這些腸道細菌可能鑽進了你的大腦，後果難以預測

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撰文 | clefable

審校 | 冬鳶

這是一類遺傳性的眼部疾病，患者不到1歲時，就會開始有症狀。首先是視網膜上的視杆細胞陸續死亡，這使他們逐漸喪失在黑暗中的視力。緊接著，這種情況會蔓延到視錐細胞，讓他們周圍視力和中央視力也慢慢降低。大多數的患者最終都會徹底失明，陷入黑暗之中。

這類疾病名為視網膜營養不良，它的致病原因很複雜，至少和250個基因突變有關。根據症狀的不同，醫學領域對這類疾病有著更詳細的劃分，例如視網膜色素變性（retinitis pigmentosa），這種疾病和近100個影響視網膜感光基因相關。此外，其中的萊伯先天性黑內障（Leber congenital amaurosis）也和至少28個基因的變異相關。目前，已經有針對單個基因的療法來幫助改善患者的症狀。

眼睛裡的細菌

近期，在一項發表於《細胞》（Cell）的研究中，中國和英國的研究人員更進一步，發現一個名為CRB1的基因突變和這2種疾病都有關。這個基因不僅會在人的視網膜中表達，在結腸的腸細胞中也會大量表達。其在突變後，會導致這2個區域都無法表達足夠的Crb1蛋白。這會帶來一個意想不到的後果：血-視網膜屏障和結腸的腸上皮屏障同時受損。

此時，腸道中的細菌便可以乘虛而入，從下消化道轉移到視網膜了，從而加重這兩種眼部疾病的發展。不過，研究人員發現，如果給存在CRB1突變的小鼠餵食抗生素來殺死腸道菌群，則可以有效緩解疾病的發展。如果想將這種方法應用到患這種疾病的人群中，則還需要更深入的研究，特別是考慮到失去腸道菌群會帶來其他的不良影響。

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在人體裡，不只有這兩個保護性屏障，還有我們熟悉的血腦屏障、血-睪屏障等等。這些屏障的存在，維繫著這些特定器官的功能穩定性。那麼，如果血腦屏障遭受損害後，也會有細菌進入到人腦中嗎？或者說當沒有損傷，我們的大腦中就沒有微生物嗎？

血腦屏障損傷和老年痴呆

人體的很多部位天然就存在著很多微生物，包括皮膚、口腔、胃腸道、鼻咽呼吸道、泌尿道和生殖道等。除皮膚之外，人體中不同區域的微生物在門水平的組成基本是一致的，其中厚壁菌和擬桿菌是主要的菌群，其次是放線菌和變形菌。

其中也有一些有害菌和機會致病菌，很多感染都和這些細菌的入侵有關，如皮膚感染、膿毒症、角膜炎和尿路感染等等。除了直接傷害人體之外，細菌也會暗藏在一些疾病背後來傷害人類，例如癌症和阿爾茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）等。如今，已有充分的研究證實，生活在人口腔中的一些細菌能進入大腦中，例如牙齦卟啉單胞菌（Porphylomonas gingivalis）。科學家曾在AD患者的腦組織和腦脊液中，發現了這種菌以及其產生的毒性成分。

這種細菌會感染口腔，會引發牙周炎，而它和AD的關係還需要從其會吸附在患者發炎的血管說起。據悉，在有動脈粥樣硬化的心血管疾病患者的冠狀動脈或股動脈中，一定會有這種細菌。AD患者的屍檢病理結果中，也常有顱內動脈粥樣硬化性的情況，這一症狀會導致腦血流量減少，血腦屏障通透性增加，這樣牙齦卟啉單胞菌也會更容易進入到大腦內部。

研究人員發現，如果將牙齦卟啉單胞菌餵給小鼠，會導致它們的認知能力明顯下降。在它們的大腦中，β-澱粉樣蛋白（Aβ）的沉積增加，腦內的炎症也會更嚴重。他們於2020年6月將這項研究發表於《炎症研究雜誌》（Journal of Inflammation Research）。去年的一項發表於《轉化神經退行性變》（Translational Neurodegeneration）的綜述性研究更為詳細地分析了AD患者腦中可能的細菌、真菌和病毒。研究發現，除了牙齦卟啉單胞菌之外，一類名為密螺旋體（Treponema）的口腔細菌也容易進入到大腦中，還有數種腸道細菌、呼吸道病原體以及機會致病真菌也在AD患者腦中有發現。

密螺旋體圖片來源：CDC/維基百科

大腦裡的細菌

最早有關大腦微生物組的研究可以追溯到2013年一項發表於PLOS ONE的研究。不過當時，加拿大艾伯塔大學的研究人員關注的是另一種情況——機體免疫力降低，給大腦帶來的影響。他們分析了4名HIV感染者和4位感染其他病毒的患者的白質樣本。這些患者都接受過癲癇手術，在手術過程中這些白質從他們的腦組織被取出來，而這也正好給了研究人員一個機會。

研究人員在對樣本進行測序後，獲得了一些核酸序列，發現HIV感染者和其他人感染的細菌序列數量大致相同。他們將這些序列對應到了173種不同的細菌和噬菌體，其中最多的細菌為變形菌。相比之下，在人的其他器官中厚壁菌門的細菌會更為常見。

有趣的是，在所有患者的白質樣本中，他們都發現了一些屬於α-變形菌門鞘脂單胞菌科（Sphingomonadaceae）的細菌。這些細菌可以合成鞘脂類化合物，包括神經醯胺等等。而當神經元傳遞神經訊號時，正好需要鞘脂類化合物。

這類化合物可以和蛋白質組成髓鞘，包裹在神經元的軸突上。髓鞘越厚，神經元傳遞電訊號的速度越快，而人會做出更為快速的反應。研究人員在非人類靈長類動物的大腦中，也觀察到類似的細菌種群。至於為什麼會有這類細菌進入大腦中，可能還需要更深入的研究。除此之外，他們還嘗試將患者部分腦組織做成勻漿，注入到小鼠腦中，發現7周後，這些小鼠大腦中的變形菌增加了。