从琢磨减肥到研究肠道菌群

本报首席记者 姜澎

　　赵立平教授是微生物学家，上海交通大学生命科学与技术学院副院长。在带领课题组揭示黄连素防治糖尿病的机理之前，他已经研究“肠道菌群和人体健康的关系”数年，出过不少成果，还提出了“慢性病的肠源性学说”。这一系列研究，是从他琢磨减肥开始的。

　　

先拿自己做试验

　　上世纪90年代初，赵立平发胖了，体重一度整整增加30公斤。他说，结婚了，生活稳定，吃得多；工作压力大，吃得更多，结果越吃越胖。他父亲和哥哥也很胖，而且都有了高血压、高血脂之类胖子容易得的病。

　　胖了，开始琢磨减肥。赵立平读过一些外国人写的减肥书，但最终发现，低卡路里饮食和积极锻炼对他没啥用处。

　　2004年，他偶然读到华盛顿大学医学院微生物学家Jeffrey I.Gordon和同事的一篇文章，说他们课题组在小鼠实验中证实了肥胖跟肠道微生物的联系。赵立平认为，这篇论文“提供了肠道菌群调控宿主基因的首个证据”，随即想到：这种联系是否能在自己身上验证一下？

　　但是，人体肠道中的菌群有数千种，要找出哪些与健康有关，当时非常困难，况且他还想找到哪些菌群与肥胖有关。人类“元基因组”计划那时才刚刚启动。他读中国传统医学文献，试图从中寻找灵感。中医著作里当然不可能有肠道菌群的描述，但老祖宗的确说过，肠道是人出生后获得的一种健康要素，是一个人整体健康的基础。而现代医学研究发现，肠道微生物是在人出生后才有的，并且有越来越多证据表明，适当细菌的早期移植，对于身体健康能起到非常重要的作用。

　　赵立平试着改变自己的食谱，多吃海带、芥兰、山药、苦瓜、全麦食物等，结果两年内体重减了20公斤，血压、心率和胆固醇水平随之降低；与此同时，他持续监测自己的肠道微生物，发现有一种具备抗炎特性的细菌增加很快，从最初基本找不到，渐渐占到了肠道细菌总数的14.5%……

　　

招募胖子志愿者

　　2009年，赵立平在太原开始做第一次临床试验。他招募来123名胖子志愿者，体重指数至少30；然后为他们每个人量身定制为期9周的饮食方案，要求他们定期接受肠道菌群和代谢参数检测。

　　在规定饮食终止后的14周内，赵立平和同事们对90名志愿者进行追踪调查，发现93%完成了这项试验的人体重减轻，减重的中位数约7公斤；同时他们肠道中的产毒细菌减少，有益菌增多。受此鼓励，赵立平又在中国另外3个城市针对1000多人展开试验。2010年，他在人类微生物组项目会议上讲述了这个“减肥故事”，被同行们认为找到了一种新的研究方式。

　　比利时天主教鲁汶大学的Patrice D.Cani和其他研究人员曾经通过实验证实，在摄取高脂饮食后动物的肠道发生了一系列明显变化：有害细菌增加，肠粘膜渗透性增高，血液中毒素增多——毒素增多触发了炎症，人的新陈代谢能力下降。赵立平尝试在这个实验结论的基础上更进一步，观察人改变饮食后的逆转情况。在今年4月12日发表于学术期刊ISME的一篇论文中，他和同事宣布发现了80种与饮食改变相关的肠道细菌种类，更令人振奋的发现是：高脂饮食诱导出的菌群改变被证明完全逆转——这就是说，

　　你可以通过饮食使肠道中的坏细菌增加，也可以通过饮食增加肠道中的好细菌同时减少坏细菌。美国国立卫生研究院人类微生物组项目主任LitaProctor说，“可能受到微生物组影响的疾病名单一直在增加、再增加。但以往我们只看到微生物组与疾病的关联，却未能开展因果研究；现在终于有人开辟了一个全新领域，正试图找出越来越接近正确的研究途径。”

　　赵立平教授告诉记者：“通过饮食来影响肠道菌群，是一个复杂的过程，每个人都需要不同的食谱，这份食谱甚至必须根据100多项检测指标来确定。”

　　

没人可以胡吃海喝到老

　　诺贝尔医学或生理学奖获得者Joshua Lederberg曾经提出，“人是与共生微生物构成的超级生物(superorganism)。”人基因组和微生物组共同在起作用，影响着人体的免疫、营养和代谢过程。从基因的角度看，人体内有两个基因组：一个是从父母那里遗传来的人基因组，大约编码有2万多个基因；另一个是人体内多达1000多种共生微生物的遗传信息的总和，叫“微生物组”，也称为“元基因组”，它们所编码的基因在100万个以上。赵立平强调：“为什么总说人的健康状况30%由先天决定而70%由后天决定，这就是道理。”

　　越来越多的科学发现指出，肠道菌群与人体的关系比我们想象的密切得多。比如不久前欧洲科学家发现，老年人肠道里有更多分解碳水化合物的微生物，这可能是因为随着年龄越来越大，人体处理营养物质的效率没那么高了，为了维持生存，细菌必须承担起这项任务。在人体中，人的细胞数量仅占细胞总量的10%，而90%是共生微生物的细胞。共生细菌大部分生活在肠道里，重量大约为1.5千克。关键的问题是，这些细菌的代谢物会进入人的血液，影响人的健康——有益菌可以产生消炎、镇痛、抗氧化的物质，还可以合成维生素、氨基酸、丁酸盐等营养成分，滋养和保护人体；有害菌则产生神经毒素、致癌物质和游离抗原，进入血液后可能引发儿童自闭、老年痴呆、肥胖、糖尿病、冠心病甚至癌症等各种慢性病。有不少人并无基因缺陷，却也发胖，还早早得了糖尿病，这很可能与肠道菌群、高脂饮食有关。

　　赵立平说：“肠道中的有害菌如果生长迅速，一定会挤占有益菌的生长空间；坏细菌不停地代谢，不断分泌和排泄各种有害物质。当有害物质进入血液循环，会使身体处于炎性反应中。一个一直处于炎症反应中的身体，迟早会出问题。”

　　有人问：我们周围不是总有些怎么吃都不发胖的人吗？他们是不是例外？赵立平教授认为“没有例外”，没人可以胡吃海喝到老。“人在年轻时乱吃东西还能够保持好身材，是因为肝脏的解毒功能好；随着年纪上去，身体器官机能下降，肠道菌群恶化对身体健康的影响就会越来越大。”

　　今年6月，《科学》杂志刊登题为《MyMicrobiome and Me》（《我的微生物组和我》）的人物专题文章，讲述了赵立平将中医理论与肠道微生物研究相结合，了解和对抗肥胖的故事。