吃下去的益生菌，你怎麼知道它不會變異？

▎學術經緯/報導

吃下去的藥物，會怎樣在體內代謝？幾年前，一個來自TED的視頻曾形象地展示了全過程：經過消化後，藥物分子會進入血液，循環至全身。隨後，這些藥物分子會逐漸被排出體內。這個時候，醫生就會提醒你，該吃下一頓葯了。

視頻來源：TED

但我們有沒有想過，吃下去的益生菌，會在體內經歷一段怎樣的旅程？

最近，不少生物技術公司正在開發「微生物療法」，治療胃腸道疾病或其他代謝疾病。由於這些療法中包含了大量微生物，有人擔心它們會在人體內發生不可控的變異，帶來意想不到的後果。今日，一項最新研究證實了人們的擔憂：這些以治療為目的進入體內的益生菌，可能真的會發生意外變異！這項研究在線發表在了細胞出版社旗下的《Cell Host & Microbe》雜誌上。

「微生物會在治療過程中不斷自我演化嗎？這是我們首次系統性地回答這個問題。」本研究的負責人Gautam Dantas教授說道。

在研究中，這支團隊選擇了大腸桿菌Nissle 1917（EcN）作為研究對象。這種益生菌在歐洲與加拿大被作為商品銷售，人們相信它有緩解胃腸道疾病的功效。但研究人員們犀利地指出，這種益生菌可能會在體內發生變異，原因有幾種：首先，它本身無法降解腸道中常見的複雜多糖，在糖類代謝上需要依賴於其他細菌；其次，腸道中其他細菌的存在會激發這種細菌的生存壓力。種種條件暗示，在生活的壓力之下，這些細菌不得不做出改變。

為了檢驗這一想法，研究人員們從8名健康的志願者體內分離出了微生物，並將它們打破，獲得了1500萬個DNA片段。這些DNA片段與研究中使用的益生菌混在一起，以模擬腸道中的遺傳多樣性。隨後，這些混合物被引入到了多組小鼠的體內——這些小鼠體內自帶的微生物水準各有不同，有的小鼠腸道內處於無菌狀態，有的小鼠則有完整的腸道微生物組。

▲短短幾周時間，帶有特定功能的一類細菌（黃色）就佔了小鼠腸道裡的大頭（圖片來源：參考資料[1]）

後續研究發現，那些原本微生物多樣性最低的小鼠（比如腸道內無菌的小鼠），攝入的益生菌發生了最大的變化。之前我們提到，EcN這種益生菌在糖類代謝上依賴於其他細菌。在沒有其他細菌存在的環境下，它們被迫自己親自上陣，在一同引入體內的DNA片段的幫助下，整個群體演化出了代謝糖類的新能力。而且在研究所使用的6隻小鼠體內，都出現了這樣的變化，證明這不是隨機事件，而是確確實實發生的變化。從某方面看，這些變化是增強了這些益生菌的適應性。

但另外的一些變化，可能就不怎麼令人愉悅了。研究人員們發現，有些微生物會對腸壁表面具有保護性的黏液層造成破壞。這本身雖然不會引起嚴重的問題，卻會給其他病原體提供潛在的入侵口子。

▲本研究的圖示（圖片來源：參考資料[1]）

一些研究微生物療法的生物技術專家們表示，這一結果嚴格來說，並不是那麼出人意料。畢竟微生物是活體，在不同的環境中，會做出不同的反應。

但另一些研究人員們相信，這些結果可能會給研發「微生物療法」的初創公司帶來一定衝擊。「如果你想要開發益生菌療法，你或許需要知道這些細菌在腸道中的（演化）路線，」本研究的第一作者Nathan Crook教授評論道：「這些微生物的演化方向是對療法有益，是產生良性的變化，還是會不斷帶來不利影響？」

最近，關於益生菌的爭論層出不窮。毫無疑問，本項研究的出爐，還將繼續學界對這爭議話題的討論。

本文題圖：Pixabay

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▲有趣！細菌竟會偷別人的DNA？科學家首次看到全過程（多圖）（圖片來源：《Nature Microbiology》）

▲益生菌又翻車！兩篇NEJM大型研究證明對兒童急性胃腸炎無效（圖片來源：Pixabay）

參考資料：

[1] Nathan Crook et al., (2019), Adaptive Strategies of the Candidate Probiotic E. coli Nissle in the Mammalian Gut, Cell Host & Microbe, DOI: https://doi.org/10.1016/j.chom.2019.02.005

[2] Probiotics evolve inside mice, a path that could affect humans, too, Retrieved March 26, 2019, from https://www.statnews.com/2019/03/26/probiotics-evolve-inside-mice-human-effect/

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