如果生物学中真的存在点燃身体炎症通路的恶人,那一定是脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)无疑了。脂多糖是脂质(脂肪)和糖的组合物,它是部分细菌外膜的重要成分。除了保证细菌结构的完整性,脂多糖还能保护这些细菌免遭胆囊分泌的胆汁盐分解。受脂多糖保护的细菌叫作革兰氏阴性菌(这类细菌在用于鉴别细菌的革兰氏染色法中可脱去结晶紫的染色),正常情况下,肠道中的革兰氏阴性菌十分充裕,大约占所有肠道菌群的50%~70%。我们一直都知道,如果脂多糖进入到血液,就会在动物体内诱发强烈的炎症反应。(脂多糖被归类为内毒素,也就是说,这是一种来源于细菌的毒素。)
在研究试验中,脂多糖通常用于制造即刻的炎症反应。在阿尔茨海默病、多发性硬化、炎症性肠病、糖尿病、帕金森病、肌萎缩侧索硬化(ALS,俗称“渐冻症”)、类风湿性关节炎、狼疮、抑郁症甚至自闭症等疾病的研究中,动物模型都会采用脂多糖,因为它能够快速引发身体的炎症反应。这最终令研究者们得以了解这些疾病,并检验其与炎症的关系。人体研究表明,在上述多种疾病中,脂多糖标记物水平均有所提高。
通常情况下,脂多糖被肠壁细胞的紧密连接阻隔在血流之外。但是如你所想,当这些连接组织受到损伤而肠壁发生渗漏或渗透时,脂多糖便进入血液循环、“点燃”炎症反应并造成损伤。所以血液中的脂多糖水平不仅能够反应炎症水平,而且能对肠道渗漏起到指示作用。
在一项关于脂多糖的惊人研究中,得克萨斯基督教大学的研究生玛丽耶勒·苏珊娜·卡恩(Marielle Suzanne Kahn)及其同事发现,在实验动物的体内(而不是大脑)注射脂多糖会导致压倒性的学习障碍。 25 此外,这些动物的大脑记忆中心海马体中会发生-淀粉样蛋白的水平提升。-淀粉样蛋白是一种与阿尔茨海默病病理学强烈相关的蛋白质。研究者们正在努力攻克降低大脑中-淀粉样蛋白水平或者抑制其形成的方法。
最重要的是,血液中脂多糖水平的提高对于大脑中-淀粉样蛋白的增多而言会发挥巨大的助力作用,而-淀粉样蛋白又是阿尔茨海默病的主要特征。其他研究发现,接受腹腔脂多糖注射的小鼠会发生严重的记忆问题。 26 , 27 脂多糖也被发现与脑源性神经营养因子的产量下降有关。 28 此外,我们现在还发现,阿尔茨海默病患者血浆中的脂多糖水平是健康人的三倍(见图2-2)。 29 这是肠道-大脑联系及炎症与肠道通透性影响的又一力证。我们已知的是,所有人的肠道中都存在脂多糖,因为这是肠道细菌的一种重要结构组分,但它绝不应出现在血液中,血液中的脂多糖极具毁灭性。
图2-2 脂多糖与阿尔茨海默病
肌萎缩侧索硬化又称卢伽雷病(Lou Gehrig抯disease),由于无法治愈且仅有一种疗效甚微的FDA批准药物,所以肌萎缩侧索硬化几乎是一种毁灭性的致命疾病。在美国,肌萎缩侧索硬化波及超过3万名患者。当前的研究正聚焦于肌萎缩侧索硬化中脂多糖及肠道通透性的作用。肌萎缩侧索硬化患者不仅血浆中的脂多糖水平较高,而且脂多糖水平与疾病严重程度直接相关(见图2-3)。这一最新数据令许多专家都感到好奇,肌萎缩侧索硬化的主要诱发因素究竟是不是既不在大脑中也不在脊髓中,而是存在于肠道里。换言之,这些年来,研究者们对这种疾病的研究可能都用错了地方。关于脂多糖及其诱发炎症的证据十分确凿,以至于旧金山大学的科学家们认为这一知识可能“代表着对肌萎缩侧索硬化患者进行干预治疗的最新靶点”。 30
图2-3 脂多糖和ALS
还有一项研究也可以展示脂多糖的威力:拉什大学医学中心的克里斯托弗·福塞斯(Christopher Forsyth)博士及其同事已经发现脂多糖和肠道通透性对于帕金森病的直接相关联系。 31 帕金森病患者的脂多糖水平要高于健康者。在下一节中,我们会继续了解抑郁症的最新研究,以及最凶恶的犯罪嫌疑人—脂多糖水平提高是如何诱发情绪障碍的。