喝酒傷肝這和腸道菌群有什麼關係?
今日,頂尖學術期刊《自然》在線發表了一篇來自加州大學聖地亞哥分校(UCSD)的研究。論文裡,科學家們發現,一類腸道菌群產生的毒素與酒精性肝炎的嚴重程度息息相關,而針對這類腸道菌群的療法可以在小鼠模型中減少肝臟的損傷。研究人員們指出,這不但帶來了一種可靠的生物標誌物,還開闢了一種潛在的治療新思路。
▲本研究的第一作者段屹博士(左),Cristina Llorente博士(中),以及通訊作者Bernd Schnabl教授(右)(圖片來源:Bernd Schnabl教授實驗室官網)
我們都知道“喝酒傷肝”。在一些極端的情況下,患者的病情會發展為嚴重的酒精性肝炎。這種情況有多嚴重呢?統計數據表明,一旦疾病進入這個階段,高達75%的患者會在90天內死亡。除了在早期進行肝臟移植外,這種疾病並沒有特別好的治療手段。
在2016年的一項研究中,該課題組曾揭示了“喝酒傷肝”的雙重危害:一方面,酒精能直接對肝臟細胞造成損傷;另一方面,酒精會擾亂腸道菌群的平衡,讓一些細菌更容易跑到肝臟生長,讓酒精性肝病進一步惡化。
▲酒精會讓一些腸道菌群跑到肝臟生長(圖片來源:參考資料[4])
順著這個發現,研究人員們提出了兩個關鍵問題:首先,哪些細菌參與了病情的惡化?其次,我們能怎麼對其進行控制?
為了回答第一個問題,研究人員們使用16S rRNA測序的方法,尋找長期酗酒,且患有酒精性肝炎的患者體內特異的腸道菌群。果不其然,與健康的對照組相比,患者的糞便菌群組成有著很明顯的變化,而一類叫做腸球菌(Enterococcus spp。)的細菌則尤為引人關注。在患者的糞便中,這類細菌占到了5.59%的比例。相反,健康人的糞便裡幾乎找不到這類細菌的存在(僅為0.023%)。
細挖之下,研究人員們進一步發現,糞腸球菌(Enterococcus faecalis)是這一區別的關鍵。在酒精性肝炎患者體內,這種細菌的水平是對照組的2700多倍!而且這種細菌的水平越高,患者的病情就越嚴重,有著明顯的相關性。
▲有沒有溶細胞素,對患者的生存期有極大的影響(圖片來源:參考資料[1])
這種細菌為啥可能參與到病情的惡化呢?研究人員們猜測,這可能與一種叫做“溶細胞素”(cytolysin)的細菌外毒素有關。患者數據的觀察支持了這一想法:體內能檢測出溶細胞素的患者,將近90%會在入院的180天內死去。而體內檢測不出溶細胞素的患者,這一死亡率只有4%。
小鼠實驗同樣表明,溶細胞素是肝髒病情惡化的關鍵。在研究裡,科學家們給小鼠植入了兩種糞腸球菌,一種會產生溶細胞素,另一種則不會產生這種毒素。結果表明,在帶有酒精的飲食下,無論是哪一種糞腸球菌,都能在小鼠肝臟處找到它們的痕跡,而前者的肝臟損傷果然更為嚴重,死亡率也更高。
到這裡,我們看到了一個喝酒傷肝的綜合性模型——在酒精的作用下,一些腸道菌群會“流竄”到肝臟。當這些微生物分泌溶細胞素時,會在酒精之外,給肝臟帶來額外的損傷。
那麼既然我們已經知道了罪魁禍首,有沒有辦法能把它們繩之於法呢?因為這是一種特定的微生物,廣譜的抗生素肯定不行。此時,研究人員們把目光投向了“噬菌體”。顧名思義,這是一種能殺死細菌的病毒。而且我們早已發現,它有極高的特異性——通常情況下,一種噬菌體只會殺死一種或少數幾種細菌,不會影響到其他細菌。
▲噬菌體能用來攻擊特定的細菌(圖片來源:UC San Diego Health Sciences)
經過篩選,他們找到了四株能夠特異性針對分泌溶細胞素的糞腸球菌的噬菌體。小鼠實驗的結果很是令人振奮——這些細菌得到了清除,小鼠的肝臟症狀也得到了緩解。不過,研究人員們也指出,目前這還是小鼠實驗裡的結果。為了測試它在人體內是否安全有效,我們還需要進行更大型的臨床試驗。
綜合來看,“我們不僅將一種特異的細菌毒素與較差的患者預後聯繫到了一起,還發現了通過噬菌體來精準切斷這種聯繫的方法,”本研究的通訊作者Bernd Schnabl教授說道:“基於這些發現,我們相信在酒精性肝炎患者的糞便裡檢測溶細胞素基因,會是一個非常好的生物標誌物。它能評估肝病的嚴重程度和死亡風險。有朝一日,我們或許能根據溶細胞素的狀態,選擇患者,進行量身打造的治療。”