幾年前，佛羅裡達大學生理學家布魯斯·史蒂文斯(Bruce Stevens)的兒子被診斷患有精神分裂症，此後，他開始在心理健康研究上尋找有效的治療方法。其中一項研究特別引起了他的注意，並最終改變了他自己的研究軌跡。
在這項研究中，精神分裂症患者接受了抗生素米諾環素抗感染的治療，他們的精神病已經痊癒。該研究的作者認為，患者精神狀態的改善是由於米諾環素抑製了腦部炎症。但史蒂文斯有不同的想法，他想知道抗生素是否「以某種方式消滅了腸道中的有害細菌」，而這些細菌可能會影響患者的精神狀態。如果是這樣的話，史蒂文斯認為腸道細菌可能不僅在精神分裂症中發揮作用，而且在包括焦慮和抑鬱在內的其他精神健康障礙中也有作用。
如果你在10年前問一位神經學家，是否認為腸道微生物群與抑鬱症有關，他們中的許多人會說你瘋了。然而來自人類小型研究和幾十年的動物模型研究已開始顯示腸道微生物組和心理健康之間的聯繫，這使得史蒂文斯的想法似乎不那麼牽強，為研究人員確定特定的微生物可能會影響大腦打開閘門。
例如，在2月份發表的一項研究中，Raes發現，與健康對照組相比，抑鬱症患者的糞球菌和小桿菌細菌水準更低---即使考慮到患者服用了抗抑鬱藥物。另一團隊報導，幾種類型的細菌,包括韋榮球菌科（Veillonellaceae）和毛螺菌科（Lachnospiraceae）,與精神分裂症嚴重程度相關,這一組特定的微生物的存在使研究人員能夠區分精神分裂症患者與健康受試者。
科學家們正努力通過這些研究，獲得真正擁有能夠提供治療或預後信息的生物標誌物。在癌症或其他疾病中，醫生可以通過血液測試或組織測試來為患者制定護理計劃，但與此不同的是，在心理健康方面沒有這些能力。因此，腸道微生物群中個體差異的代表，是這一領域的研究將產生最大影響的地方。
研究人員也有興趣探究微生物群是如何驅動與之相關的精神健康障礙的機制。例如，在精神分裂症研究中，研究人員將130名參與者的糞便樣本移植到無菌小鼠體內，然後監測小鼠的行為和大腦神經遞質水準。研究發現，接受精神分裂症患者移植的老鼠在戶外更活躍，在游泳測試中比接受健康受試者糞便移植的老鼠更努力。兩組小鼠的海馬中也有著不同水準的谷氨酸、谷氨醯胺和GABA。所有這些氨基酸都是大腦功能所必需的神經遞質，在接受精神分裂症患者菌群移植的小鼠大腦中的水準反映了在患者身上觀察到的化學模式，表明微生物群可以驅動大腦的變化，從而導致行為的改變。
但老鼠不是人，還存在有其他各種因素，比如壓力，可以促使老鼠以類似的方式表現出與患有精神疾病的人類相似的行為，而不需要類似的大腦化學物質。Raes和同事們最近的研究採用了一種不同的方法來解決這個問題，他們使用了一個大型的人類數據集來尋找健康和抑鬱個體之間的微生物群差異。在分析中，研究小組首先比較了1054個個體的腸道微生物群，並確定糞球菌和小桿菌屬的消耗可能是抑鬱症的誘因。隨後，研究小組對1070名個體進行了單獨的隊列研究，以驗證研究結果，在患者調查的基礎上發現，這些腸道微生物的數量與生活質量之間存在「強烈的關聯信號」。
Raes和同事還利用一個計算框架來分析腸道細菌是否在腸道中產生或分解神經活性化合物。例如，糞球菌的基因組含有能夠產生多巴胺的DNA序列，多巴胺是一種神經遞質多巴胺的代謝物，當其耗盡時，多巴胺與抑鬱症有關。Raes承認，目前的研究結果尚不能證明低水準的糞球菌和小桿菌會導致抑鬱，也沒有在小鼠身上得到證實。但這些發現為尋找可能的機制途徑以及尋找治療精神疾病的潛在靶標提供了研究方向。
然而,挑戰仍然存在。
目前研究人員用來分析數據和確定特定細菌潛在健康問題的工具存在標準化問題。一種工具可能表明某種特定的細菌會導致焦慮或抑鬱，而另一種工具可能表明一組完全不同的物種。
微生物學並不簡單，它涉及生態學。不可能在消滅一個細菌的同時不摧毀整個巢穴，所以轉化為治療將是困難的。單一物種是做不到這一點的。
參考資料：
1. The neuroactive potential of the human gut microbiota in quality of life and depression
2. Gut Microbes May Play a Role in Mental Health Disorders
3. The gut microbiome has been linked to depression, schizophre年, and other neurological conditions, but it』s not yet clear whether the relationship is causal.
4. Blog of Ashley Yeager
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