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粪便移植,移植了什么?

2016/09/07 来源:网易科技
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导读
人们很少会去考虑自己粪便中都含有些什么。但弄清楚粪便成分对粪便移植至关重要。粪便移植,顾名思义就是将粪便从捐赠者转移到受赠者。这或许是史上最简单的移植了,只需将经过处理的来自健康人的粪液移植到患者体内即可。


由美国凡德比特大学研究人员发表的论文《粪便移植,移植了什么》表明弄清楚粪便中的微生物种类及非微生物成分,或对粪便移植至关重要。研究发现粪便中含有细菌,病毒,真菌,古生菌,原生生物及食物代谢物。

人们很少会去考虑自己粪便中都含有些什么。但弄清楚粪便成分对粪便移植至关重要。粪便移植,顾名思义就是将粪便从捐赠者转移到受赠者。这或许是史上最简单的移植了,只需将经过处理的来自健康人的粪液移植到患者体内即可。

近些年,人们对粪便移植越发青睐,是因为该方法能十分有效地治疗艰难梭状芽孢杆菌(Clostridium difficile Clostridium difficile)引起的肠道感染。该细菌本是肠道微生物群系的正常组成成分,但是当肠道中其他微生物组分失衡时,它就会不受控制地疯长。读者也许会说,某种微生物变多,那用抗生素治疗就好了。但治疗艰难梭状芽孢杆菌的问题是,它的耐抗生素性高于肠道内的其他微生物,如果使用抗生素的话不但杀不死它,还会殃及许多其他微生物,使得情况更糟。而粪便移植就是另辟蹊径,引入健康的微生物组(也就是健康人的粪便)使得患者体内的肠道微生物恢复健康。该方法被证实有效可行,而且科学家们还希望将其用于炎症性肠病,甚至肥胖的治疗。如Seres治疗公司就正在研发含艰难梭状芽孢杆菌的药丸,药丸治疗可有效地避免粪便移植会产生的比如恶心等不良反应。所以,粪便移植就是移植肠道微生物啦,但真的就这么简单吗?

粪便中有机物成分比例

粪便移植,移植了什么?

近期发表在PloS生物杂志上的一篇文章就问了这个问题。实际上,粪便中除了微生物外,还有很多其他排泄物,而这些物质大多数很可能也有生物效应。实际上对粪便组成的研究并不多,主要集中在上世纪七八十年代,而且因为受试人群的健康饮食差异,结果五花八样。不过总体来说,粪便是由75%的水和25%的固体物质组成。而主要的固体物质是有机物,组成了25%-54%的微生物细胞,无论死活(少部分是病毒)。由于微生物计数主要是根据显微镜和革兰氏染色法,所有可认为微生物细胞大多数都是细菌,但仍有待进一步确认。而根据之前综合评估,每克粑粑(湿润状态下)含有1011个细菌。除此以外,也发现了大量的病毒,古生菌,真菌和真核微生物。

根据对五个样品的估计,病毒的数量是每克粑粑(湿润状态下)含有108-109个病毒。对比下前面的细菌数量,病毒数量是细菌数量的0.13,而在其他环境下,病毒数量是细菌数量的1.4-160倍,也就是说在肠道环境下,病毒生长受到抑制。

而虽然古生菌很好辨认,但人们对其却关注不够。其中甲醇古生菌占古生菌数量的10%,而根据对产甲烷量的估计(对的,就是放屁),每克粪便(无论是干燥还是湿润状态)含有107-108个产甲烷生物(对其是古生菌还是细菌,尚不确定)。而且70%的健康人体内含有真菌,据估计其数量为每克粪便106个。白念珠菌是最为常见并研究最多的酵母菌,但是当微生物动态平衡被打破时,白念珠菌数量急速增加,这也可能会导致炎症性肠病。所以说古生菌和真菌对粪便移植的效果也有很大影响。

而且有趣的是,研究人员可从每克粪便中分离出107个结肠上皮细胞。上皮细胞之所以能被成功分离,是因为其呈球形,而一旦剥落掉入粪便中后也能存活。结肠细胞能够充当细菌和宿主体内组织和器官的物理屏障。而当大量结肠细胞死亡后,其调节作用就会因为肠道通透性增加而下降。而粪便中是否含有结肠细胞,或对粪便移植至关重要,因为它可“嫁接”在受赠者体内。

当然,你也不会忘记你的代谢物。而且可以说,纤维造就了粑粑的重量。纤维经过肠道微生物消化,转变成短链脂肪酸,其在结肠中具有极强的抗发炎和激活T细胞功能。对小鼠实验发现,低纤维饮食导致小鼠粪便中的微生物活性降低。而这些代谢产物也能为结肠细胞(来自粪便)和肠道细胞提供能量。

该研究很值得人关注,因为人们很少会在意粪便中的其他成分是否也有影响。但这对进行粪便移植治疗疾病的科学家和医生至关重要。而且有趣的是,尽管部分粪便移植发生在亲属之前,但有限的研究表明,亲属关系与否并不影响粪便移植的效果,而且即使影响,也是很小的影响。

就在最近,由Seres研发的药丸SER-109的临床治疗失败了。这或许是因为他们没有合理地将细菌混合,但也很有可能是因为大便中的其他成分影响?

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