我们能够检测肠道菌群的健康吗？

几乎每个来找我的病人都希望我能对其肠道菌群的健康状况做出一个决定性的判断。不仅如此，他们还要求推荐最合适的益生元和益生菌，以准确地解决自己肠道菌群的缺陷。其实事情没那么简单。

越来越多的公司声称，如果患者想要得到个性化的诊断和治疗建议，他们可以提供类似DNA测试的“微生物指纹”，读取他们肠道中各类微生物的类型和丰度，以及对微生物的功能进行评估。

53岁的记者萨拉是一个很好的例子，她是一个求知欲很强的病人，对自己顽固的症状感到沮丧，她决定自己动手进行治疗并将自己的粪便样本送去分析。当她咨询我的时候，萨拉一直在自行治疗持续的腹胀 问题，同时还懊恼体重莫名其妙地增加了15磅 。这让她感到困惑，因为尽管她一直在吃红肉、含糖饮料和淀粉类碳水化合物，比如意大利面和米饭，但是她发誓在过去的几年里，并没有真正改变过自己的饮食方式。她还出现了一些模糊的症状，如她所说的“脑雾”和“能量缺乏”。她描述了自己对某些食物过敏，包括面筋、乳制品和小扁豆，以及多年来服用的许多药物。

在互联网上研究了自己的症状之后，萨拉确信这些健康问题和肠道不适与肠道菌群状态有关。她急切地想找出是哪里出了问题，还有如何才能减肥。她在来找我之前，已经看过另外两位消化内科医生了。第一位医生将她的症状归因于小肠细菌过度生长和“肠漏综合征”。这位医生开了一个疗程的昔服申 （Xifaxan），这是一种肠道不可吸收的抗生素，经常用于治疗腹胀。在服用抗生素期间，萨拉一度感觉好了一些，她的腹胀消退了，精力也更充沛了，但是在疗程结束后几周，这两种症状又回来了。第二位医生建议萨拉尝试“低发酵性碳水化合物（low-FODMAP）”饮食法，是一种以低发酵性寡糖、双糖、单糖和木糖醇为主的饮食方式，这已经成为肠易激综合征和腹胀患者的常见饮食 。这种饮食通过去除像在豆类蔬菜纤维中发现的可发酵的短链碳水化合物，剥夺肠道微生物的主要食物来源，减少气体产生，进而减轻她敏感的肠道因气体引起的腹胀。萨拉注意到，她的腹胀有所改善，但是这些改善还不足让她继续坚持这种严格的饮食方式。

萨拉还向我展示了她的两份基于粪便菌群分析的诊断测试报告，一份来自美国肠道计划，另一份是一家名为Viome公司出具的。带着这种或其他商业性的肠道菌群分析报告前来进行会诊的患者并不罕见。他们希望我可以帮助他们解读结果，量身定制治疗方案。但是在这一点上，这些分析报告并不等同于血液检查中的胆固醇或血糖的结果。正如我向萨拉所解释的那样，科学技术还没有发达到这个地步，尽管从这些报告中可以收集到一些有趣且有用的信息。

首先，我查看了美国肠道计划的分析结果，这是一项众包的针对全球公民的科研项目，是由加州大学圣地亚哥分校肠道微生物组学先驱罗伯·奈特博士和杰克·吉尔伯特博士于2012年共同创立的。我经常建议病人把粪便样本送到美国肠道计划。参与者需要捐赠99美元，然后就能收到一个收集粪便样本的试剂盒。每名参与者还要填写一份调查问卷，其中有关于一般健康状况、病史、生活方式和饮食方式的问题。作为回报，患者将会收到一份简短的报告，上面用图表详细说明了参与者肠道中微生物的主要分类，并将检测结果与世界各地约1.2万人的微生物结果进行大致比较，还有关于其他信息的比较，如相同性别、相似年龄或相似饮食的比较，甚至有一张图表将客户的肠道菌群与作家迈克尔·波伦那极其健康的肠道菌群进行了对比。该报告还显示检测到的菌群中的4个最丰富的菌群和最丰富的菌种——在个人饮食中，这些菌种喜欢的食物含量最大 。为了搞清楚被测试者混合样本中细菌的具体分类和其相对丰度，美国肠道计划使用了标准的基因分析技术来检查16Sr RNA（16S核糖体RNA），这是原核生物、无核单细胞生物（细菌和古菌）特有的遗传标记。我相信这是一种廉价而又高度可靠的检测方法，可以检测出肠道微生物的多样性和相对丰度。

然而，重要的是要牢记，这个项目的目标不是为了给患者提供可执行的信息，而是为了能够更科学地认识人类肠道菌群——哪种细菌生活在哪个位置？每种细菌的数量是多少？以及这些细菌是如何受到饮食、生活方式和疾病影响的？换句话说，这只是一个研究项目，并没有宣称其报告可以帮助解释症状或推荐治疗方案。美国肠道计划收集的所有数据都是公开的，世界各地的研究者可以挖掘这些数据，寻找个体的肠道微生物构成与饮食、锻炼、抗生素使用和生活方式等因素之间有意义的关系。

当我们一起阅读报告时，我清楚地发现萨拉有一个相当典型的数据。主要的肠道微生物，厚壁菌门和拟杆菌门的相对丰度与数据库中所有受试者的平均结果相似。厚壁菌门明显多于拟杆菌门，这一点与萨拉高脂肪、低纤维的标准美国饮食相一致。更重要的是，已鉴定出的4个最丰富的菌群是拟杆菌属、瘤胃球菌科、粪杆菌属和在健康肠道中发现的经黏液真杆菌属 。

我怀疑萨拉正处于更年期，尽管这一点并没有反映在她的报告之中。更年期时，卵巢开始逐渐减少雌激素的分泌，而这经常与体重增加和腹胀相关。不幸的是，对于这些烦人的症状，没有简单的病因可以解释，也没有直接的治疗方法。然而，最近我的研究小组获得了美国国立卫生研究院的资助，用以研究肠道微生物组在更年期雌激素急剧变化中所起的作用。这项研究的目的，就是针对萨拉所遭受的这类困境来制定更有效的治疗干预措施。

我向萨拉提到了这个研究项目，并且告诉她，事实上已经有证据表明肠道微生物组与体内雌激素水平的复杂调节有关。还有研究表明，肠道微生物组是循环交流系统的一部分，这个系统还包括女性性激素、肝脏、肠道和身体的许多其他部分 。系统内部的变化将改变这种交流，可能会导致像萨拉那样的症状。这些改变包括雌激素水平的降低或者肠道微生物数量的变化，这些微生物能够将分泌到肠道中的雌激素在被肠道重吸收之前代谢掉。

尽管萨拉觉得这项研究很有趣，但她还是想要一个可执行的治疗方案来缓解症状，所以我们看了她的第二份分析报告，这是一份来自西雅图Viome公司的报告。他们不是简单地观察不同微生物在肠道中的相对比例，而是分析微生物的实际基因表达，目的是提供准确的个性化食物推荐。根据Viome的说法，他们的最终目标是通过识别和治疗肠道微生物组中的失衡、炎症和生态失调这类根本原因来预防和逆转慢性疾病。

Viome专注于微生物功能，这是我们现在能够对健康微生物组进行分类的方法之一。他们使用一种叫环境转录组学的尖端分析方法，测量所有微生物和人类基因表达的RNA（核糖核酸）。这是一种评估肠菌功能极好的方法，因为从微生物基因转录成RNA是微生物之间，以及微生物与宿主之间交流的信号分子的生产过程中的必要步骤。

Viome公司的“肠道智力测试”对一系列肠道功能进行了评分，并将这些功能标记为良好或者需要改进。这些肠道功能可以总结为消化效率、肠道屏障健康、总产气量、蛋白质发酵和代谢适应性等主题。萨拉的“肠道健康报告”表明，她需要改善其中几个方面，包括肠道屏障健康、炎症和总产气量。

Viome将分析技术与AI（人工智能）相结合，用以生成个性化的食谱推荐。这一部分对食物进行的分类如下：超级食物、可以享受的食物、最小限度和避免摄入的食物。它还推荐了特定的膳食补充剂、益生元和益生菌。据Viome称，他们已经能够使用数万人的肠道微生物组的数据训练这个AI引擎，可以准确预测哪些食物和营养素最适合特定患者的肠道微生物组。

虽然我相信Viome用来分析微生物组功能的方法是最先进的，优于其他类似的粪便检查，但是其中推荐的个性化饮食和膳食补充剂，并非根据公开的科学研究或者是发表在医学期刊上那些经过精心设计的临床试验。因此，我认为并不适合全面推广。然而我相信在不久的将来，像Viome使用的这种方法在预测、诊断和治疗慢性疾病方面具有巨大的潜力，并且将迎来个性化医疗的新时代。

与此同时，我告诉萨拉，在有足够的科学成果对这些推荐表示支持之前，我倾向于一种更传统的、根据经验的方法。首先从以植物为主的饮食开始，这已被明确地证明与健康状况有关，越来越多的研究表明，这种饮食方式对多种慢性疾病有着显著的益处。最好的例子就是传统的地中海饮食。在这样的饮食中，需要仔细观察那些会持续增加消化系统症状的食物，并且在症状开始时尽量减少或在必要时不吃这些食物。乳制品和豆类会增加产气量，通常被认为是引发症状的因素，这并不奇怪，因为大多数成年人缺乏代谢乳糖的乳糖酶，而且一些豆类的代谢物会增加大肠的产气量。发酵的乳制品，比如酸奶或开菲尔 ，通常很少产生气体和导致腹胀。我还建议萨拉减少所有动物产品的摄入量，包括奶制品和红肉。以植物为基础的饮食可以提供各种植物中的大量纤维，不仅被证明可以增加微生物及其代谢产物的多样性和丰富性（代谢产物中还包括有益健康的短链脂肪酸），而且还能减少热量的总体摄入，因为这些食物的能量密度较低。换句话说，同样重量的食物中所含的热量更少。

让我用碳水化合物来说明这一点。如果摄入100克精制糖，而这种糖不含任何纤维，能量密度为每克4千卡，人体将会摄入全部的400千卡热量，因为所有的糖都迅速被小肠的第一段吸收，这些热量都到不了大肠中微生物生存的位置，也无法促进肠道微生物的多样性。另一方面，如果摄入的是富含膳食纤维的复杂碳水化合物，比如红薯、全麦或燕麦麸、古代谷物 或野生大米，所有这些都具有较低的能量密度，100克这种食物相当于摄入了大约70千卡热量，大约是精制糖热量的1/6，而这些碳水化合物所附带的膳食纤维将为人体肠道中各种不同的微生物提供食物。

除了地中海饮食之外，我还建议萨拉在日常饮食中添加自然发酵的食物或饮料，并且开始有规律的适度锻炼，一周中实行一天的限时进食（这一点我将在第7章详细讨论）。我说服了萨拉，有个相当简单的方案来解决她的腹胀和体重增加。她一直依赖昂贵的测试以及益生元和益生菌胶囊 。我帮助她开发了自己的个性化饮食，目的是帮助她减少每天的热量摄入，同时增加肠道微生物组的多样性和丰富性。

[1] 就像地球上的所有生物一样，生物学家将微生物分为不同的分类单元——类型或类别。这个分类学系统（字面的意思就是“有序排列”）使我们能够了解各种生物彼此之间的关系有多近或多远。从最不具体到最具体，生物分类有8个主要的级别。（微生物分类的分级，也是按照生物学的“界、门、纲、目、科、属、种”来分的。1990年，生物学家卡尔·乌斯在“界”之上，又提出了“域”的分类，把整个生物界分为三个“域”：细菌域、古菌域、真核域。把动物界和植物界分在了真核域之下。）在层级结构顶端的大类是“域”，一共只有3个“域”，紧随其后的下一个大类是“界”，再下一个是“门”。在层级结构最底层的是最具体的类别“种”。每个“门”都包括经过数亿年进化种类繁多的生物，而“种”是这个“门”中相互关系最密切生物的子集。在“种”之上的就是“属”，是一组相关的“种”。
为了说明这一点，让我们看一下人类和类人猿的例子：人类属于动物界、脊索动物门（有脊髓的所有动物）。我们属于哺乳动物纲、灵长类目和原始人科。我们的属是“人属”（Homo，拉丁语“人”），我们的种是“智人种”（sapiens，拉丁语“智慧”；关于“智人种”这一点尚无定论）。就像我们用术语“智人”（Homo sapiens）指代人类一样，我们用术语脆弱拟杆菌（Bacteroides fragilis）指代拟杆菌门、真细菌界和细菌域的一种特定细菌。我们现存的近亲是类人猿——大猩猩、黑猩猩和猩猩。它们和人类组成了人科。和人类一样，每一种类人猿都有自己的“属”。大猩猩属于同名的“大猩猩属”，其中包含两个“种”；黑猩猩属于“pan属”，也由两个“种”组成；猩猩属于猩猩属（Pongo），也有两个物种。人类是人属中唯一的物种，尽管许多其他物种曾经一度存在，但是现在已经灭绝，包括在时间线上最近的尼安德特人。
雷沃菌属和拟杆菌属是两种常见的细菌类型，分别属于两个不同的属，这意味着它们从生物学分类的角度来看是不同的，就像我们人类与类人猿表亲不同一样。 ffBDJfmGPEEeGeIoNcuPm3KFG9BhXX1NgLkueeLLhIgfp8XNmKQcrhbZvsaMfwb0