今天，你可以在杂货店、当地药店的补充剂货架上找到关于如何用食物改善肠道健康的声明。但是，这些说法正确吗?关于什么是“健康肠道”的科学仍不确定，但科学家们知道的是，我们的肠道微生物组掌握着我们整体健康的关键。我们的肠道微生物群可以影响我们的大脑、心理健康、消化……甚至是我们患上食物过敏或普通感冒的可能性。

在这一集里，教授们。芝加哥大学的Cathy Nagler和Eric Pamer讨论了我们肠道微生物群的科学，以及他们的实验室正在研究的关于肠道功能的问题。纳格勒是一位免疫学家，也是生物科学部和普利兹克分子工程学院的邦宁家族教授;Eric Pamer是医学、微生物学和病理学系的教授，也是Duchossois家庭研究所的主任。

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(剧集于2023年3月16日出版)

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记录:

保罗·兰德:有些流行病发生得突然而明显。有些人会慢慢地爬上我们的身体。

磁带:美国现在有近600万儿童患有食物过敏。这相当于每个教室有两名学生，情况很危险，很容易致命。

保罗·兰德:在我成长的过程中，我记得学校里只有一两个孩子对花生过敏，但今天，你几乎在每个教室都能找到一个过敏的孩子。食物过敏呈爆炸式增长。

磁带:这几乎是一种流行病。我们不知道他们为什么

我们是不是更擅长捕捉这个

磁带:没有。

磁带:…或者这真的是…这些孩子更容易过敏。

磁带:这是真的。

保罗·兰德:现在，有食物过敏的人不只是几十万，或者几百万，而是数千万。

磁带:从定义上讲，这种上升是一种流行病。在一些国家，人口每10年翻一番。

保罗·兰德:问题是，为什么?

凯瑟琳·纳格勒:变化太快了。一代人的时间里发生了变化，人们不相信这是真正的变化，他们认为食物过敏的人只是在抱怨。

这是一个非常严重的问题。

保罗·兰德:那是凯西·纳格勒博士。

凯瑟琳·纳格勒:我是一名免疫学家，也是普利兹克分子工程学院和生物科学部的教授。

保罗·兰德:纳格勒实验室一直处于食物过敏研究的前沿。他们想了解是什么导致了食物过敏的上升。他们在一个过去几年备受关注的地方找到了答案，那就是我们的肠道微生物群。

磁带:现在有几家公司提供家庭肠道微生物组测试。

磁带:我们身体里有一个新器官，一个新发现的器官，我们称之为微生物组。

磁带:微生物组。

带子:肠道微生物群。

磁带:微生物。

带子:肠道微生物群。

保罗·兰德:我们都知道这句话，相信你的直觉，或者跟着你的直觉走。事实证明，这句话可能比你想象的更有道理。

凯瑟琳·纳格勒:肠道微生物群的功能，很明显，它远远超出了肠道。

保罗·兰德:事实上，它甚至可能影响我们的大脑。

凯瑟琳·纳格勒:是的，是的。

保罗·兰德:它甚至会让我们感到焦虑或悲伤。

凯瑟琳·纳格勒:这是通过这个肠-脑轴才刚刚开始被阐明。

保罗·兰德:我们的直觉负责各种你意想不到的事情。

凯瑟琳·纳格勒:不健康的肠道反映在所有这些所谓的慢性非传染性疾病中。食物过敏，肥胖，IBD，自闭症，所有这些疾病在过去的30或40年里同时增加，许多科学家认为这是我们肠道中细菌和其他微生物多样性丧失的结果。

埃里克·帕默:在这一点上，可能很难找到一种不受微生物组影响的疾病。

保罗·兰德:这是埃里克·帕默博士，芝加哥大学医学、微生物学和病理学系教授，他在那里指导杜乔索斯家庭研究所。

埃里克·帕默:作为一名传染病医生，我的兴趣一直在研究这些细菌种群是如何抵抗传染病的。

凯瑟琳·纳格勒:我们对微生物群的理解有很大的潜力，我们有能力将其用于理解和开发新的药物，来治疗疾病。

保罗·兰德:如果你对自己说，“嗯，我服用益生菌。我可以跳过这一集。”你应该知道事情没那么简单。

凯瑟琳·纳格勒:你听到的一些说法，尤其是关于益生菌的说法，有些并不完全基于科学。虽然你可以在任何天然食品中买到它们，但并没有很好的证据表明它们有预防或治疗疾病的功效。

保罗·兰德:欢迎来到《大脑》节目。在我们的节目中，我们将最大的想法和复杂的发现转化为易于消化的大脑食物。《脑洞大开，小打小打》，来自芝加哥大学播客网络。我是主持人，保罗·兰德。在今天的节目中，肠道微生物群的重要性。

你可能没有意识到，但一整天，无论你走到哪里，你都带着数百万小生命的搭便车客。它们被称为微生物，它们遍布你的皮肤、鼻子和肠道。我们接触的所有东西都携带着这些微生物，从地铁轨道到盘子，再到桌子上的电脑。

凯瑟琳·纳格勒:首先，让我们定义微生物群。

埃里克·帕默:总的来说，微生物群被理解为微生物的集合，它们要么生活在我们的表面，要么生活在我们体腔内，可以被外界接触到。

凯瑟琳·纳格勒:我们将主要讨论细菌，但也有其他微生物，包括病毒和真菌。他们都生活在一个复杂的互动社区中。

保罗·兰德:如果你必须思考这是如何在人体中起作用的，具体来说，微生物组是如何在人体中起作用的?

Eric Pamer:我将主要关注肠道中的微生物群。根据你在肠道中的位置不同，微生物的集合也不同。

凯瑟琳·纳格勒:我们要讨论的肠道是小肠和大肠的最后一部分。这就是这些细菌生活的地方，因为它们必须在缺氧的情况下生活。这是数以万亿计的细菌，甚至不包括生活在那里的其他微生物，它们彼此交谈，与其他微生物交谈，与我们的身体交谈。

保罗·兰德:我们肠道中的细菌有许多重要的功能，但你最熟悉的可能是分解我们所吃的食物。

Eric Pamer:例如，当我们吃苹果的时候。

凯瑟琳·纳格勒:没有微生物，我们无法消化膳食纤维。它们把纤维发酵成对我们的健康很重要的产品。有些维生素是我们的身体无法制造的。微生物为我们制造它。

埃里克·帕默:其中最著名的是维生素K，它对我们有良好的凝血能力至关重要。我们依靠这些细菌来帮助我们分解这些食物。没有它们，虽然我们可以生存，但我们无法生存。

保罗·兰德:为了让我们的肠道微生物群很好地完成它的工作，它需要各种各样的微生物。但在过去的几十年里，我们所需要的多样性正在慢慢减少。

凯瑟琳·纳格勒:最大的罪魁祸首是抗生素的过度使用。

埃里克·帕默:当我在纪念斯隆·凯特琳癌症中心担任传染病主任时，我对微生物组产生了兴趣。我与该机构的骨髓移植团队关系密切，因为传染病是骨髓移植的主要并发症之一。我们很早就了解到骨髓移植患者的微生物群受到给患者使用的抗生素的深刻影响。

使用抗生素和骨髓移植的患者很容易被触发，因为这些患者的免疫功能严重受损。我们知道免疫系统对这些生活在我们肠道内的密集细菌提供了关键的防御，因为每隔一段时间，就会有一两个细菌滑过屏障。我们的免疫系统就在那里等着保护我们。

保罗·兰德:事实上，我们70%的免疫系统就在肠道内。这两者是紧密相连的。

埃里克·帕默:我们的免疫系统对我们的生存至关重要，部分原因是它保护我们免受肠道细菌的传播。但这是双向的。事实证明，我们的免疫系统也是由这些生活在我们肠道中的细菌的一些产物触发的。为了让我们拥有正常的免疫防御系统，这些微生物需要在那里来驱动免疫系统的发育。

保罗·兰德:你可以把肠道想象成百科全书。它从与之相互作用的细菌和微生物中获得越来越多的知识，随着时间的推移变得越来越聪明和强大。但抗生素可能会逆转部分进展。

埃里克·帕默:并不是所有的抗生素都是一样的，但有一些抗生素可以消灭肠道中几乎所有的正常居民。我听说过很多次，人们需要几个月的时间才能从一个疗程的抗生素中恢复，在他们的肠道正常运动之前，在他们再次感觉良好之前。我有时称之为病人身上的伤口。这是对微生物群的附带损害。

保罗·兰德:明白了。

埃里克·帕默:我们没有为他们提供一种有效的方式来重建他们的微生物群。作为一名医生，我已经在这个领域生活了近15年，现在我可能比大多数医生更了解微生物群及其对健康的影响。我的建议是，考虑一下你选择的抗生素。如果你可以用一种不能杀死肠道厌氧菌的抗生素治疗，那就选择那一种。

保罗·兰德:好的。

凯瑟琳·纳格勒:对于抗生素的使用，我们可以采取的一种方法是改进诊断。当一个孩子因耳朵感染来到诊所时，我们应该能够在几个小时内诊断出感染是细菌还是病毒，而不是直接使用抗生素。我们有这样的技术。我们只是不这么做。并不是说人们应该无视医生的建议，而是要讨论抗生素是否存在，是否有证据表明抗生素是必要的，或者我们是否可以停下来测试细菌或病毒感染的存在。

保罗·兰德:当然，抗生素并不是我们需要注意的微生物群的唯一敌人。还有一个因素对我们的肠道健康起着重要作用。

凯瑟琳·纳格勒:另一个重要因素是饮食。我们的微生物与我们共同进化。我们改变了饮食。他们吃我们吃的东西。我们改变了它们的饮食，它们不得不适应我们安置的新环境。

磁带:冷热结合会发生什么?热的食物，冷的款待。它的味道会让你有果香。

这是完整早餐的一部分。

凯瑟琳·纳格勒:我们现在吃的快餐是全食超市的劣质食品。

胶带:这个九层的美食放纵被称为巨无霸。

这是一个真正的美国现象。那些我们知道我们可以在全国各个城市依靠的大牌餐厅。

凯瑟琳·纳格勒:所有这些因素加在一起，导致21世纪的微生物群与我们以前控制得很好的健康方面不同步。

保罗·兰德:你的很多研究都集中在食物过敏上，对吗?

凯瑟琳·纳格勒:是的。这是个大问题。在美国，目前有3300万美国人患有食物过敏，其中一些是危及生命的。

保罗·兰德:请告诉我这个数据是否正确，但我认为在2007年到2016年期间，食物过敏的患病率几乎增加了400%到377%。

凯瑟琳·纳格勒:没错。

保罗·兰德:它对儿童的影响比成年人更大吗?或任何年龄组的影响比成年人更大吗?你认为他有什么特点?

凯瑟琳·纳格勒:从历史上看，它通常首先出现在儿童身上，但我们看到越来越多的成年人出现食物过敏。你可能在任何时候对任何食物过敏，但有9种食物是最大的防御者。

保罗·兰德:好的。我不想问你，但你能告诉我前九名是什么吗?

凯瑟琳·纳格勒:当然。花生，坚果，贝类，鱼，牛奶，鸡蛋，小麦，大豆和芝麻。

保罗·兰德:人们有可能长大后不再过敏吗?

凯瑟琳·纳格勒:当我还是个孩子的时候，我对鸡蛋过敏，几年后我就不再过敏了。这在40年前很常见。现在，我们看到一些孩子长大后不再过敏了，但是妈妈

凯瑟琳·纳格勒:是的。我们发现有一种特殊的共生细菌通过分泌控制过敏原进入血液的产物来调节上皮屏障的功能。如果这些细菌被耗尽，这种功能就会丧失，过敏原就会进入血液，在那里它们会刺激免疫系统中的细胞，即细胞群。大量细胞释放过敏反应的介质。其中之一是组胺，大家都知道，因为当我们有过敏反应时，我们会服用抗组胺药。

保罗·兰德:你是如何发现这种联系的?

凯瑟琳·纳格勒:我们用广谱抗生素鸡尾酒治疗小鼠，以消耗肠道中的一些细菌，从而证明了这一点。当我们这样做的时候，我们发现那些抗生素治疗的老鼠有过敏反应，而没有治疗的老鼠没有。我们继续分离不同类型的细菌，最终确定了参与预防过敏的特定细菌类别。

这并没有杀死他们肠道里的所有细菌。它杀死了一些人。但我们也可以使用无菌小鼠，即没有细菌的小鼠，并证实我们在抗生素治疗小鼠中看到的情况。

当我们的生活方式因素导致保护功能衰竭时，我们就会出现一些屏障功能障碍。我们不能像以前那样保护上皮屏障。这就是过敏原进入体循环，进入血液，引发过敏反应的原因。

保罗·兰德:在所有这些问题中，你有一家初创公司打算着手解决其中一些问题?

凯瑟琳·纳格勒:是的。我们的目标是恢复这种屏障功能障碍，以防止过敏反应的开始，或通过阻止过敏原继续与免疫系统相互作用来淡化现有的过敏反应。

我的创业公司ClostraBio是与杰夫·哈贝尔(Jeff Hubbell)共同创立的，他是一位生物工程师，也是你们播客的嘉宾。杰夫创造了化学聚合物，可以将微生物代谢物输送到大多数细菌生活的肠道下部。我们开始用的代谢物是丁酸盐。已经有大量证据支持丁酸盐调节肠道屏障和免疫系统的能力。我们可以在动物模型中证明，仅经过两周的治疗，我们的药物就可以防止过敏小鼠对过敏原的挑战产生过敏反应。我们也可以治疗结肠炎的小鼠模型。我们称我们的聚合物系统为药物传递平台，因为我们可以用它来偶联其他有兴趣的新发现聚合物。我猜，如果没有数千种，也有数百种微生物代谢物等着被发现。我们可以用我们的聚合物主链在同一个主链上创造出许多不同的配方。

保罗·兰德:给我五年的时间。如果你现在所做的一切都很顺利，或者也许10年后，你会看到什么?

凯瑟琳·纳格勒:我们希望在一年内进行临床试验。我们已经和FDA见过面了。我们正在完成新药申请调查的所有研究。我非常希望我们的药物能有效治疗食物过敏，并强调食物过敏的增加是非常真实的，威胁生命，需要干预。我希望我们能提供一个。

保罗·兰德:正如我们所了解到的，我们的微生物群控制着生理机能的许多方面，从消化到我们对抗普通感冒和病毒的能力，再到我们发生食物过敏的可能性。肠道健康最近成为一个热门话题，这并不奇怪，但健康的肠道是什么样子的呢?你真的能优化肠道健康吗?稍后我们将揭晓答案。

如果你从《大脑大秀》分享的重要研究中得到了很多，你应该看看芝加哥大学的另一个播客节目。它叫做《有资格》。这次会议是关于人权的，由律师和芝加哥法学院的新教授克劳迪娅·弗洛雷斯和汤姆·金斯伯格共同主持。《权利》探讨了为什么权利很重要，权利到底有什么问题。

最近，科学家们更多地了解了影响我们微生物群的因素，以及微生物群如何影响我们，但他们仍在研究健康的肠道微生物群是什么样子的，以及它是如何因人而异的。

凯瑟琳·纳格勒:我们不能准确地定义健康的肠道微生物群，因为生活在芝加哥的人和生活在非洲的人是不一样的。根据地理位置和环境暴露情况会有所不同。我们并不真正了解健康微生物群的所有组成部分。

埃里克·帕默:除了同卵双胞胎，每个人都有不同的基因组。基因组影响着我们与体内细菌的关系。一种对一个人完全无害的细菌可能会在另一个人身上引发炎症反应。真正知道你是否拥有多样化微生物群的唯一方法是提供粪便样本并对其进行测序。

我不建议这样做，因为它也有可能引起不必要的担忧。在某些情况下，某些细菌与不良后果的关系可能非常有限，不应该引起任何人的警惕。例如，某些细菌和自闭症之间的联系还没有得到很好的证实。

保罗·兰德:COVID-19实际上成为了我们理解健康微生物群的一个转折点。大流行早期的一个大谜团是，为什么一些健康的患者能够从病毒中恢复，而另一些患者就没有那么幸运了。这个问题引起了芝加哥大学医学院的护士们的兴趣，他们有了一个新颖的想法。也许答案可以在病人的微生物群中找到。

埃里克·帕默:是的。这是一项重要的研究，由这里的肺危重症护理小组和JP[听不清00:21:59]共同完成。我们从因呼吸障碍而住进医疗重症监护室的病人身上收集样本。这些人处于Covid谱系中更严重的一端。[听不清00:22:18]小组所能做的是在这些病人进入医疗重症监护室的时候，确定他们的微生物组特征，然后将其与随后的结果联系起来。在他们检查的71名患者中，约有30人患有进行性呼吸衰竭并死亡，其中40人病情好转，病情好转。他们能够证明，在首次进入医疗重症监护病房时，微生物群的组成可以预测他们随后将遵循的进程。这表明，在新冠肺炎期间，肠道微生物的组成可能会影响肺部炎症的进展。

保罗·兰德:那些能够康复的人和那些不能康复的人体内的微生物群是什么样子的?

埃里克·帕默:那些没有康复的病人，更多的是属于一个家族的一种特定类型的细菌，被称为肠杆菌科。更重要的是，帕特尔小组能够做的是证明这些细菌产生的代谢物在两组之间是非常不同的。肠道中的细菌产生的某些小化学物质在恢复的病人体内浓度更高而在渐进性衰竭的病人体内基本不存在。现在，这些代谢物中的一些已经在动物模型中被证明可以增强免疫防御，以支持上皮细胞的愈合，包括在肺中，并减少炎症。这是一个真正的平衡，优化防御，防止防御过度和破坏肺，然后有助于正常组织屏障的重建。

保罗·兰德:也有其他研究关于肠道微生物组甚至其他疾病的关系，无论是帕金森氏症，或高血压，或其他。你所描述的和你所看到的其他疾病之间是否存在某种相关性?

埃里克·帕默:是的。我们现在发表的论文显示了微生物组对肝移植，心脏移植，严重肝病患者，以及在这里接受癌症治疗的患者的结果的显著影响。我们真的才刚刚开始。但重要的一点是，微生物群并不是这些疾病的唯一解释。这是一个促成因素。

它可以影响炎症反应的严重程度，但通常不是炎症反应的唯一驱动因素。

保罗·兰德:我想问题是，如果你有反应，你肠道微生物群的强度可能是一个真正的贡献因素，决定你抵御它的能力有多强，或者你能多快从它中恢复过来。

Eric Pamer:没错。我认为这是一种很好的表达方式。

保罗·兰德:这就引出了一个问题，当然，每个听到这个的人都会说，“哦，我的天哪，我该怎么办，我该如何加强我的勇气?”你和一群同事坐在一起，有人说:“让我告诉你我在为我的肠道健康做些什么。”你们开始交换意见。你和你的同事在说什么?

埃里克·帕默:这又回到了纤维，多吃水果和蔬菜，减少加工食品。

保罗·兰德:这不是一个很活跃的对话，对吧?

Eric Pamer:不，不是。

保罗·兰德:如果有人想说，我想问题会是，我们都知道基本的建议，但当然，不是每个人都会坐下来。他们知道他们已经听到了。他们想说:“好吧，知道了，但给我点颜色看看。”

凯瑟琳·纳格勒:我们正在做一项介入性研究，例如，用土豆淀粉。科学研究表明，这是一种膳食纤维，可以有效地扩大产生丁酸梭菌的数量。

保罗·兰德:好的。如果我在听这个播客，我会跑到商店去买一袋鲍勃的土豆淀粉。这是我该做的事吗?

凯瑟琳·纳格勒:是的。有一次，杰夫·哈贝尔(Jeff Hubbell)把它加到咖啡里。

保罗·兰德:我的天啊。

凯瑟琳·纳格勒:味道不太好，但你可以把它加到你的麦片或类似的东西上。

埃里克·帕默:我认为现在有一个很大的推动力，那就是找到方法让人们增加他们的纤维。我们进化的初衷是吃大量的蔬菜，摄入大量的纤维，但在西方社会，我们的饮食通常纤维含量很低，不能为下肠道提供所需的营养。

凯瑟琳·纳格勒:斯坦福大学贾斯汀·索嫩伯格实验室的另一个例子清楚地表明，发酵食品，比如红茶菌，可以增加微生物多样性，减少免疫炎症的标志物。他实际上做了一个临床研究。大众媒体关于肠道健康的说法有一定道理，但其中很多都没有科学依据，所以很难从时尚中找出真相。

保罗·兰德:现实和时尚之间的区别是什么?

凯瑟琳·纳格勒:不幸的是，很多都是时尚。

埃里克·帕默:任何CVS或沃尔格林都有货架上的益生菌。

保罗·兰德:是的。

Eric Pamer:这些都是在柜台出售的。它们监管松散，很大程度上是因为它们没有明确的健康声明，因为一旦你开始做健康声明，FDA就会对你进行更严格的监管。这些益生菌已经被广泛研究。它们的好处可能非常有限。

凯瑟琳·纳格勒:到目前为止，转移活细菌的最大成功来自于粪便转移，也就是将整个粪便从一个人转移到另一个人。这并不是我们真正想要的，原因很明显

保罗·兰德:你说得对。

凯瑟琳·纳格勒:……但它对治疗难辨梭菌结肠炎很有效，难辨梭菌结肠炎是一种危及生命的结肠炎。当你把另一个人的排泄物，一个健康的人转移到这些病人身上，就治愈了疾病。

保罗·兰德:天哪。我可能很抱歉问这个问题，但你是如何转移排泄物的?

凯瑟琳·纳格勒:你可以把它放进胶囊管里。有很多不同的方法。我认为所有的这些，基本上都不吸引人。

埃里克·帕默:我们现在知道的是，生活在我们体内的细菌很难培养。它们在有氧气的情况下无法存活。闻起来不好，尝起来也不好。它们不太可能进入酸奶或其他加工食品中，但它们很可能成为未来的益生菌。

Duchossois家庭研究所的最大目标是，在许多其他目标中，但这是我的目标，是找到一种方法，用有用的共生生物，我们的下一代益生菌，重建人们的微生物群，这样当我们完成一个疗程的抗生素，我们在传染病中说，“好吧，现在我们要做的是我们必须缝合这个伤口。”我们通过给予含有这些物质的胶囊来重建我们希望看到的正常代谢物图谱。

保罗·兰德:明白了。

Eric Pamer:我认为这需要成为医疗实践的一部分。事实上，我们在芝加哥大学，正在接近完成一个生产设施，被称为GMP设施，能够生产一些专性厌氧生物，这样我们就可以在病人接受广谱抗生素治疗后把它们还给他们。

保罗·兰德:GMP意味着什么?

Eric Pamer:这意味着良好的生产实践。

保罗·兰德:好的。

埃里克·帕默:这是一个笨拙的名字，它对临床试验的进行至关重要，我们生产的东西将用于人体。这需要FDA的批准。我们必须申请新药的研究批准才能进行这些试验。为了做到这一点，你必须有一个设施来保证产品的纯度，清洁度。对于芝加哥大学来说，这是一笔数百万美元的投资，让我们能够以一种不只是把它们放进老鼠体内的形式来培养这些细菌。我们实际上是要把它们重新引入人类。我们将成为唯一拥有GMP设备的学术机构，可以生产厌氧菌胶囊进行临床试验。

保罗·兰德:帕默和纳格勒博士将继续设计未来的益生菌和微生物组药物，我们将不得不再次与他们联系。与此同时，善待你的直觉。

Matt Hodapp:《大脑大秀》是芝加哥大学播客网络的节目。如果你喜欢你所听到的，请给我们一个评分和评论。该节目由保罗·M·兰德主持，由我、马特·霍达普和利亚·塞瑟林制作。谢谢收听。

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。