近日，著名的学术期刊《Science》发表了一篇新闻评论文章，题目很直接：大脑是肠道细菌的第二个家？（Do gut bacteria make a second home in our brains?）探讨了大脑中的微生物以及可能对人体健康的影响。

拍摄来自ROSALINDA ROBERTS，COURTNEY WALKER和CHARLENE FARMER

上面这张图显示人类大脑切片中细菌在血管左侧-红色圈内！

“脑微生物组”

      实际上，已经有多项研究显示，人类大脑中，特别是一些神经系统疾病的病人存在微生物或微生物的成分。

2016年，加州大学戴维斯分校神经和大脑研究所的研究人员研究的研究为微生物和阿兹海默症（AD）之间的关系提供了直接证据。他们首次发现，所有18个晚发性的阿尔兹海默氏症患者大脑样本中都存在较高水平的革兰氏阴性菌的抗原，脂多糖和大肠杆菌K99菌毛蛋白。k99在患者的大脑灰质样本中明显增加，白质样本中K99的水平也较高，同时，脂多糖聚集在β淀粉样斑块上以及患者大脑的血管中。

在AD患者大脑中发现细菌分子还是让人非常惊讶的，也就是说AD患者大脑中细菌成分的存在可能是引起AD的原因，更形象的说法可能是细菌侵入了AD患者的大脑！当然，还有可能细菌成分是AD形成之后进入大脑的，目前还不能确定细菌是引起AD的直接原因。

AD患者大脑中的细菌LPS和大肠杆菌K99菌毛蛋白位于病区。

2017年的一项研究，首次对比了健康人和AD患者大脑中的脂多糖含量和聚集位置，结果发现在AD患者的脑中，肠道革兰氏阴性杆菌产生的脂多糖（LPS）大量富集在新皮质及海马体区域。在健康人的脑中，LPS在脑实质中聚集成块，而在AD患者脑中，75%的LPS聚集在DAPI染色的细胞核的周围，说明在AD患者的脑中存在大量来源于胃肠道菌群的促炎症分子，随着衰老、血管缺陷及退行性疾病的发展，这些毒素分子可能从胃肠道中“漏”进全身循环，最终进入脑。

AD患者血管中的细菌LPS和大肠杆菌K99菌毛蛋白。

这个研究也证明了精神疾病的通用致病机理，肠漏与血脑屏障打开是AD发生的关键。大脑中的细菌成分是肠道微生物产生的毒性物质经过肠漏进入血液系统，再透过血脑屏障进入大脑，引起大脑病变，引发AD。

这样看来，肠道微生物才是引发AD的关键！

“脑漏”

         大脑中的菌是如何进去的呢？大脑是一个受严格保护的器官，严格控制阻挡血液内容物。这个屏障就是血脑屏障。能够穿透这种血脑屏障的细菌和病毒会导致危及生命的炎症，所以一般情况下都不会允许微生物进入。然而，在一些特殊情况下，比如疾病，药物，感染，错误的饮食等情况下，会引起血脑屏障的破坏，引起“脑漏”。这样微生物就能透过血液进入大脑了。

脑漏示意图，左侧健康血脑屏障，右侧是疾病情况下的血脑屏障。

近年来的研究表明，肠道菌群参与调控脑发育、应激反应、焦虑、抑郁、认知功能等中枢神经系统活动。肠道菌群可通过菌-肠-脑轴调节宿主的脑功能和行为。并且，肠道菌群也可能影响AD。肠道菌群的平衡一旦破坏，可能引起肠道及血脑屏障的通透性增加，肠道菌群的代谢产物及病原体感染等可能影响宿主神经系统，增加AD的发病风险。

       人们已经发现，神经退行性疾病患者血液中存在大量微生物，这些微生物可能来自肠道，并且非常可能是透过破损的血脑屏障进入大脑的。

Transfusion, 2016, 56(5):1138.

AD患者的血液微生物

Transfusion, 2016, 56(5):1138.

PD帕金森患者的血液微生物

     肠道微生物的紊乱导致的肠道通透性和血脑屏障通透性增加会增加精神疾病的发生。肠道微生物的代谢产物或病原微生物透过肠道和血脑屏障进而对宿主神经系统的影响会增加或降低精神疾病的风险。

保护好肠道菌群，保护好血脑屏障，别让肠菌入脑！

由于精神疾病，特别是神经退行性疾病的发病时缓慢的，从大脑和中枢神经系统发生变化到临床发病至少需要15到20年的时间。如果在这个过程中我们能够通过检测肠道微生物的组成，提前预知或评估中枢神经系统的健康状况，那就可以在病人还没有出现临床症状时进行提早干预，这或许是未来预防这类神经退行性疾病的有效手段。

本文部分内容节选自：原创人体微生物组科普图书：《晓肚知肠：肠菌的小心思》。

肠菌动动小心思，人体健康大变化！

中国肠菌研究领域权威科学家、中国科学院院士高福，中国科学院研究员金锋、朱宝利，粪菌移植专家张发明，食品健康科普作家云无心联袂荐读~

参考资料：

https://www.sciencemag.org/news/2018/11/do-gut-bacteria-make-second-home-our-brains

Zhan X, Stamova B, Jin L W, et al.Gram-negative bacterial molecules associate with Alzheimer diseasepathology.[J]. Neurology, 2016.

Zhao Y, Cong L, Jaber V, et al. Microbiome-DerivedLipopolysaccharide Enriched in the Perinuclear Region of Alzheimer's DiseaseBrain.[J]. Frontiers in Immunology, 2017, 8:1064.

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