人体肠道细菌群与多种衰老相关疾病有关,包括心血管疾病和 2 型糖尿病。现在一项研究发现,衰老本身与微生物群变化有关,并且这些改变与疾病或药物使用相关的改变不同。研究结果提出了肠道细菌的转变可能有助于驱动衰老过程的可能性——保护这些微生物可能有助于人们活得更长寿、更健康。
在这项发表在 9 月 28 日《细胞报告》(Cell Reports) 上的新研究中,洛杉矶西达-赛奈医疗中心的研究人员对 251 名年龄在 18 岁至 80 岁之间接受上消化道内窥镜检查的人的小肠细菌进行了采样。上消化道内窥镜检查是指医生将一个小型探头从喉咙伸入并穿过胃部。通常,研究人员通过粪便样本研究肠道细菌。但是,这些来自肠道末端的微生物可能与小肠(更靠近胃部)中的细菌大相径庭。而小肠才是大多数消化和营养吸收发生的地方。“所有神奇的事情都发生在小肠中,”该研究的共同作者、西达-赛奈的胃肠病学家马克·皮门特尔 (Mark Pimentel) 说。
在分析样本后,研究人员发现衰老与细菌种群的变化有关。老年人含有更多来自肠球菌科、乳杆菌科、肠杆菌科和拟杆菌属的细菌,“这些都是可能导致人类疾病的细菌群,”耶鲁大学医学院的传染病专家和免疫学家海蒂·J·萨帕塔 (Heidi J. Zapata) 说,她没有参与这项研究。例如,属于肠球菌科的大肠杆菌可能会引起腹泻和尿路感染。随着人们年龄的增长,整体细菌多样性也在下降,在人们接近 80 岁时下降。皮门特尔说,低多样性也与健康问题有关。研究发现,低细菌多样性与克罗恩病、肠易激综合征和结直肠癌等疾病之间存在关联。
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微生物群的变化如何驱动衰老,或者它们是否真的会驱动衰老,目前尚不完全清楚。对啮齿动物的研究表明,肠道细菌的紊乱会使肠道干细胞更难再生。这可能会影响代谢以及肠道屏障的整体健康;肠道屏障问题与衰老和与年龄相关的疾病有关,例如肝病、代谢疾病、炎症性肠病以及肺部和脑部问题。晚年发生的微生物变化也可能在肠道中创造更具炎症性的环境,从而帮助驱动衰老过程。在 2017 年的一项研究中,当研究人员将老年小鼠的肠道微生物移植到年轻的无菌小鼠体内时,幼鼠产生了炎症,这表明它们正在衰老。
由于这项新研究仅发现了关联,因此它并不能证明这些变化会导致衰老。相反,肠道细菌可能会在人们变老后发生变化。“我们真的不知道这里是先有鸡还是先有蛋,但我们需要找出答案,”皮门特尔说。他希望在未来的研究中找到答案,包括额外的实验,将“老年”微生物群移植到幼年动物体内,看看是否会使它们衰老得更快或生病。他说,研究健康百岁老人的微生物群并找出可能在健康衰老中发挥作用的差异也很有趣。
意大利博洛尼亚大学研究微生物群的研究员埃琳娜·比亚吉 (Elena Biagi) 说,目前还不清楚这些新发现的适用范围有多广,因为患者正在接受上消化道内窥镜检查——“内窥镜检查不是人们乐意主动要求的,”她没有参与这项研究。这些人可能患有潜在的疾病,促使他们进行内窥镜检查,因此他们的肠道细菌可能不代表正常、健康的人。
研究人员还能够弄清楚,药物使用和疾病的存在会影响小肠微生物群,这与衰老无关。例如,他们发现,人们服用的药物越多,肠道中的克雷伯氏菌就越多——但克雷伯氏菌的丰度与他们的年龄或患病数量无关。克雷伯氏菌可引起医院相关感染,包括肺炎、手术部位感染和脑膜炎,而且这些细菌通常具有抗生素耐药性。他们还发现,无论年龄或用药情况如何,患有潜在疾病的人往往肠道内含有更多的梭状芽孢杆菌,这可能会导致危险的艰难梭菌感染。
如果在未来的研究中,研究人员确实表明微生物变化驱动了衰老过程,而不是相反,那么通过健康的生活方式选择或有针对性的医疗干预来保护微生物群可能会使人们更长寿、更健康。皮门特尔说,吃好、锻炼身体几乎肯定会有所帮助。萨帕塔鼓励人们在抗生素的使用方面也要谨慎——避免在不需要时服用抗生素,并服用有针对性的抗生素,而不是杀死多种细菌的药物。她说,在使用广谱抗生素治疗后,肠道细菌往往会以较低的多样性再生,并且更多不健康的细菌可能会茁壮成长。
“微生物群失衡肯定会导致感染和疾病,”她说。“重要的是要了解这些随着年龄增长而发生的变化,以尝试看看我们是否可以改善衰老过程。”