)人群中的人均纖維消費(fèi)量大約每天15克，這是狩獵和及農(nóng)村農(nóng)業(yè)人口攝入量的十分之一，而這些區(qū)域居住的條件和飲食攝入方式和我們祖先非常相似。通常情況下成千上萬種不同的細(xì)菌棲息在健康機(jī)體的大腸中，沒有這些細(xì)菌我們難以生存下去，其可以幫助機(jī)體抵御病原體入侵，增強(qiáng)免疫系統(tǒng)的功能來幫助機(jī)體維持健康狀態(tài)。

“超級(jí)細(xì)菌”會(huì)不會(huì)出現(xiàn)

在中國(guó)科學(xué)院微生物所研究員朱寶利看來，出現(xiàn)“超級(jí)細(xì)菌”的概率并不大?！拔疫€是比較樂觀的。我個(gè)人認(rèn)為，出現(xiàn)攜帶各種各樣耐藥基因的‘超級(jí)細(xì)菌’是小概率事件，不太可能出現(xiàn)大面積發(fā)生的情況?！?/p>

朱寶利解釋，不是所有的細(xì)菌都是致病菌，而耐藥基因傳到病原菌需要一定的條件。同時(shí)，致病菌如果攜帶多種基因，其本身繁殖的難度也會(huì)相應(yīng)增加，“致病菌也不會(huì)讓自己‘負(fù)擔(dān)’太重”。

但病原菌抗生素耐藥仍是人類發(fā)展面臨的嚴(yán)峻考驗(yàn)。據(jù)估計(jì)，到2050年，由于微生物耐藥所導(dǎo)致的死亡人數(shù)每年將超過1000萬，這一數(shù)字將超過癌癥的死亡人數(shù)，并導(dǎo)致全球經(jīng)濟(jì)損失超過100萬億美元。而非洲和亞洲將是重災(zāi)區(qū)。

中國(guó)的情況并不樂觀。高福介紹，中國(guó)細(xì)菌耐藥性監(jiān)測(cè)網(wǎng)（CHINET）數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)整體細(xì)菌耐藥性嚴(yán)重，耐藥水平較高；既有的多重耐藥尚未解決，新的多重耐藥菌仍在不斷出現(xiàn)。

危險(xiǎn)源于何處

中科院微生物研究所研究員馮婕是“細(xì)菌耐藥機(jī)制研究組”的組長(zhǎng)。她說：“我們都明白生物進(jìn)化中自然選擇的道理，細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性就是自然選擇下的進(jìn)化最為典型的例子。當(dāng)細(xì)菌面臨被抗生素‘消滅’的生存選擇壓力時(shí)，產(chǎn)生耐藥性就是一種必然結(jié)果。從這個(gè)角度出發(fā)，我們也就能夠了解耐藥性產(chǎn)生的根源在哪里。”

一個(gè)最直接的原因就是臨床抗生素的使用已經(jīng)得到極大控制。馮婕說：“最近幾年我國(guó)嚴(yán)格管理抗生素的使用，有些病原菌的耐藥比例并沒有出現(xiàn)大幅度的上升，有的甚至呈現(xiàn)下降趨勢(shì)?！?/p>

中科院微生物所研究員馬旅雁從事生物被膜研究。她和同事發(fā)現(xiàn)，很多微生物雖然沒有耐藥基因，但它們喜歡形成群體——生物被膜?！靶纬扇后w的微生物會(huì)分泌很多胞外物質(zhì)，導(dǎo)致抗生素?zé)o法達(dá)到群體的核心，這也是一種耐藥方式。”馬旅雁說，“還有一些菌，在某些情況下，細(xì)胞根本不生長(zhǎng)，處于休眠狀態(tài)，導(dǎo)致抗生素找不到目標(biāo)，也就是對(duì)抗生素不敏感。這也是一種耐藥性?！?/p>

在采訪中，多位科學(xué)家都著重提到，要想控制耐藥菌問題，必須嚴(yán)格控制畜牧養(yǎng)殖業(yè)中抗生素的使用。這些抗生素雖然未必能被人體接觸和吸收，“但這些抗生素必然會(huì)釋放到自然環(huán)境中，如果江河水體、土壤、空氣等自然環(huán)境中普遍存在各類抗生素，那么出現(xiàn)多重耐藥細(xì)菌的危險(xiǎn)也必然會(huì)增大?！瘪T婕說。

防患于未然，中國(guó)在努力

近年來，這個(gè)問題已經(jīng)得到了國(guó)家層面的重視。據(jù)高福介紹，2016年，原國(guó)家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)下發(fā)了《遏制細(xì)菌耐藥國(guó)家行動(dòng)計(jì)劃（2016—2020年）》，提出到2020年實(shí)現(xiàn)“爭(zhēng)取研發(fā)上市全新抗菌藥物1個(gè)到2個(gè)，新型診斷儀器設(shè)備和試劑5項(xiàng)到10項(xiàng)”，“零售藥店憑處方銷售抗菌藥物的比例基本達(dá)到全覆蓋”等多項(xiàng)行動(dòng)目標(biāo)。2017年，原農(nóng)業(yè)部也印發(fā)了《全國(guó)遏制動(dòng)物源細(xì)菌耐藥行動(dòng)計(jì)劃（2017—2020年）》，提出到2020年，實(shí)現(xiàn)“推進(jìn)獸用抗菌藥物規(guī)范化使用。省（區(qū)、市）憑獸醫(yī)處方銷售獸用抗菌藥物的比例達(dá)到50%”等目標(biāo)。

朱寶利認(rèn)為，要實(shí)現(xiàn)這樣的目標(biāo)，微觀上需要基礎(chǔ)研究的突破，宏觀上需要國(guó)家相關(guān)管理部門的協(xié)調(diào)。而中國(guó)科學(xué)院學(xué)部設(shè)立這一咨詢項(xiàng)目，就是希望能夠集合多方智慧，為決策提供科學(xué)支撐。

就基礎(chǔ)研究而言，科學(xué)家們要更多了解耐藥性的傳播機(jī)制和發(fā)展路徑，以求從根本上控制細(xì)菌耐藥性的發(fā)展，并將研究成果盡快產(chǎn)業(yè)化、實(shí)用化。在這方面，我國(guó)科學(xué)家已經(jīng)取得了一些成果。馬旅雁課題組在尋找不讓細(xì)菌“拉幫結(jié)伙”的酶，并已經(jīng)找到一種阻止綠膿桿菌成群的酶。綠膿桿菌是醫(yī)院內(nèi)常見的致病菌，也是一種很容易產(chǎn)生抗藥性的細(xì)菌。“這種酶可以降解綠膿桿菌的胞外物質(zhì)，阻止其成團(tuán)。”馬旅雁說，“我們希望能夠發(fā)現(xiàn)更多的酶，可以與現(xiàn)有的抗生素聯(lián)合使用，提高抗生素的使用效率。”

馮婕團(tuán)隊(duì)聯(lián)合微生物所的杜文斌團(tuán)隊(duì)正在研制“耐藥基因快速檢測(cè)儀器”的樣機(jī)。馮婕說，臨床上使用抗生素主要依靠醫(yī)生經(jīng)驗(yàn)，一種藥不行再換另一種，一般不會(huì)給非危重病人做藥敏實(shí)驗(yàn)，因?yàn)樗幟魧?shí)驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)，需要2~4天。她說：“我們現(xiàn)在研發(fā)的儀器可以快速檢測(cè)病原菌種類以及其攜帶的耐藥基因，并將檢測(cè)時(shí)間縮減到6到8個(gè)小時(shí)?！?/p>

而防止抗生素濫用更是一個(gè)管理問題。朱寶利表示：“無論是臨床，還是畜牧養(yǎng)殖業(yè)，不使用抗生素是不現(xiàn)實(shí)的。那么，管理、控制使用抗生素的度在哪里？比如，全面禁止在飼料中添加抗生素是不是現(xiàn)實(shí)？全面禁止之后，我們需要什么樣的措施來監(jiān)測(cè)、控制動(dòng)物疾病的發(fā)生？中國(guó)科學(xué)院學(xué)部啟動(dòng)這個(gè)項(xiàng)目，目的之一就是希望能夠回答管理上的‘黃金分割點(diǎn)’在哪里的問題。所以我們的團(tuán)隊(duì)中，有進(jìn)行基礎(chǔ)研究的科學(xué)家，有臨床醫(yī)生，有從事畜牧養(yǎng)殖的專家?！?/p>

高福說：“細(xì)菌耐藥最終影響人類健康，但造成細(xì)菌耐藥的因素及其后果卻超越了衛(wèi)生領(lǐng)域，迫切需要加強(qiáng)多部門、多領(lǐng)域協(xié)同謀劃、共同應(yīng)對(duì)。希望通過這個(gè)為期兩年的項(xiàng)目，我們能夠形成《中國(guó)病原菌抗生素耐藥的現(xiàn)狀及應(yīng)對(duì)策略》報(bào)告，提交給國(guó)家相關(guān)部門，為我國(guó)在本領(lǐng)域的前沿布局和戰(zhàn)略規(guī)劃提供決策咨詢參考，為人類福祉作貢獻(xiàn)?！保ü饷魅?qǐng)?bào)記者 齊芳）

腸道菌有關(guān)嬰兒大腦發(fā)育

人體內(nèi)的腸道細(xì)菌是主要繼承自母親。人類出生后的第一年，是腸道微生物產(chǎn)生和定植的關(guān)鍵時(shí)期。嬰兒經(jīng)過母親產(chǎn)道或經(jīng)剖宮產(chǎn)后，堿性厭氧的腸桿菌就成功定植在嬰兒的腸道中，成為其中的主導(dǎo)菌群。

等嬰兒長(zhǎng)到兩歲時(shí)，腸道內(nèi)微生物群落逐漸變得多樣化，慢慢與成人的腸道微生物群落趨同。與此同時(shí)，嬰兒大腦的容積已達(dá)到成人大腦容積的80%至90%。

嬰兒腸道細(xì)菌的變化和大腦發(fā)育幾乎同步，這引起了研究人員的注意。日前，研究發(fā)現(xiàn)，人的智商的高低可能與嬰兒時(shí)期的腸道細(xì)菌有關(guān)。

專家對(duì)89名健康嬰兒進(jìn)行研究，采集他們?cè)?歲時(shí)的糞便樣本，同時(shí)采用結(jié)構(gòu)性磁共振成像技術(shù)評(píng)估這些嬰兒在1歲和2歲時(shí)的大腦結(jié)構(gòu)。根據(jù)檢測(cè)出的腸道微生物差異，研究人員把這些嬰兒分成3組：有相對(duì)較多普氏菌的為C1組，擬桿菌較多的為C2組，瘤胃球菌較多的為C3組。同時(shí)，這3組中，C1組的微生物種類最多，C3組次之，C2組最少。

研究人員通過測(cè)試發(fā)現(xiàn)，嬰兒在1歲時(shí)的認(rèn)知與腸道微生物群落之間沒有相關(guān)性，但在兩歲時(shí)，認(rèn)知能力有很大不同。C2組（腸道微生物種類最少組）的嬰兒認(rèn)知得分最高（92分）；C1組（腸道微生物種類最多組）的嬰兒認(rèn)知得分卻最低（72分）。當(dāng)然，這些嬰兒的認(rèn)知測(cè)試結(jié)果均在正常范圍內(nèi)。

對(duì)于這樣的結(jié)果，研究人員感到難以理解，C2組嬰兒的腸道微生物種類最少，從理論上推測(cè)，認(rèn)知能力應(yīng)該更低。而且以前的研究也表明，嬰兒期的腸道微生物種類較少與不良的健康狀況，如I型糖尿病、哮喘均有關(guān)。

為了解開這個(gè)謎團(tuán)，研究人員又采用宏基因組學(xué)的方法，對(duì)這3組嬰兒的腸道微生物的代謝功能進(jìn)行分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，C2組嬰兒的腸道微生物中，與葉酸、生物素代謝有關(guān)的基因增加了，但與細(xì)菌致病性相關(guān)的基因減少了。由于葉酸是神經(jīng)發(fā)育中重要的代謝物，因此，腸道微生物種類少的C2組嬰兒的認(rèn)知能力反而較高。同時(shí)，腸道微生物的致病性降低對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育也有益處。

最終得出的結(jié)論是，影響嬰兒大腦發(fā)育和認(rèn)知高低的腸道微生物不在于多還是少，而在于組合是否最佳。雖然這個(gè)研究只是初步結(jié)果，但能說明腸道細(xì)菌與嬰兒的大腦和認(rèn)知發(fā)育相關(guān)。更重要的是，如果嬰兒腸道細(xì)菌的數(shù)量、種類和組合與大腦認(rèn)知發(fā)育有關(guān)，具體是通過什么途徑產(chǎn)生關(guān)系的，是今后需要弄清楚的。

細(xì)菌促進(jìn)令人愉悅的血清素產(chǎn)生

人逢喜事精神爽！但喜事還需要轉(zhuǎn)化為體內(nèi)的多種快樂物質(zhì)，如血清素，才能讓人高興。

血清素最早是從血清中發(fā)現(xiàn)的，其化學(xué)名稱是5-羥色胺，廣泛存在于大腦、血小板、胃等組織中。它在大腦中的含量最高，除了讓人愉快外，還能收縮血管和平滑肌。

雖然大腦也可以合成血清素，但人體內(nèi)絕大部分（約90%）的血清素都產(chǎn)生于消化道。腸道中的腸嗜鉻細(xì)胞儲(chǔ)存著這些分子，用來調(diào)控腸道運(yùn)動(dòng)。然而，研究人員發(fā)現(xiàn)，血清素產(chǎn)量的多少并非由腸嗜鉻細(xì)胞決定，而是由細(xì)菌來主導(dǎo)。細(xì)菌決定了血清素的產(chǎn)量，從而可能影響到人的喜悅與悲傷。

專家發(fā)現(xiàn)，腸道細(xì)菌改變的小鼠會(huì)發(fā)生行為方式的改變，這提示微生物與神經(jīng)系統(tǒng)有相互作用。于是，他們開始研究腸道細(xì)菌是否影響腸嗜鉻細(xì)胞合成血清素的能力。

研究者在檢測(cè)正常和無菌小鼠體內(nèi)血清素的水平后發(fā)現(xiàn)，無菌小鼠腸嗜鉻細(xì)胞產(chǎn)生血清素比正常小鼠減少60%，但是給無菌小鼠移植正常腸道微生物后，又能恢復(fù)小鼠腸道嗜鉻細(xì)胞產(chǎn)生血清素的能力。這證明，腸道微生物是腸道合成血清素的重要條件。共有近20個(gè)種類的產(chǎn)芽孢細(xì)菌組合能讓無菌小鼠恢復(fù)產(chǎn)生血清素的能力。

細(xì)菌又是如何促成血清素合成的呢？進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，這些產(chǎn)芽孢細(xì)菌的代謝產(chǎn)物，如維生素E、丁酸鹽、膽酸鹽、脫氧膽酸、對(duì)氨基苯甲酸、丙酸鹽和酪胺等分子，能刺激腸嗜鉻細(xì)胞生產(chǎn)血清素。

來看看這個(gè)過程：當(dāng)腸道內(nèi)的菌群正常時(shí)，產(chǎn)芽孢細(xì)菌的代謝產(chǎn)物刺激腸嗜鉻細(xì)胞生產(chǎn)血清素，然后通過血液循環(huán)維持人體和大腦內(nèi)血清素的正常濃度。因此，在有外界的喜事刺激時(shí)，人才會(huì)高興。反之，體內(nèi)菌群減少或搭配比例不當(dāng)，會(huì)讓血清素合成減少，即便有喜事刺激也高興不起來。

一個(gè)旁證是，部分抑郁癥患者的表現(xiàn)之一就是體內(nèi)缺乏維生素E，所以醫(yī)生會(huì)給予補(bǔ)充維生素E，緩解患者的抑郁癥狀?，F(xiàn)在，研究人員也發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)芽孢細(xì)菌的代謝產(chǎn)物之一就是維生素E，后者又能促進(jìn)血清素的生成，說明細(xì)菌真的左右著人們的喜悅與悲傷。

基因突變大腸桿菌可能延壽

再來說說腸道細(xì)菌與壽命的關(guān)系。美國(guó)貝勒醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)，秀麗隱桿線蟲體內(nèi)有近4000種大腸桿菌，其中有幾十種能夠延長(zhǎng)線蟲的壽命。同時(shí)，這些大腸桿菌在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)中能延緩腫瘤發(fā)展和β-淀粉樣蛋白積聚，而β-淀粉樣蛋白積聚被視為癡呆發(fā)生的重要原因。

秀麗隱桿線蟲以大腸桿菌等細(xì)菌為食。研究人員建立了一個(gè)大腸桿菌庫，包括3983種單基因突變菌株。他們單獨(dú)將每一種菌株飼喂線蟲，觀察其壽命。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有29種突變菌可以讓線蟲的壽命延長(zhǎng)10%以上。

在既往對(duì)衰老的研究中，研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，動(dòng)物和人的長(zhǎng)壽與幾種分子信號(hào)通道有關(guān)，如胰島素/胰島素樣生長(zhǎng)因子1（IGF-1）、雷帕霉素靶蛋白（TOR）信號(hào)通道和限制能量（即節(jié)食）。

不過，令人驚訝的是，這次研究發(fā)現(xiàn)了新的延壽機(jī)制。線蟲體內(nèi)有兩種基因突變大腸桿菌引發(fā)壽命延長(zhǎng)并不是通過上述信號(hào)通道實(shí)現(xiàn)的，一種是hns基因突變，可使線蟲延壽40%，另一種是lon基因突變，能使線蟲延壽25%。

原來，hns基因和lon基因共同參與一種代謝物的合成，即莢膜異多糖酸。而莢膜異多糖酸被認(rèn)為是延長(zhǎng)壽命的重要物質(zhì)。研究人員直接將莢膜異多糖酸喂給線蟲，線蟲的壽命延長(zhǎng)了20%；對(duì)果蠅飼喂莢膜異多糖酸，也延長(zhǎng)了果蠅的壽命，證實(shí)了莢膜異多糖酸的抗衰老作用。

這提示，兩種基因引起的延壽作用可能是通過莢膜異多糖酸實(shí)現(xiàn)的。隨后，研究人員檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，有腸道細(xì)菌hns基因和lon基因的培養(yǎng)基中，莢膜異多糖酸的含量都比其他培養(yǎng)基中的要高。當(dāng)兩種基因與莢膜異多糖酸同時(shí)存在時(shí)，線蟲體內(nèi)與衰老有關(guān)的肌肉線粒體的分解會(huì)減弱，即證明衰老在延遲。

莢膜異多糖酸抗衰老的原理與線粒體的功能有關(guān)。線粒體是所有真核生物細(xì)胞中非常重要的一種細(xì)胞器，是細(xì)胞的“能量工廠”，為細(xì)胞供能，參與細(xì)胞生長(zhǎng)的調(diào)控。莢膜異多糖酸作為代謝產(chǎn)物被腸道細(xì)胞吸收后，會(huì)與細(xì)胞內(nèi)的線粒體建立聯(lián)系，維持線粒體的功能和蛋白質(zhì)的穩(wěn)態(tài)，由此讓線蟲、果蠅、哺乳動(dòng)物的壽命延續(xù)。

由上可知，有hns基因和lon基因突變的大腸桿菌促進(jìn)莢膜異多糖酸合成，莢膜異多糖酸則維持線粒體的功能，使動(dòng)物延壽。下一步，研究人員還需弄清有突變基因的大腸桿菌促使莢膜異多糖酸合成增加的原因，以及是否同樣適用于人類。