栖息在我们肠道中的细菌已成为神经科学家的关键角色。越来越多的研究将它们与各种精神和神经疾病联系起来——从焦虑和抑郁到精神分裂症和阿尔茨海默病。现在，本周发表在《自然医学》杂志上的一项小鼠研究表明，达到正确的微生物平衡可能会引起免疫系统的变化，从而显著减少中风后的脑损伤——中风是全球第二大死亡和残疾原因。（《大众科学》是施普林格·自然的组成部分。）
专家们早就知道，中风的严重程度受到两种细胞存在的影响，这两种细胞大量存在于肠道内，可以校准免疫反应：调节性 T 细胞具有有益的炎症作用，可以保护个体免受中风。但 γδ T 细胞会产生一种细胞因子，在中风后引起有害的炎症。
威尔康奈尔医学院和纪念斯隆-凯特琳癌症中心的一个研究团队着手调查他们是否可以通过调整体内细菌居民来使这些细胞的平衡向有益细胞倾斜。为此，他们培育了两组小鼠：一组的肠道菌群对抗生素具有抗性，而另一组的肠道细菌则容易受到治疗。结果，当在两周内给予抗生素组合时，只有后者的微生物群发生了变化。然后，研究人员阻塞了小鼠的大脑动脉，诱发了缺血性中风（最常见的类型）。他们发现，药物敏感小鼠的后续脑损伤比另一组小鼠的脑损伤小 60%。
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为了确认这一结果确实可以归因于肠道菌群的变化，研究人员进行了粪便移植。也就是说，他们取出了经历过中风减轻的小鼠的结肠内容物，并将这种物质给予了新的小鼠。然而，这一次，研究小组没有给药抗生素，从而创建了一组肠道细菌发生改变但未接触药物的小鼠。通过在该组中诱发缺血性发作，研究人员发现这些小鼠也获得了对中风的保护。
研究人员发现，通过改变肠道菌群，他们间接地推动了免疫细胞之间的比例向“好”的调节性 T 细胞倾斜，同时抑制了更有害的 γδ T 细胞。研究小组跟踪了这两种细胞离开肠道并进入大脑的过程，它们在大脑中定居在脑膜上，研究人员怀疑，这影响了大脑对中风的反应方式。这种所谓的全身炎症反应——由 T 细胞支持——可能是有益的，清除大脑中的死亡细胞，也可能是有害的，引起脑肿胀和进一步的损伤。“这些细胞决定了大脑在中风后将经历何种炎症免疫反应，”威尔康奈尔大学脑与精神研究所所长、该研究的作者之一神经学家康斯坦蒂诺·伊亚德科拉说。他解释说，通过改变肠道的细菌环境，“免疫细胞最终会提供帮助，而不是加剧发生的损害。”
“现在微生物组是这个等式中的另一个要素——不仅仅是糖尿病、高血压和肥胖症，”伊亚德科拉指出。“还有其他因素我们需要了解，以便定制治疗。”该研究表明，这种治疗可能涉及抗生素、益生菌、饮食改变或其他干预措施，这些措施将改变肠道微生物群，使其支持调节性 T 细胞并减少 γδ T 细胞。例如，接受心脏手术的患者，其中许多人最终会中风，可能会进行特殊的预防性饮食，他说。
然而，这种干预措施仍然遥遥无期。小鼠的微生物组与人类的微生物组非常不同；研究人员将需要临床数据。目前，他们正在努力确定其发现中涉及的具体细菌以及分子机制——肠道和大脑究竟如何相互作用和沟通——这是本研究中观察到的免疫反应的基础。这两种研究途径对于在未来开发有针对性的治疗方法都很重要。“这仅仅是个开始，”柏林中风研究中心的神经学家乌尔里希·迪尔纳格尔说，他没有参与这项研究。“这项研究在一个故事中将微生物群、免疫系统和大脑与中风——一种急性脑部疾病——联系起来。这真的很新颖。但这并不是一种疗法。”他补充说，“在不同的未来，你可能会争辩说，这可能意味着某些类型的微生物群会使人类更容易发生较大或较小的中风。但现在说这些还为时过早。”
研究肠道组成与中风风险之间的联系将是一项非常复杂的工作，因为人类微生物组受到饮食、生活条件和抗生素等多种因素的影响。尽管如此，研究人员仍然乐观。“这种对微生物组的强调以及对其进行测序是一个年轻的领域，”威尔康奈尔大学神经科学家和研究作者约瑟夫·安拉瑟说。“显然这需要时间。但其意义是存在的。”