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研究发现百岁老人肠道菌群更显年轻化,普通人能否通过补充益生菌养成同样「长寿」肠型?

2023-07-07新闻

自古以来,人们就认识到外部因素在延缓与衰老有关的病理发生和疾病方面的重要性,也就是说,外部因素的改变可以使人们减缓年龄增加导致的身体衰退。一个多世纪以前,诺贝尔奖得主梅契尼科夫(Elie Metchnikoff)第一次强调了肠道微生物对人类健康和衰老的重要性。

人类从出生以后就受到外界的影响,研究表明,肠道中微生物的种类和数量会随着年龄而不断变化,肠上皮屏障和肠神经免疫系统也逐渐完善,在此过程中,人体微生物与宿主共同进化形成了一种错综复杂的互利关系,对宿主健康产生必不可少的影响。

衰老、疾病、不良饮食习惯和生活方式等因素都会影响菌群多样性和组成,造成肠道菌群失调。尤其衰老,往往会伴随着肠道屏障功能下降,免疫下降,增加患心血管疾病、糖尿病、阿尔兹海默症、结直肠癌等疾病的风险。

如果衰老往往伴随着肠道微生物失调,那长寿的百岁老人的肠道环境有什么与众不同吗?是什么使他们如此长寿?

为了进一步探究了百岁长寿老人肠道微生物群中可能与长寿相关的特征,来自广西的一家国家高新技术企业——广西爱生生命科技有限公司(下称「爱生生命」)研究团队进行了一次大型队列研究,共招募1575名不同年龄段(20-117岁)受试者,其中有297名百岁老人。研究通过对比100-117岁的长寿老人和20-44岁、45-65岁、66-85岁和90-99岁成人对照组的肠道微生物环境后,研究人员发现了百岁老人肠道中的长寿秘密。

一、长寿老人独特肠型,兼具「童叟」特征。

研究人员根据肠道内细菌含量,总结归纳出四种肠道菌群类型,以其中占主导的菌属命名:拟杆菌属型、大肠杆菌-志贺氏菌属型、普雷沃菌属型和经黏液真杆菌属型。

其中,大多数青年组(20-44岁)和中老年组(45-65岁)人群的肠道菌群属于拟杆菌属,这种肠道菌群有助于分解食物并产生身体所需的营养和能量。

66到100岁老年人的肠道拟杆菌属占比则大幅降低,大多数人属于埃希-志贺菌属型。埃希菌能合成维生素B、K等,一般不致病,偶而引起肠外感染(如尿路感染);志贺菌是人类细菌性痢疾最为常见的病原菌。

这样来看,不同年龄段的人类可能拥有不同的相对主导的肠型,且有益菌拟杆菌属的肠型比例随年龄增长在降低。

但100岁以上的超高龄老人肠道环境则是个例外。他们的肠道菌群可谓独树一帜,融合了青年人和老年人的肠型特点,拟杆菌属和埃希-志贺菌属肠型在长寿老人中分布较为均衡,拟杆菌属肠型占所有百岁老人肠型的29.6%,埃希-志贺菌属肠型约占38.0%。

不同年龄段受试者肠道菌群种类分布

二、百岁老人肠道特征——有益菌高丰度

除了宏观肠型上的独特之处,百岁老人体内有没有哪些细菌表现突出,区别于其他老年人?

当然有,百岁老人肠道内有益菌丰度高,有害菌丰度低。丰度(abundance)表示肠道内某一种菌群数量多寡。

拟杆菌属肠型在百岁老人中占比较多,同样肠道内有抗炎作用的有益菌拟杆菌门丰度也更高。66-85岁组老年人随年龄增长,拟杆菌门丰度逐渐下降,而100-117长寿老人组肠道内拟杆菌门细菌更为丰富。

结果表明,拟杆菌门丰度的增加是长寿老人肠道的特征。

百岁老人肠道内拟杆菌门丰度高于其他老年组,厚壁菌门丰度低于其他老年组

而一些有害或促炎的肠道共生微生物,如克雷伯菌、链球菌、肠杆菌和红球菌,在百岁老人和年轻人体内的丰度都普遍低于其他年龄组。

百岁老人肠道内有害菌丰度相对较少

由此看来,有益有害菌的数量多少跟百岁老人寿命相关,那菌群种类会影响他们的寿命吗?

三、百岁老人肠道菌群均匀分布

为了解百岁老人在肠道内微生物类型方面的过人之处,研究人员先考虑了肠道菌群的α-多样性,其代表的是特定范围内的物种多样性,可以分为丰富度和均匀度两个维度。

实验中综合体现了肠道菌群的α-多样性。20-65岁组的α-多样性高于66-85岁组,但百岁老人肠道菌群的α-多样性同样高于66-85岁组。这表明随着年龄增长,肠道菌群的α-多样性逐渐减少,但百岁老人群体例外。

各年龄段肠道菌群多样性

这难道代表着肠道内菌群种类越多,人就越长寿吗?非也。

进一步探究α-多样性的两个维度发现,百岁老人的肠道菌群的丰富度(肠道内微生物种类的多少)与其他老年人无异,均匀度才是他们异于常人之处。

实验中用Chao1指数来表示菌群丰富度,Chao1指数越高,菌群丰富度越高。结果显示,百岁老人组的Chao1指数与66-85岁组平齐,但高于青年组。这说明肠道菌群的丰富度并不是影响百岁老人寿命长短的评判指标。

各年龄段肠道菌群丰富度

α-多样性的另一个维度——均匀度(evenness),又称物种的相对密度。物种数目越多,多样性越丰富;而当物种数目相同时,每个物种的个体数越平均,则均匀度越高,多样性也越丰富。

肠道中的均匀度代表不同菌群数量的差异,实验用Pielou’s指数表示均匀度大小。结果显示,随年龄增长,66-99岁老年组肠道内菌群均匀度逐渐降低,然而百岁老人肠道菌群的均匀度指数反而高于老年人。这表明相较其他老年人,百岁老人组肠道内各种菌群分布更为均衡。

不同年龄组菌群均匀度对比

综上所述,百岁老人的长寿与肠道微生物组的α-多样性相关。具体来说,百岁老人的长寿与菌群均匀性增加有关,但与菌群的数量无关。也就是说,肠道内微生物种类丰不丰富不重要,不同微生物数量保持相对平衡才能创造更健康更长寿的肠道环境。

在后续一年半的追踪调研中,百岁老人整体菌群α-多样性增加,菌群均匀度也继续增加,但丰富度却在下降,进一步证明了肠道不同菌群数量均衡对维持肠道微生物稳态的重要性。

百岁老人后续追踪调查中,肠道内菌群均匀度和丰富度变化

总而言之,肠道菌群在维持人类健康中发挥的关键作用已被证实,肠道菌群作为健康衰老的重要介质,已受到越来越多的关注,越来越多的报道称通过饮食干预、粪便微生物群移植和益生菌干预来靶向调节肠道菌群,可以影响宿主的健康和衰老。与传统观点(即肠道菌群多样性随着衰老过程而减少)不同,百岁老人作为一个健康老龄化的模型,其肠道菌群不同于普通老年人,几乎所有地方的百岁老人都比其他年龄组表现出更高的菌属多样性和有益菌主导性。

因此,目前越来越多的人将研究重点聚焦于肠道微生物,希望通过调节肠道微生物来延缓衰老步伐或实现健康衰老。爱生生命科学家团队发布的这篇研究成果,相当于为国内长寿科学研究与菌群-衰老关系链的求证打了一记强心针,做了一个很好的表率。目前国内这么重研发的企业着实不多,具有学术能力发SCI文章的更是少之又少(Nature Aging也算是近年来衰老研究期刊的新贵了)。我觉得可以继续关注他们接下来的研究进展,应该还会有新的发现,值得期待一下。