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研究發現百歲老人腸道菌群更顯年輕化,普通人能否透過補充益生菌養成同樣「長壽」腸型?

2023-07-07新聞

自古以來,人們就認識到外部因素在延緩與衰老有關的病理發生和疾病方面的重要性,也就是說,外部因素的改變可以使人們減緩年齡增加導致的身體衰退。一個多世紀以前,諾貝爾獎得主梅契尼科夫(Elie Metchnikoff)第一次強調了腸道微生物對人類健康和衰老的重要性。

人類從出生以後就受到外界的影響,研究表明,腸道中微生物的種類和數量會隨著年齡而不斷變化,腸上皮屏障和腸神經免疫系統也逐漸完善,在此過程中,人體微生物與宿主共同前進演化形成了一種錯綜復雜的互利關系,對宿主健康產生必不可少的影響。

衰老、疾病、不良飲食習慣和生活方式等因素都會影響菌群多樣性和組成,造成腸道菌群失調。尤其衰老,往往會伴隨著腸道屏障功能下降,免疫下降,增加患心血管疾病、糖尿病、艾爾茲海默癥、結直腸癌等疾病的風險。

如果衰老往往伴隨著腸道微生物失調,那長壽的百歲老人的腸道環境有什麽與眾不同嗎?是什麽使他們如此長壽?

為了進一步探究了百歲長壽老人腸道微生物群中可能與長壽相關的特征,來自廣西的一家國家高新技術企業——廣西愛生生命科技有限公司(下稱「愛生生命」)研究團隊進行了一次大型佇列研究,共招募1575名不同年齡段(20-117歲)受試者,其中有297名百歲老人。研究透過對比100-117歲的長壽老人和20-44歲、45-65歲、66-85歲和90-99歲成人對照組的腸道微生物環境後,研究人員發現了百歲老人腸道中的長壽秘密。

一、長壽老人獨特腸型,兼具「童叟」特征。

研究人員根據腸道內細菌含量,總結歸納出四種腸道菌群型別,以其中占主導的菌屬命名:擬桿菌屬型、大腸桿菌-誌賀氏菌屬型、普雷沃菌屬型和經黏液真桿菌屬型。

其中,大多數青年組(20-44歲)和中老年組(45-65歲)人群的腸道菌群團於擬桿菌屬,這種腸道菌群有助於分解食物並產生身體所需的營養和能量。

66到100歲老年人的腸道擬桿菌屬占比則大幅降低,大多數人屬於埃希-誌賀菌屬型。埃希菌能合成維生素B、K等,一般不致病,偶而引起腸外感染(如尿路感染);誌賀菌是人類細菌性痢疾最為常見的病原菌。

這樣來看,不同年齡段的人類可能擁有不同的相對主導的腸型,且有益菌擬桿菌屬的腸型比例隨年齡增長在降低。

但100歲以上的超高齡老人腸道環境則是個例外。他們的腸道菌群可謂獨樹一幟,融合了青年人和老年人的腸型特點,擬桿菌屬和埃希-誌賀菌屬腸型在長壽老人中分布較為均衡,擬桿菌屬腸型占所有百歲老人腸型的29.6%,埃希-誌賀菌屬腸型約占38.0%。

不同年齡段受試者腸道菌群種類分布

二、百歲老人腸道特征——有益菌高豐度

除了宏觀腸型上的獨特之處,百歲老人體內有沒有哪些細菌表現突出,區別於其他老年人?

當然有,百歲老人腸道內有益菌豐度高,有害菌豐度低。豐度(abundance)表示腸道內某一種菌群數量多寡。

擬桿菌屬腸型在百歲老人中占比較多,同樣腸道內有抗炎作用的有益菌擬桿菌門豐度也更高。66-85歲組老年人隨年齡增長,擬桿菌門豐度逐漸下降,而100-117長壽老人組腸道內擬桿菌門細菌更為豐富。

結果表明,擬桿菌門豐度的增加是長壽老人腸道的特征。

百歲老人腸道內擬桿菌門豐度高於其他老年組,厚壁菌門豐度低於其他老年組

而一些有害或促炎的腸道共生微生物,如克雷伯菌、鏈球菌、腸桿菌和紅球菌,在百歲老人和年輕人體內的豐度都普遍低於其他年齡組。

百歲老人腸道內有害菌豐度相對較少

由此看來,有益有害菌的數量多少跟百歲老人壽命相關,那菌群種類會影響他們的壽命嗎?

三、百歲老人腸道菌群均勻分布

為了解百歲老人在腸道內微生物型別方面的過人之處,研究人員先考慮了腸道菌群的α-多樣性,其代表的是特定範圍內的物種多樣性,可以分為豐富度和均勻度兩個維度。

實驗中綜合體現了腸道菌群的α-多樣性。20-65歲組的α-多樣性高於66-85歲組,但百歲老人腸道菌群的α-多樣性同樣高於66-85歲組。這表明隨著年齡增長,腸道菌群的α-多樣性逐漸減少,但百歲老人群體例外。

各年齡段腸道菌群多樣性

這難道代表著腸道內菌群種類越多,人就越長壽嗎?非也。

進一步探究α-多樣性的兩個維度發現,百歲老人的腸道菌群的豐富度(腸道內微生物種類的多少)與其他老年人無異,均勻度才是他們異於常人之處。

實驗中用Chao1指數來表示菌群豐富度,Chao1指數越高,菌群豐富度越高。結果顯示,百歲老人組的Chao1指數與66-85歲組平齊,但高於青年組。這說明腸道菌群的豐富度並不是影響百歲老人壽命長短的評判指標。

各年齡段腸道菌群豐富度

α-多樣性的另一個維度——均勻度(evenness),又稱物種的相對密度。物種數目越多,多樣性越豐富;而當物種數目相同時,每個物種的個體數越平均,則均勻度越高,多樣性也越豐富。

腸道中的均勻度代表不同菌群數量的差異,實驗用Pielou’s指數表示均勻度大小。結果顯示,隨年齡增長,66-99歲老年組腸道內菌群均勻度逐漸降低,然而百歲老人腸道菌群的均勻度指數反而高於老年人。這表明相較其他老年人,百歲老人組腸道內各種菌群分布更為均衡。

不同年齡組菌群均勻度對比

綜上所述,百歲老人的長壽與腸道微生物組的α-多樣性相關。具體來說,百歲老人的長壽與菌群均勻性增加有關,但與菌群的數量無關。也就是說,腸道內微生物種類豐不豐富不重要,不同微生物數量保持相對平衡才能創造更健康更長壽的腸道環境。

在後續一年半的追蹤調研中,百歲老人整體菌群α-多樣性增加,菌群均勻度也繼續增加,但豐富度卻在下降,進一步證明了腸道不同菌群數量均衡對維持腸道微生物穩態的重要性。

百歲老人後續追蹤調查中,腸道內菌群均勻度和豐富度變化

總而言之,腸道菌群在維持人類健康中發揮的關鍵作用已被證實,腸道菌群作為健康衰老的重要介質,已受到越來越多的關註,越來越多的報道稱透過飲食幹預、糞便微生物群移植和益生菌幹預來靶向調節腸道菌群,可以影響宿主的健康和衰老。與傳統觀點(即腸道菌群多樣性隨著衰老過程而減少)不同,百歲老人作為一個健康老齡化的模型,其腸道菌群不同於普通老年人,幾乎所有地方的百歲老人都比其他年齡組表現出更高的菌屬多樣性和有益菌主導性。

因此,目前越來越多的人將研究重點聚焦於腸道微生物,希望透過調節腸道微生物來延緩衰老步伐或實作健康衰老。愛生生命科學家團隊釋出的這篇研究成果,相當於為國內長壽科學研究與菌群-衰老關系鏈的求證打了一記強心針,做了一個很好的表率。目前國內這麽重研發的企業著實不多,具有學術能力發SCI文章的更是少之又少(Nature Aging也算是近年來衰老研究期刊的新貴了)。我覺得可以繼續關註他們接下來的研究進展,應該還會有新的發現,值得期待一下。