這項發表在《腸道》雜誌上的研究發現，授權給 UCL-spinout Yaqrit 的碳珠可以有效恢復腸道健康，並對大鼠和小鼠的肝臟、腎臟和大腦功能產生積極影響。它們也被發現對人類使用是安全的。

下一步將是看看是否可以在人類身上實現同樣的益處，這將為它們用於治療與腸道健康狀況不佳相關的疾病展開新頁。

據估計，全世界約有 1 億人患有肝硬化，還有 1,000 萬人患有肝硬化並伴隨其他併發症。

倫敦大學學院肝臟和消化健康研究所的資深作者 Rajiv Jalan 教授解釋了當前的臨床挑戰，他說：「腸道微生物組對健康的影響才剛開始被充分認識。當微生物組的平衡被破壞時， 「壞」細菌可以增殖並超越保持腸道健康的「好」細菌。

「它們這樣做的方法之一是排泄內毒素、有毒代謝物和細胞因子，這些物質會改變腸道環境，使其對它們更有利，而對有益細菌不利。這些物質，特別是內毒素，會引發腸道發炎並增加腸道菌叢的滲漏。

「肝硬化是一種以肝臟疤痕為特徵的疾病，眾所周知，內毒素引起的發炎會加劇肝臟損傷。肝硬化的標準治療方法之一是使用抗生素來控制有害細菌，但這會帶來抗生素抗藥性性的風險並且僅用於晚期疾病。

為了克服這個問題，倫敦大學學院的科學家與 Yaqrit 合作開發了微小的口腔碳珠，它具有特殊的微觀物理結構，旨在吸附腸道中的大分子和小分子。

在這項研究中，倫敦大學學院的研究人員測試了碳珠（產品名為 CARBALIVE）恢復腸道健康的有效性，並評估了對大鼠和小鼠肝臟、腎臟和大腦功能的影響。

他們發現，連續幾週每天攝取這些珠子，可以有效預防肝硬化動物肝臟疤痕和損傷的進展，並降低慢性肝衰竭急性發作（ acute-on-chronic-liver-failure，簡稱ACLF）動物的死亡率。

這些珠子還在 28 名肝硬化患者身上進行了測試，結果證明是安全的，副作用可以忽略不計。如果在動物模型中觀察到的相同益處也發生在人類身上，那麼這些珠子可能成為幫助解決肝病的重要新工具。

Yaqrit 副總裁兼 CARBALIVE 產品負責人 Michal Kowalski 表示：「這些新穎的工程碳珠比一粒鹽還小，可以被吞嚥並沒有改變地通過身體。它們的作用是吸收內毒素和其他毒素。」腸道中「壞」細菌產生的代謝物，為好細菌的繁殖創造更好的環境，並幫助恢復微生物群的健康，這可以防止這些毒素滲入身體的其他部位並造成損害，就像在肝硬化中一樣。

“動物模型的結果非常正向，腸道滲漏性，肝損傷以及大腦和腎臟功能障礙降低。”

這些結果為進一步測試碳珠在人體中的功效打開了大門，其中一項即將開始。如果這些珠子被證明可以有效阻止或減緩肝損傷的進展，它們可能成為治療肝病以及可能與微生物組健康狀況不佳相關的其他疾病的寶貴工具。

倫敦大學學院肝病學教授兼皇家自由醫院顧問 Jalan 教授補充說：「我非常希望這些碳珠在動物模型中的正面影響能夠在人類身上看到，這不僅對於治療肝臟疾病，但可能是由腸道微生物組無法正常工作引起或加劇的任何健康狀況，這可能包括腸躁症等疾病，這種疾病在許多國家正在上升。

「這項研究是從倫敦大學學院開始的旅程中的另一個里程碑，由於歐盟Horizo​​​​n 2020 研究和創新計劃的資助，我們已經發展成為我們的衍生產品Yaqrit。這使我們能夠建造一家工廠來製造珠子。

該計畫已根據第 634579 號補助協議獲得了歐盟 Horizo​​n 2020 研究和創新計畫的資助。

參考文獻:

1. Jinxia Liu, Jane MacNaughtan, Annarein J C Kerbert, Theo Portlock, Javier Martínez Gonzalez, Yi Jin, Frederick Clasen, Abeba Habtesion, Huoyan Ji, Qin Jin, Alexandra Phillips, Francesco De Chiara, Ganesh Ingavle, Cesar Jimenez, Giacomo Zaccherini, Katherine Husi, Miguel Angel Rodriguez Gandia, Paul Cordero, Junpei Soeda, Lynda McConaghy, Jude Oben, Karen Church, Jia V Li, Haifeng Wu, Aarti Jalan, Pere Gines, Elsa Solà, Simon Eaton, Carrie Morgan, Michal Kowalski, Daniel Green, Amir Gander, Lindsey A Edwards, I Jane Cox, Helena Cortez-Pinto, Thomas Avery, Reiner Wiest, Francois Durand, Paolo Caraceni, Roberto Elosua, Joan Vila, Marco Pavesi, Vicente Arroyo, Nathan Davies, Rajeshwar P Mookerjee, Victor Vargas, Susan Sandeman, Gautam Mehta, Saeed Shoaie, Julian Marchesi, Agustín Albillos, Fausto Andreola, Rajiv Jalan. Clinical, experimental and pathophysiological effects of Yaq-001: a non-absorbab le, gut-restricted adsorbent in models and patients with cirrhosis. Gut, 2024; gutjnl-2023-330699 DOI: 10.1136/gutjnl-2023-330699

為什麼纖維是健康的？纖維有助於維持我們的腸道菌叢（科學家稱之為腸道微生物組）的健康和平衡。纖維是天然食物鏈的起點。它從可以消化纖維素的細菌開始，為我們其餘的微生物組提供均衡的飲食。但我們工業化社會的飲食習慣與古代人類相去甚遠。根據上週晚些時候發表在《科學》雜誌上的一份新報告，這似乎正在影響我們的腸道菌群，因為新發現的纖維素降解細菌正在從人類腸道微生物組中消失，尤其是在工業社會中。

這項研究來自以色列內蓋夫本古里安大學 (BGU) 的 Itzhak Mizrahi 教授團隊，並得到了雷霍沃特魏茨曼科學研究所以及美國和歐洲國際合作者的支持。

“在整個人類進化過程中，纖維一直是人類飲食的支柱，”BGU 的首席研究員 Sarah Moraïs 解釋道，“它也是我們靈長類祖先飲食的主要成分。纖維保持我們腸道菌群的健康。” Moraïs 和團隊發現了人類腸道微生物群的重要新成員，即名為瘤胃球菌的纖維素降解細菌。這些細菌透過產生稱為纖維素體(Cellulosomes)的大型且高度專業化的細胞外蛋白質複合物來降解纖維素。

“降解纖維素並不是一件容易的事，很少有細菌能做到這一點。”來自魏茨曼研究所的 Edward Bayer 教授解釋道，他是纖維素體領域的世界領導者，也是這項研究的合著者。 “纖維素很難消化，因為它不溶。腸道中的纖維就像游泳池裡的樹幹，它會被弄濕，但不會溶解。”

纖維素體是由細菌改造而成的，可以附著在纖維素纖維上並將其剝離，就像一條繩子上的各個線一樣。然後，纖維素體酶將單根纖維線分解成較短的鏈，這些鏈變得可溶。它們不僅可以被瘤胃球菌( Ruminococcus)消化，還可以被腸道微生物組的許多其他成員消化。

「最重要的是，纖維素體將纖維轉化為糖，為整個社區提供食物，這是一項艱鉅的工程壯舉，」拜耳說。

纖維素體的產生使瘤胃球菌處於纖維降解級聯的頂端，為健康的腸道微生物群提供營養。但正如新研究證明的那樣，瘤胃球菌的進化史很複雜，西方文化正在對我們的微生物群造成損害。

「這些產生纖維素體的細菌已經存在很長時間了，它們的祖先是牛和羊瘤胃微生物組的重要成員，」該研究的資深作者、來自 BGU 的 Mizrahi 教授解釋道。瘤胃是牛、羊和鹿的特殊胃器官，它們吃的草（纖維）在這裡被包括瘤胃球菌在內的纖維素降解微生物轉化為有用的食物。 “我們驚訝地發現，人類產生纖維素體的細菌似乎在進化過程中轉換了宿主，因為來自人類的菌株與來自牲畜的菌株的關係比來自我們靈長類祖先的菌株的關係更密切。”

也就是說，人類似乎從人類進化早期馴化的牲畜那裡獲得了健康腸道微生物群的重要組成部分。

「這確實有可能，」瘤胃生物學專家米茲拉希說。

然而，故事並沒有就此結束。對人類群體的採樣證明，瘤胃球菌菌株確實是人類狩獵採集社會和農村人類社會中人類腸道微生物組的重要組成部分，但它們在工業化社會的人類樣本中很少或缺失。

德國杜塞爾多夫海因里希海涅大學的演化生物學家威廉‧馬丁(William Martin) 教授表示：「20 萬年前，我們在非洲的祖先並沒有從汽車餐廳買午餐，也沒有打電話叫送貨上門的晚餐。」研究。然而，在西方社會，這種情況確實大規模發生。在遠離生產糧食的農場的工業化社會中，飲食正在改變。作者的結論是，這種遠離富含纖維飲食的轉變是我們微生物組中重要的纖維素降解微生物消失的解釋。

如何抵消這種進化衰退？醫生和營養師幾十年來一直在說的話可能會有所幫助：多吃纖維！

參考文獻:

1. Sarah Moraïs, Sarah Winkler, Alvah Zorea, Liron Levin, Falk S. P. Nagies, Nils Kapust, Eva Lamed, Avital Artan-Furman, David N. Bolam, Madhav P. Yadav, Edward A. Bayer, William F. Martin, Itzhak Mizrahi. Cryptic diversity of cellulose-degrading gut bacteria in industrialized humans. Science, 2024; 383 (6688) DOI: 10.1126/science.adj9223

迄今已發現的少數營養感應機制對人類健康產生了深遠的影響。一個典型的例子是膽固醇營養感應機制的發現，這導致了史他汀類藥物的開發（並獲得了諾貝爾獎）。

這些發現集中在整個細胞如何檢測營養物質。但每個人體細胞內都有獨立的、膜結合的細胞器，所有這些細胞胞器都同樣需要燃料來執行重要的功能。那麼它們可能有自己的營養感測器嗎？

正如《科學》期刊上發表的一篇新論文所述，Kıvanç Birsoy 和他在洛克斐勒代謝調節和遺傳學實驗室的同事發現了第一個用於細胞器（特別是細胞動力中心粒線體）的感測器。該感測器是具有三重功能的蛋白質的一部分：它感知、調節抗氧化劑穀胱甘肽並將其輸送到粒線體內部，在抑制氧化反應和維持適當的鐵水平方面發揮關鍵作用。

「我相信這將是一個非常富有成果的發現，」伯索伊說。“每次人們研究營養感測時，我們都會學到很多生物學知識，並因此開發出許多藥物。”

抗氧化能力

穀胱甘肽是一種全身產生的抗氧化劑，發揮許多重要作用，包括中和稱為自由基的不穩定氧分子，如果不加以控制，自由基會對 DNA 和細胞造成傷害。它還有助於修復細胞損傷並調節細胞增殖，它的喪失與老化、神經退化性和癌症有關。因此，穀胱甘肽補充劑作為一種非處方保健方法越來越受歡迎。

這種抗氧化劑在粒線體中含量特別豐富，沒有它，粒線體就無法發揮作用。「作為呼吸細胞器，粒線體產生能量，」伯索伊指出。“但粒線體也可能是許多氧化壓力的來源”，氧化壓力與癌症、糖尿病、代謝紊亂、心肺疾病等有關。如果粒線體中的穀胱甘肽濃度無法精確維持，所有系統都會失敗。沒有它，我們誰都無法生存。

但直到 2021 年，Birsoy 和他的團隊發現，穀胱甘肽實際上是如何進入粒線體的，才知道是一種名為 SLC25A39 的轉運蛋白負責傳遞包裹。它似乎還可以調節穀胱甘肽的含量。Birsoy 說：“當抗氧化劑濃度較低時，SLC25A39 的數量會增加，而當抗氧化劑濃度較高時，轉運數量會下降。”

研究結果強烈證實粒線體有某種方式來檢測和調整這些波動的程度。他說：“粒線體以某種方式計算它含有多少抗氧化劑，並根據該量來調節它抗氧化劑進入的的量。”

獨立域

為了弄清楚粒線體是如何發揮作用的，研究人員結合了生化研究、計算方法和基因篩選，發現「SLC25A39 同時是感測器和轉運蛋白，」Birsoy 解釋道。“它有兩個完全獨立的區域。一個區域感知穀胱甘肽，另一個區域是運輸它。”

Birsoy 說，這種蛋白質的獨特結構可以解釋其能力。當他實驗室的研究生、該研究的第一作者 Yuyang Liu 將 SLC25A39 的結構與 AlphaFold 蛋白質結構資料庫中 SLC 轉運蛋白家族中的其他結構進行比較時，Liu 發現了該蛋白質中一個獨特的額外環。當他們從蛋白質上剪下它時，它的轉運能力保持完整，但它失去了感知穀胱甘肽的能力。「後來發現這個有趣的循環讓我們了解了感測機制，」伯索伊說。

鐵匠

Birsoy 說，這項研究也支持了穀胱甘肽是鐵的「伴侶」的理論，鐵是細胞內幾乎所有功能所必需的。

「鐵不僅是地球上最豐富的金屬，也是我們細胞中最豐富的金屬，」他說。但鐵也具有很強的氧化性；如果沒有穀胱甘肽來保持其平衡，它就會引發細胞氧化壓力，造成損傷。“我們認為保持穀胱甘肽與鐵的比例非常重要，因為如果穀胱甘肽太少，鐵就會變得非常活躍，而如果穀胱甘肽太多，鐵將無法使用。” 他們的實驗確定，SLC25A39 在其表面帶有獨特的鐵特徵，作為穀胱甘肽感測機制的一部分。

現在研究人員知道了 SLC25A39 的包裹遞送系統如何運作，他們可以對其進行實驗。Birsoy 說：“這種特殊的轉運蛋白在一組癌症中表達上調。” 「人們曾嘗試改變整體穀胱甘肽濃度，但現在我們有一種方法可以在粒線體中改變它，而不影響細胞的其他部分。這種標靶治療可能會減少因改變整個細胞中穀胱甘肽濃度而產生的副作用。整個身體。我可以看到利用這種新理解的許多轉化成果。”

參考文獻:

1. Yuyang Liu, Shanshan Liu, Anju Tomar, Frederick S. Yen, Gokhan Unlu, Nathalie Ropek, Ross A. Weber, Ying Wang, Artem Khan, Mark Gad, Junhui Peng, Erdem Terzi, Hanan Alwaseem, Alexandra E. Pagano, Søren Heissel, Henrik Molina, Benjamin Allwein, Timothy C. Kenny, Richard L. Possemato, Li Zhao, Richard K. Hite, Ekaterina V. Vinogradova, Sheref S. Mansy, Kıvanç Birsoy. Autoregulatory control of mitochondrial glutathione homeostasis. Science, 2023; DOI: 10.1126/science.adf4154

今天發表在《微生物組》( Microbiome)雜誌上的研究結果非常重要，因為估計35% 的美國成年人患有這種症候群，這是一種與認知功能障礙和失智症相關的常見且嚴重的疾病，也是心血管疾病和第 2型糖尿病的主要危險因子。

高飽和脂肪飲食會導致體內慢性低度發炎，進而導致代謝症候群的發生。

如果患者至少有以下兩種情況，則被認為患有代謝症候群：腹部肥胖、高血壓、高血糖、低濃度的「好」膽固醇和高濃度的三酸甘油酯。

俄勒岡州立大學的研究人員多年來一直在研究黃腐酚（ xanthohumol，一種在啤酒花中發現的化學物質）及其衍生物四氫黃腐酚（tetrahydroxanthohumol）的潛在健康益處。後者通常縮寫為 TXN，前者縮寫為 XN。

XN 是一種多酚，是一種存在於植物中的豐富有機化合物，傳統醫學從業者使用了數千年。XN 是黃酮類化合物之一，是存在於水果、蔬菜、穀物、樹皮、根、莖、花、茶和酒中的天然產物，因其對健康的正向作用而聞名。

在最近的研究中，俄勒岡州立大學藥學院的Andrey Morgun、卡爾森獸醫學院的Natalia Shulzhenko 和萊納斯鮑林研究所和理學院的Adrian Gombart 證明，TXN 可以透過減少Oscillibacter的數量來對抗代謝症候群的腸道微生物組合。

人類腸道微生物組是消化道中的微生物群落，由約 1,000 種不同細菌物種的超過 10 兆個微生物細胞組成。

研究人員採用了 Morgun 和 Shulzhenko 早期開發的一種新穎的計算方法，即跨王國網絡分析，來揭開 TXN 改善代謝症候群的機制。該分析預測哪些類型的細菌控制與特定醫療狀況相關的哺乳動物基因的表達。

Morgun 說：“我們發現 TXN 的主要作用是減少促進脂肪組織巨噬細胞發炎的腸道微生物的豐富度，並改善葡萄糖代謝。”

巨噬細胞是大細胞，是免疫系統的一部分。當某人變得肥胖時，葡萄糖代謝（身體將糖轉化為燃料的能力）通常會受到損害，這反過來又會導致人們變得更加超重。

葡萄糖代謝異常也會對大腦生理機能產生負面影響，並且是包括糖尿病和心臟病在內的多種疾病的根源。

莫根說：“當接觸代謝症候群常見的高脂肪飲食時，Oscillibacter有助於促進脂肪組織發炎，從而引發該症候群。” “TXN 可以限制Oscillibacter的數量。”

美國國立衛生研究院、萊納斯·鮑林研究所、俄勒岡州立大學藥學院、Hopsteiner, Inc. 和俄勒岡州立大學基金會布勒-王研究基金支持了這項研究。

這項研究是由 Gombart、俄勒岡州立大學藥學院的 Fred Stevens 和理學院的 Claudia Maier 牽頭的更大合作計畫的一部分，他們正在探索改善人類健康的方法，特別是透過啤酒花化合物與飲食改善與肥胖有關的健康。

一年多前，Morgun 和 Shulzhenko 發表的研究顯示Oscillibacter和脂肪組織與第 2 型糖尿病有關聯，這項發現現在顯示 TXN 也可能有助於治療這種疾病。

參考文獻:

1. N. K. Newman, Y. Zhang, J. Padiadpu, C. L. Miranda, A. A. Magana, C. P. Wong, K. A. Hioki, J. W. Pederson, Z. Li, M. Gurung, A. M. Bruce, K. Brown, G. Bobe, T. J. Sharpton, N. Shulzhenko, C. S. Maier, J. F. Stevens, A. F. Gombart, A. Morgun. Reducing gut microbiome-driven adipose tissue inflammation alleviates metabolic syndrome. Microbiome, 2023; 11 (1) DOI: 10.1186/s40168-023-01637-4

這項研究強調，用於治療 2 型糖尿病和肥胖症的常用 GLP-1R 促動劑類藥物的個體反應可能取決於目標基因 GLP1R 中的 DNA 變異。

科學家還首次揭示，2型糖尿病可直接引起肺部併發症。在有史以來規模最大的基因研究中，探索基因如何影響血糖濃度和健康結果，研究人員得出結論，肺部疾病現在應被視為 2 型糖尿病的併發症。

這項研究結合了遺傳和表達數據，揭示了胃腸道的重要性，除了胰腺的既定作用外，小腸、迴腸和結腸在血糖濃度的調節中也發揮著重要作用。

薩里大學 e-One Health 教授兼統計多組學負責人 Inga Prokopenko 教授表示：

“這項非常重要的研究招募來自世界各地的一百多名科學家，讓我們對血糖濃度和2 型糖尿病的遺傳學有了新的見解。現在，我們可以採取行動更好地預防2 型糖尿病併發症，包括肺部疾病.我們應該通過研究與 GLP-1R 促動劑反應相關的個體 DNA 變異來改善患有這種疾病的人的治療策略。”

個體遺傳背景影響 GLP-1R 激動劑的敏感性。

GLP-1R 促動劑用於治療 2 型糖尿病患者，以改善他們的血糖控制，這意味著他們能夠將血糖濃度保持在正常範圍內。此外，GLP-1R 促動劑在幫助 2 型糖尿病患者減肥方面非常受歡迎，這也可以改善他們的健康和生活品質。科學家們對 GLP1R（GLP-1 受體）基因中的編碼 DNA 變異進行了功能和結構表徵。作者強調，對 GLP-1 受體功能的影響以及對 GLP-1R 促動劑藥物的反應可能因個體而異，具體取決於個體攜帶的 GLP1R 基因編碼 DNA 變異。

總體而言，GLP1R 基因中攜帶特定 DNA 變異的患者不太可能從 GLP-1R 促動劑藥物治療中受益。研究人員建議醫生應該更加關注服用這些特定藥物的個人。通過更好地將藥物與人的獨特化妝相匹配，治療更有可能對他們產生良好的效果。

2型糖尿病導致肺功能下降

先前的研究證明，肺部疾病，包括限制性肺病、纖維化和肺炎，在 2 型糖尿病患者中更為常見。然而，到目前為止，尚不清楚 2 型糖尿病是否直接導致肺部損傷，或者是否是這兩種疾病共有的其他因素造成的。在控制吸煙和久坐行為等因素後，研究小組使用一種稱為孟德爾隨機化的統計技術來了解高血糖濃度是否與肺功能受損有關，以及是否其中一個因素導致另一個因素。使用兩種常見的肺活量測定測試來測量肺功能。分析顯示，2型糖尿病患者的高血糖濃度會直接損害肺功能。例如，

呼吸系統疾病是英格蘭第三大死亡原因，過去 20 年來英格蘭和威爾斯因呼吸系統疾病入院的人數翻了一番，研究結果強調醫療保健專業人員需要對 2 型糖尿病患者的肺部併發症保持警惕。早期診斷和治療肺部疾病可能會挽救數千名 2 型糖尿病患者的生命。

胃腸道在血糖水平調節中的作用

該研究確定了以前與葡萄糖代謝無關的組織的作用，最顯著的是那些屬於腸道的組織，特別是迴腸和結腸。眾所周知，所吃的食物被十二指腸（小腸的第一部分）接收並與來自胰腺、肝臟和膽囊的消化液混合。空腸和迴腸進一步分解食物並將營養物質吸收到血液中。

大腸，也稱為結腸，從未消化的食物中吸收水和電解質，並承載著被稱為腸道微生物組的多樣化細菌群落。這項研究證明，人類腸道微生物組和糖組與葡萄糖濃度調節有關，並強調了微生物組物種 柯林斯菌屬(Collinsella) 和 (毛螺菌科-FCS020)Lachnospiraceae-FCS020 基於乳糖和半乳糖生產葡萄糖的作用。

該論文的第一作者、統計多元組學部的博士後科學家 Vasiliki Lagou 博士補充道：

“我們的研究提供了第一個證據，證明2 型糖尿病的高血糖濃度可直接導致肺損傷。我們希望我們發現肺功能受損是2 型糖尿病的併發症，這是提高醫療保健專業人員認識的第一步，從而引導及早診斷和治療肺部疾病。”

薩里大學健康與福祉人工智能多組學高級講師 Ayse Demirkan 博士評論道：

“我們的研究闡明了胃腸道在調節血糖濃度和2 型糖尿病方面的作用，雖然研究較少，但影響巨大。除了胰腺之外，小腸，更具體地說，迴腸以及結腸也有助於調節血糖濃度和2 型糖尿病。葡萄糖代謝與這些組織中的基因表達有關。此外，我們報告了葡萄糖濃度調節與腸道微生物組物種之間的關係，特別是柯林斯菌屬和毛螺菌科-FCS020，它們從乳糖和半乳糖中產生葡萄糖。

2 型糖尿病有許多危險因素，包括年齡、遺傳、種族和體重。

參考文獻:

1. Vasiliki Lagou, Longda Jiang, Anna Ulrich, Liudmila Zudina, Karla Sofia Gutiérrez González, Zhanna Balkhiyarova, Alessia Faggian, Jared G. Maina, Shiqian Chen, Petar V. Todorov, Sodbo Sharapov, Alessia David, Letizia Marullo, Reedik Mägi, Roxana-Maria Rujan, Emma Ahlqvist, Gudmar Thorleifsson, Ηe Gao, Εvangelos Εvangelou, Beben Benyamin, Robert A. Scott, Aaron Isaacs, Jing Hua Zhao, Sara M. Willems, Toby Johnson, Christian Gieger, Harald Grallert, Christa Meisinger, Martina Müller-Nurasyid, Rona J. Strawbridge, Anuj Goel, Denis Rybin, Eva Albrecht, Anne U. Jackson, Heather M. Stringham, Ivan R. Corrêa, Eric Farber-Eger, Valgerdur Steinthorsdottir, André G. Uitterlinden, Patricia B. Munroe, Morris J. Brown, Julian Schmidberger, Oddgeir Holmen, Barbara Thorand, Kristian Hveem, Tom Wilsgaard, Karen L. Mohlke, Zhe Wang, Marcel den Hoed, Aleksey Shmeliov, Marcel den Hoed, Ruth J. F. Loos, Wolfgang Kratzer, Mark Haenle, Wolfgang Koenig, Bernhard O. Boehm, Tricia M. Tan, Alejandra Tomas, Victoria Salem, Inês Barroso, Jaakko Tuomilehto, Michael Boehnke, Jose C. Florez, Anders Hamsten, Hugh Watkins, Inger Njølstad, H.-Erich Wichmann, Mark J. Caulfield, Kay-Tee Khaw, Cornelia M. van Duijn, Albert Hofman, Nicholas J. Wareham, Claudia Langenberg, John B. Whitfield, Nicholas G. Martin, Grant Montgomery, Chiara Scapoli, Ioanna Tzoulaki, Paul Elliott, Unnur Thorsteinsdottir, Kari Stefansson, Evan L. Brittain, Mark I. McCarthy, Philippe Froguel, Patrick M. Sexton, Denise Wootten, Leif Groop, Josée Dupuis, James B. Meigs, Giuseppe Deganutti, Ayse Demirkan, Tune H. Pers, Christopher A. Reynolds, Yurii S. Aulchenko, Marika A. Kaakinen, Ben Jones, Inga Prokopenko, Cornelia M. van Duijn. GWAS of random glucose in 476,326 individuals provide insights into diabetes pathophysiology, complications and treatment stratification. Nature Genetics, 2023; 55 (9): 1448 DOI: 10.1038/s41588-023-01462-3

食用水果、蔬菜、豆類、堅果、魚類和全脂乳製品是降低心血管疾病（包括心臟病和中風）風險的關鍵。研究還發現，健康飲食可以通過多種方式實現，例如適量的全穀物或未加工的肉類。

之前的類似研究主要集中在西方國家以及將有害的超加工食品與營養豐富的食品結合起來的飲食。這項研究的範圍是全球性的，重點關注通常被認為是健康的食物。

世界衛生組織估計，2019 年有近 1800 萬人死於心血管疾病，佔全球死亡人數的 32%。在這些死亡中，85% 是由於心臟病和中風造成的。PHRI 研究人員及其全球合作者分析了來自 80 個國家 245,000 人的多項研究數據。研究結果於 7 月 6 日發表在《歐洲心臟期刊》上。

研究人員從 PHRI 正在進行的大規模全球前瞻性城鄉流行病學 (PURE) 研究中得出飲食評分，然後在五項獨立研究中重複該評分，以衡量世界不同地區以及患有或未患有心血管疾病的人群的健康結果。

“之前的飲食評分——包括 EAT-Lancet 健康飲食和地中海飲食，主要在西方國家測試了飲食與 CVD 和死亡的關係。PURE 健康飲食評分很好地代表了高收入、中等收入和低收入國家”，PURE 的資深作者兼首席研究員 Salim Yusuf 說。

除了真正的全球性之外，PURE 健康飲食評分還專注於專門的保護性或天然食品。

“我們在這一點上是獨一無二的。其他飲食評分將被認為有害的食物（例如加工食品和超加工食品）與被認為可以保護健康的食物和營養素結合起來，”第一作者、PHRI 安德魯·門特 (Andrew Mente) 說麥克馬斯特健康研究方法、證據和影響系的科學家和助理教授。

“最近人們越來越關注增加食用保護性食品以預防疾病。除了大量食用水果、蔬菜、堅果和豆類之外，研究人員發現，適量食用天然食品是關鍵，”他說。

“適量的魚類和全脂乳製品可以降低心血管疾病和死亡率的風險。適量食用穀物和肉類也可以達到同樣的健康效果——只要它們是未精製的全穀物和未加工的肉類。”

PURE 健康飲食評分建議平均每日攝入量： 兩到三份水果；蔬菜兩到三份；一份堅果；和奶製品兩份。該分數還包括每週三到四份豆類和每週兩到三份魚。可能的替代品包括每天一份全穀物，以及每天一份未加工的紅肉或家禽。

儘管每項貢獻數據的研究都是單獨資助的，並且持續了 25 年，但這項分析沒有具體的資助。

參考文獻:

1. Andrew Mente, Mahshid Dehghan, Sumathy Rangarajan, Martin O’Donnell, Weihong Hu, Gilles Dagenais, Andreas Wielgosz, Scott A Lear, Li Wei, Rafael Diaz et al. Diet, cardiovascular disease, and mortality in 80 countries. European Heart Journal, 2023 DOI: 10.1093/eurheartj/ehad269

在哥倫比亞的祖克曼研究所，研究老鼠的科學家發現進入腸道的脂肪會觸發一個信號。這個信號沿著神經傳導到大腦，驅動人們對高脂肪食物的渴望。這項新研究於 2022 年 9 月 7 日發表在《自然》期刊上，提出了干擾這種腸道-大腦聯繫的可能性，以幫助防止不健康的選擇並解決因暴飲暴食而日益嚴重的全球健康危機。

“我們生活在一個前所未有的時代，脂肪和糖的過度攝取正在導致肥胖和代謝紊亂的流行，”第一作者、朱克曼研究所 Charles Zuker 博士實驗室的博士後研究員 Mengtong Li 博士說。霍華德休斯醫學研究所。“如果我們想控制對脂肪的貪得無厭的慾望，科學向我們展示了驅動這些渴望的關鍵管道是腸道和大腦之間的聯繫。”

這種關於飲食選擇和健康的新觀點始於 Zuker 實驗室之前關於糖的工作。研究人員發現，葡萄糖會活化一種特定的腸腦迴路，該迴路在腸糖存在的情況下與大腦進行交流。相比之下，不含卡路里的人造甜味劑沒有這種效果，這可能解釋了為什麼無糖汽水會讓我們感到不滿足。

“我們的研究發現，舌頭會告訴我們的大腦我們喜歡什麼，比如嘗起來甜、鹹或油膩的東西，”同時也是哥倫比亞瓦格洛斯學院生物化學和分子生物物理學以及神經科學教授的祖克博士說。“然而，腸道會告知我們的大腦我們想要什麼，我們需要什麼。”

李博士想探索老鼠對膳食脂肪的反應：每隻動物必須攝取的脂質和脂肪酸，以提供生命的基礎飲食。她給老鼠提供了含有溶解脂肪的水瓶，其中包括大豆油的成分，以及含有已知不會影響腸道但最初很有吸引力的甜味物質的水瓶。幾天后，囓齒動物對富含脂肪的水產生了強烈的偏好。即使科學家對老鼠進行基因改造，以消除老鼠用舌頭品嚐脂肪的能力，他們也形成了這種偏好。

“儘管這些動物嘗不到脂肪的味道，但它們還是逼自己食用脂肪，”祖克博士說。

研究人員推斷，脂肪必須活化特定的大腦迴路，驅動動物對脂肪的行為反應。為了尋找那個迴路，李博士在給動物脂肪的同時測量了老鼠的大腦活動。腦幹的一個特定區域，即孤束尾核（ caudal nucleus of the solitary tract，簡稱cNST）的神經元活躍起來。這很有趣，因為 cNST 也與實驗室先前發現的糖偏好的神經基礎有關。

然後，李博士找到了將訊息傳送到 cNST 的通訊線路。迷走神經中的神經元將腸道與大腦連接起來，當老鼠的腸道中有脂肪時，它也會發出嗡嗡聲(反應)。

在確定了老鼠偏愛脂肪的生物機制之後，李博士接下來仔細研究了腸道本身：特別是腸道內的內皮細胞。她發現了兩組細胞，它們向迷走神經神經元發送信號以反應脂肪的攝取。

“一組細胞作為基本營養素的通用傳感器，不僅對脂肪有反應，而且對糖和氨基酸也有反應，”李博士說。“另一組只對脂肪有反應，這可能有助於大腦將脂肪與腸道中的其他物質區分開來。”

隨後，李博士又邁出了重要的一步，使用藥物阻斷了這些細胞的活性。關閉來自任一細胞組的訊號會阻止迷走神經元對腸道中的脂肪做出反應。然後，她使用遺傳技術去活化迷走神經元本身或 cNST 中的神經元。在這兩種情況下，老鼠都失去了對脂肪的胃口。

“這些干預措施證實，從腸道到大腦的每一個生物學步驟對於動物對脂肪的反應都至關重要，”李博士說。“這些實驗還提供了改變大腦對脂肪的反應以及可能對食物的行為的新策略。”

危險性越來越高。自 1980 年以來，全球肥胖率幾乎翻了一番。如今，近 10 億人患有糖尿病。

“過度攝取富含糖和脂肪的廉價、高度加工食品正在對人類健康產生毀滅性影響，尤其是在低收入人群和有色人種社區中，”祖克博士說。“我們越了解這些食物如何劫持味覺和腸腦軸的生物機制，我們就越有機會進行干預。”

未參與這項新研究的加州大學聖地亞哥分校神經科學教授 Scott Sternson 博士強調了它在改善人類健康方面的潛力。

“這項令人興奮的研究提供了有關迫使動物渴望脂肪的分子和細胞的見解，”斯特恩森博士說，他的工作重點是大腦如何控制食慾。“研究人員控制這種慾望的能力最終可能會導致透過減少高熱量脂肪食物的攝取來幫助對抗肥胖的治療方法。”

這篇題為“脂肪偏好的腸腦迴路”的論文於 2022 年 9 月 7 日發表在Nature 期刊上。其作者是 Mengtong Li、Hwei-Ee Tan、Zhengyuan Lu、Katherine S. Tsang、Ashley J. Chung 和 Charles S. Zuker。

鄭醫師補充:

之前荷蘭也有類似的人體研究，証實高油脂飲食對人體的影響，關鍵在腸腦軸，與味覺無關。

這篇研究進一步找出干預高油脂的腸腦之間的迷走神經的訊號阻斷，藉由迷走神經的訊號阻斷等相關具體方法來介入，在動物實驗中已獲具體療效，期望在人體實驗中可以複製同樣的結果，讓相關幫助身體負擔飲食來源的控制有效率的療法能普及，造福更多人。

參考文獻:

1. Mengtong Li, Hwei-Ee Tan, Zhengyuan Lu, Katherine S. Tsang, Ashley J. Chung, Charles S. Zuker. Gut-Brain Circuits for Fat Preference. Nature, 2022; DOI: 10.1038/s41586-022-05266-z

現在，來自南澳大利亞大學的世界首個基因研究證實，低濃度的維生素 D 和高度的發炎之間存在直接關聯，為識別具有發炎成分的慢性病風險或嚴重程度較高的族群提供了重要的生物標誌物。

該研究檢查了英國生物銀行 294,970 名參與者的遺傳數據，使用孟德爾隨機化來呈現維生素 D 和 C 反應蛋白濃度（發炎指標）之間的關聯。

UniSA 的首席研究員 Ang Zhou 博士說，研究結果證實，在缺乏維生素 D 的族群中增加維生素 D 可能會減少慢性發炎。

“如果你受傷或感染，發炎是你身體保護組織的方式，”周博士說。

“肝臟會產生高濃度的 C 反應蛋白以應對發炎，因此當您的身體出現慢性發炎時，它也會顯示出更高濃度的 C 反應蛋白。

“這項研究檢查了維生素 D 和 C 反應蛋白，發現低濃度的維生素 D 和高濃度的 C 反應蛋白之間存在單向關係，表現為發炎。

“為缺乏維生素 D 的人補充可能會減少慢性發炎，幫助他們避免許多相關疾病。”

該研究得到了國家健康和醫學研究委員會的支持並發表在《國際流行病學期刊》上，還提出了這樣一種可能性，即攝取足夠的維生素 D 濃度可以減輕肥胖引起的併發症，並降低具有發炎成分的慢性疾病的風險或嚴重程度，例如如心血管疾病、糖尿病和自體免疫性疾病。

南澳大學澳大利亞精準健康中心高級研究員兼主任 Elina Hyppönen 教授說，這些結果很重要，並為所報導的與維生素 D 相關的一些爭議提供了解釋。

“我們一再看到證據證實，增加維生素 D 濃度非常低的人對健康有益，而對其他人來說，似乎幾乎沒有益處。” Hyppönen 教授說。

“這些發現強調了避免臨床維生素 D 缺乏症的重要性，並為賀爾蒙維生素 D 的廣泛影響提供了進一步的證據。”

鄭醫師補充:

日前有研究分析平常有補充維生素D習慣的人，發現有例行補充維生素D的人連骨質疏鬆都預防不了，建議一般消費者不必另行補充維生素D。本人在此提供三個思考方向給大家參考:

1.一般消費者每天補充的劑量有多少?該研究只是調查消費者的補充習慣，但未掌握當事人本身的維生素D濃度，如果補充劑量不足，未達理想程度，對預防保健效果可能極為有限。

2.維生素D只是幫助鈣質吸收，骨質是否能留得住?還要看當事人其他相關食物營養來源補充是否充足?吸收率是否佳?是否有規律運動習慣?

3.維生素D是身體濃度最高的營養成分，也是一種賀爾蒙，對身體還有其他重要的功效，例如這篇報導提到的濃度不足，足以造成身體的慢性發炎居高不下，進而導致種種慢性疾病，這才是體內維生素D濃度夠高能提升身體預防保健功效的關鍵所在。

之前在門診，也有一位中年男性分享自身的體驗，他原來一直有慢性腹瀉的問題，試過多種改善方式也未見起色，直到他做基因檢測，結果顯示有維生素D相關基因變異，建議他最好持續補充維生素D，因此他遵醫囑開始規律補充維生素D，想不到長久以來困擾不已的慢性腹瀉竟然不復發作，讓他喜出望外，這個案例明顯與本篇研究結論一致，在此提供給大家參考。

參考文獻:

1. Ang Zhou, Elina Hyppönen. Vitamin D deficiency and C-reactive protein: a bidirectional Mendelian randomization study. International Journal of Epidemiology, 2022; DOI: 10.1093/ije/dyac087

對各種常用抗生素（如四環素和氨基糖苷，tetracycline and aminoglycoside）具有抗藥性的微生物是全世界人們面臨的重要風險來源，人們普遍認為抗微生物素抗藥性 (antimicrobial resistance ，AMR) 問題是指細菌、病毒和對抗生素有抗藥性的真菌可能會在未來幾十年內惡化。

人們對抗菌素的耐藥性主要來於他們的腸道菌叢，眾所周知，這些微生物攜帶基因編碼的策略來生存與抗生素的接觸。

“結果直接導致了這樣一種想法，即改變飲食有可能成為對抗抗生素耐藥性的新武器。我們也不是在談論吃一些異國情調的飲食，而是一種多樣化的飲食，富含纖維，一些美國人已經吃過了，”研究分子生物學家 Danielle Lemay 解釋說，他是位於加利福尼亞州戴維斯市的 ARS 西方人類營養研究中心，也是該研究的負責人。

在這項研究中，研究人員正在尋找人類腸道微生物中抗生素抗藥基因程度與成人飲食中纖維和動物蛋白的特定關聯。

研究人員發現，經常食用纖維含量較高、蛋白質含量較低的飲食，尤其是牛肉和豬肉，與腸道微生物中較低程度的抗生素耐藥性基因 ( antimicrobial resistance genes，簡稱ARG) 顯著相關。那些腸道微生物組中 ARG 程度最低的人也有更多的極度厭氧菌，這些細菌在有氧的情況下不會茁壯成長，是低度發炎的健康腸道的標誌。梭狀芽孢桿菌科的細菌種類是已發現的數量最多的厭氧菌。

但飲食中動物蛋白的含量並不是高程度 ARG 的首要預測因素。最有力的證據是飲食中較高含量的可溶性纖維與較低程度的 ARG 相關。

“令人驚訝的是，ARG 程度低的最重要預測因素，甚至超過纖維，是飲食的多樣性。這證實我們可能希望從多種食物中進食，這些食物的可溶性纖維含量往往較高，以獲得最大的益處， ”勒梅補充道。

顧名思義，可溶性纖維溶於水，是大麥和燕麥等穀物中的主要纖維類型；豆類，如豆類、扁豆和豌豆、種子（如奇亞籽）和堅果；還有一些水果和蔬菜，如胡蘿蔔、漿果、朝鮮薊、西蘭花和冬瓜。

在數據的另一端，與 ARG 程度低和中等水平的人群相比，那些腸道微生物組中 ARG 程度最高的人的腸道菌叢多樣性顯著減少。

“我們的飲食為腸道微生物提供食物。這一切都證實，我們所吃的食物可能是一種通過改變腸道微生物組來降低抗生素抗藥性的解決方案，”Lemay 說。

總共有 290 名健康成年人參與了這項研究。

“但這仍然只是一個開始，因為我們所做的是一項觀察性研究，而不是一項我們為受試者提供特定飲食的研究，這將允許進行更多的面對面比較，”Lemay 說。“最後，飲食干預可能有助於減輕抗生素抗藥性的負擔，並可能最終激發飲食指南，考慮營養如何降低抗生素抗藥性感染的風險。”

鄭醫師補充:

抗生素抗藥性這件事，唯有在發生感染時才知道這件事有多麼具生命威脅性，而把自己身體保養好，以免臨時有什麼醫療意外需要抗生素使用時，把抗生素抗藥性的可能性降至最低，才不至於屆時無藥可用而遺憾怨嘆。現在抗生素的抗藥性因抗生素的普遍使用而屢見不鮮，難以避免，因此這項研究讓我們平常飲食內容有清楚的方向，記住保有腸道菌叢的多樣性非常重要，不只是免疫力，還跟許多慢性疾病及抗衰老的研究的結論一致，萬不可輕忽。

參考文獻:

1. Andrew Oliver, Zhengyao Xue, Yirui T. Villanueva, Blythe Durbin-Johnson, Zeynep Alkan, Diana H. Taft, Jinxin Liu, Ian Korf, Kevin D. Laugero, Charles B. Stephensen, David A. Mills, Mary E. Kable, Danielle G. Lemay. Association of Diet and Antimicrobial Resistance in Healthy U.S. Adults. mBio, 2022; DOI: 10.1128/mbio.00101-22

密西根大學弗蘭克爾心血管中心心臟外科副教授王忠博士說：“心臟病仍然是全球死亡的主要原因，通常伴隨著毀滅性的併發症。” eLife最近的一項臨床前研究。“需要更好的選擇來減少心臟病發作後對心臟的傷害，甚至改善心臟功能。在本出版物中，我們針對由中鏈脂肪酸 C8(辛酸) 介導的能量代謝和表觀遺傳學之間的相互作用。”

Wang 及其同事能夠使用辛酸、一種八碳 (8C) 中鏈脂肪酸以及一些其他代謝物來防止大鼠模型中的心臟病發作損傷。這些脂肪酸產生乙酰輔酶A(acetyl-CoA)，這是能量代謝的基石，壓力大的心臟迫切需要它。

他說，這個想法是，醫生會在心臟病發作後到達醫院後對他們進行這種治療，以減少進一步的傷害並改善康復期間的心臟功能。

“了解能量代謝和表觀遺傳學之間的相互作用不僅可以為心肌梗塞提供有效的靶點，而且還可以對心臟病以外的其他缺血性損傷引起的器官損傷產生廣泛的影響，”來自 Frankel 的 Ienglam Lei 博士說CVC的心臟外科和中國澳門大學，他們進行了這項研究的關鍵實驗。

王說下一步將在大型動物模型中測試這種分子，然後進行臨床試驗。研究團隊對心臟病發作的表觀遺傳調控進行了十多年的研究。

鄭醫師補充:

中鏈脂肪酸，在天然食物來源中，椰子油含45%左右的中鏈脂肪酸，經過萃取，可以得到8C及12C的中鏈脂肪酸混和油，再一次萃取，才能得到8C的純辛酸。辛酸是身體能量的重要來源，本身還能抗黴及抑制酵母菌生長，在功能醫學領域也常用於腸道功能的調整，功效不少。

參考文獻:

1. Wenbin Gao, Shuo Tian, Ienglam Lei, Liu Liu, Yijing Guo, Paul Tang, Eugene Chen, Zhong Wang. Acetyl-CoA production by specific metabolites promotes cardiac repair after myocardial infarction via histone acetylation. eLife, 2021; 10 DOI: 10.7554/eLife.60311

20 年前，在小鼠口中發現甜味受體後不久，科學家們試圖移除這些味蕾。但他們驚訝地發現，即使沒有味覺，老鼠仍然能夠以某種方式辨別並更喜歡天然糖而不是人工甘味劑。

根據杜克大學醫學院醫學和神經生物學副教授 Diego Bohórquez 領導的研究，這個謎題的答案在消化道的更深處，在胃之後的腸道上端。

Bohórquez 說，在 1 月 13 日發表在Nature Neuroscience上的一篇論文中，“我們已經確定了讓我們吃糖的細胞，它們存在於腸道中。” 將糖直接注入小腸或結腸不會產生相同的效果。他說，傳感細胞位於腸道的上游。

Bohórquez 和他的研究團隊發現了一種稱為神經足細胞( neuropod)的腸道細胞，一直在研究這種細胞的關鍵作用，即連接腸道內的物質及其對大腦的影響。他認為，腸道直接與大腦對話，改變了我們的飲食行為。從長遠來看，這些發現可能會導致治療疾病的全新方法。

最初被稱為腸內分泌細胞，因為它們具有分泌激素的能力，專門的神經足細胞可以通過快速突觸連接與神經元交流，並分佈在上消化道的整個內壁。除了產生作用相對緩慢的激素信號外，Bohórquez 研究小組還發現，這些細胞還產生快速作用的神經傳導物質的信號，在幾毫秒內到達迷走神經，然後到達大腦。

Bohórquez 說，他的團隊的最新發現進一步證實，神經足是神經系統的感覺細胞，就像舌頭中的味蕾或眼睛中的視網膜視錐細胞一樣，可以幫助我們看到顏色。

“這些細胞就像能夠感知光波長的視網膜視錐細胞一樣工作，”Bohórquez 說。“它們感覺到糖和甜味劑的痕跡，然後它們釋放不同的神經傳導物質進入迷走神經的不同細胞，最終，動物知道'這是糖'或'這是甜味劑'。”

使用來自小鼠和人類細胞的實驗室培養的類器官來代表小腸和十二指腸（上腸），研究人員在一項小型實驗中發現，真正的糖會刺激單個神經足細胞釋放谷氨酸(glutamate)作為神經傳導物質。人造糖觸發了另一種神經傳導物質 ATP 的釋放。

使用一種稱為光遺傳學(optogenetics)的技術，科學家們能夠在活體小鼠的腸道中打開和關閉神經足細胞，以顯示動物對真正糖的偏好是否是由腸道信號驅動的。光遺傳學研究的關鍵使能技術是麻省理工學院科學家開發的一種新型柔性波導纖維。這種柔韌的纖維在活體動物的整個腸道中傳遞光，以觸發使神經足細胞沉睡的遺傳反應。隨著它們的神經足細胞關閉，動物不再對真正的糖表現出明顯的偏好。

“我們相信我們吃的食物是我們的直覺，”Bohórquez 說。“糖既有味道又有營養價值，腸道能夠識別兩者。”

“許多人都在與糖的渴望作鬥爭，現在我們對腸道如何感知糖有了更好的了解（以及為什麼人工甘味劑不能抑制這些渴望），”共同第一作者、前杜克大學醫學院的凱利布坎南說學生，現在是馬薩諸塞州總醫院的內科住院醫師。“我們希望針對這個迴路來治療我們每天在診所看到的疾病。”

Bohórquez 說，在未來的工作中，他將展示這些細胞如何識別其他大量營養素。“我們總是談論'直覺'，並說'相信你的直覺'，嗯，這是有道理的，”Bohórquez 說。

“我們可以從腸道改變小鼠的行為，”Bohórquez 說，這讓他對針對腸道的新療法抱有很大希望。

參考文獻:

1. Kelly L. Buchanan, Laura E. Rupprecht, M. Maya Kaelberer, Atharva Sahasrabudhe, Marguerita E. Klein, Jorge A. Villalobos, Winston W. Liu, Annabelle Yang, Justin Gelman, Seongjun Park, Polina Anikeeva, Diego V. Bohórquez. The preference for sugar over sweetener depends on a gut sensor cell. Nature Neuroscience, 2022; DOI: 10.1038/s41593-021-00982-7

先前發表的證據支持這樣一種觀點，即腸道微生物群（生活在人類腸道中的生物群落）的失衡可能是一系列神經系統疾病的根源。研究人員還發現，與健康個體相比，MS 患者的某些腸道細菌不是過多，就是過少，但尚不清楚這些微生物如何與大腦交流並影響神經退化性疾​​病的進程。

“我們的研究結果發現，MS 患者的腸道細菌會產生大量對甲酚硫酸鹽、吲哚酚硫酸鹽和 N-苯基乙酰谷氨酰胺( p-cresol-sulfate, indoxyl-sulfate and N-phenylacetylglutamine)，並將其釋放到血液中，並最終到達腦脊液，”其中之一的 Hye-Jin Park 說。該研究的主要作者和紐約市立大學研究生中心（CUNY ASRC）高級科學研究中心神經科學計劃的研究助理“一旦到達那裡，這些有毒代謝物就會浸潤大腦和脊髓，並可能破壞保護神經的髓鞘。”

在這項研究中，研究小組從紐約東北部多發性硬化症中心的志願者身上獲取了血液和腦脊液樣本。在用富馬酸二甲酯 ( dimethyl fumarate，簡稱DMF) 改善疾病治療之前和之後從患者身上採集樣本，據報導，該療法對重塑 MS 患者的腸道微生物群具有深遠的影響。分析的數據使研究人員能夠確定與健康個體相比，未接受 DMF 治療的 MS 患者中三種有毒代謝物的過多。他們還注意到用 DMF 處理後有毒代謝物減少。

“這些有毒代謝物的高濃度存在也與 MS 患者神經變性的生物標誌物有關，以及損害實驗室培養細胞神經元功能的能力，”該研究的主要作者兼助理教授 Achilles Ntranos 說。西奈山伊坎醫學院的神經科，從 MS 患者那裡收集了第二組樣本。

“這是一個令人興奮且意義重大的發現，”該研究的主要研究者、紐約市立大學 ASRC 神經科學計劃的創始主任 Patrizia Casaccia 說。“這項工作不僅加深了我們對腸腦溝通在神經退行性疾​​病進展中的作用的理解，而且還為開發新的 MS 療法提供了潛在的代謝標靶。”

鄭醫師補充:

DMF 用於治療乾癬，可作為與相關化合物 (Fumaderm) 混合的口服製劑；在英國，它是一種純口服製劑 (Skilarence)。它也可在美國作為口服製劑 (Tecfidera) 獲得，用於治療成人復發性多發性硬化症。DMF 主要活性被認為是免疫調節，導致 T 輔助細胞 (Th) 從 Th1 和 Th17 轉變為 Th2 表型。通過誘導促凋亡事件、抑制角質形成細胞增殖、減少粘附分子的表達和減少乾癬病斑塊內的發炎浸潤來減少發炎細胞因子的產生。

近幾年，關於腸道菌叢失衡與大腦退化性的疾病(不只是多發性硬化症，甚至是巴金森氏症或失智症等)的相關研究有諸多研究證實，而預防及治療若能從腸道菌叢失衡的矯正著手，會比現行的支持療法效率好上許多。期待腸腦軸的研究能幫助可能或是已經罹患神經退化及患者得到更大的預防或是改善效果。

參考文獻:

1. Achilles Ntranos, Hye-Jin Park, Maureen Wentling, Vladimir Tolstikov, Mario Amatruda, Benjamin Inbar, Seunghee Kim-Schulze, Carol Frazier, Judy Button, Michael A Kiebish, Fred Lublin, Keith Edwards, Patrizia Casaccia. Bacterial neurotoxic metabolites in multiple sclerosis cerebrospinal fluid and plasma. Brain, 2021; DOI: 10.1093/brain/awab320

現在，一個由來自法國、德國和丹麥的科學家組成的歐洲研究小組展示了常見藥物明顯影響腸道細菌的不同作用。這項研究發表在《自然》期刊上。

“各種臨床試驗已經證實，不同種類的食物可以對腸道的‘化工廠’進行正向和負向調節。我們現在採取了下一步行動，研究了 20 種不同的普通藥物與腸道菌叢多樣性和含量的關係。”腸道細菌的功能及其與慢性疾病（如心臟病、肥胖症和 2 型糖尿病）嚴重程度的關係，”哥本哈根大學諾和諾德基金會基礎代謝研究中心 (CBMR) 的 Oluf Pedersen 教授說。他是參與歐洲研究項目的丹麥研究人員團隊的負責人。

幾個驚人的發現

令人驚訝的發現之一是有證據發現，兩種常用藥物的組合——利尿劑（所謂的Loop diuretic環利尿劑）和降壓藥（所謂的 β 受體阻斷劑）——與促進健康的細菌屬 Roseburia濃度增加有關。。

這種類型的細菌能夠分解植物性食物中的膳食纖維並將其轉化為丁酸，丁酸的健康益處包括降低發炎和調節表觀基因組。那是我們 DNA 的動態表現。

如果同時服用他汀類藥物，心血管疾病患者也更有可能擁有更健康的各種腸道細菌組合，他汀類藥物是一種常見的藥物，可降低血液中有害的低密度脂蛋白膽固濃度。一個特別有趣的發現是他汀類藥物和Heart Magnyl(預防血栓抗凝血用藥)的組合與血液中有害脂肪含量較低有關。

另一方面，科學家們還發現胃酸藥物，即所謂的質子幫浦抑製劑，與腸道微生物群的不良變化有關。

“在服用此類胃酸藥物的人的結腸中，我們發現通常只存在於口腔中的細菌濃度相對較高。胃酸通常會殺死口腔中的細菌，這些細菌試圖逃逸到不屬於它們的腸道. 但當你使用這些胃酸抑製劑時，情況並非如此。我們所做的觀察很重要，因為結腸中口腔細菌的存在與患某些類型結腸癌的風險增加有關，“Oluf Pedersen 教授說.

腸道細菌種類較少(多樣性降低)與抗生素的服用有關

不出所料，研究人員發現，在過去五到十年中反複使用抗生素治療與腸道微生物組的多樣性降低有關。健康人的腸道微生物群往往多樣化，而患有肥胖、糖尿病和心血管疾病等慢性病的人的腸道微生物群種類往往較少。這種多樣性的缺乏可能會降低腸道“化學工廠”生產促進健康分子的能力。

研究項目 MetaCardis（心臟代謝疾病的整體基因組學）始於 2012 年，獲得了歐盟和歐洲研究中心的 2000 萬歐元贊助，招募丹麥、德國和法國的 2173 名試驗參與者。試驗參與者要么健康，要么患有常見的慢性疾病，如心臟動脈粥樣硬化、2 型糖尿病或肥胖症。

MetaCardis 項目背後的研究人員強調，他們只發現了常見藥物的消耗與腸道微生物組變化之間的關聯。這些結果並無法證實任何因果關係，這就是為什麼未來需要對人類和動物進行臨床干預，以探索藥物服用、腸道微生物群和慢性病發病率之間的任何潛在因果關係。

鄭醫師補充:

降胃酸的質子幫浦抑制劑及抗生素，都是臨床上常用藥物，甚至不需醫師處方也能在藥局的開架上自行購買服用，不知相關風險的大眾甚至是專業人員，長期讓患者服用相關降低腸道菌叢種類多樣性的藥物，潛藏巨大健康風險，相關資訊真的需要推廣，否則一旦傷害腸道菌叢平衡，衍生慢性疾病而難以復原，屆時悔之莫及!

參考文獻:

Sofia K. Forslund, Rima Chakaroun, Maria Zimmermann-Kogadeeva, Lajos Markó, Judith Aron-Wisnewsky, Trine Nielsen, Lucas Moitinho-Silva, Thomas S. B. Schmidt, Gwen Falony, Sara Vieira-Silva, Solia Adriouch, Renato J. Alves, Karen Assmann, Jean-Philippe Bastard, Till Birkner, Robert Caesar, Julien Chilloux, Luis Pedro Coelho, Leopold Fezeu, Nathalie Galleron, Gerard Helft, Richard Isnard, Boyang Ji, Michael Kuhn, Emmanuelle Le Chatelier, Antonis Myridakis, Lisa Olsson, Nicolas Pons, Edi Prifti, Benoit Quinquis, Hugo Roume, Joe-Elie Salem, Nataliya Sokolovska, Valentina Tremaroli, Mireia Valles-Colomer, Christian Lewinter, Nadja B. Søndertoft, Helle Krogh Pedersen, Tue H. Hansen, Chloe Amouyal, Ehm Astrid Andersson Galijatovic, Fabrizio Andreelli, Olivier Barthelemy, Jean-Paul Batisse, Eugeni Belda, Magalie Berland, Randa Bittar, Hervé Blottière, Frederic Bosquet, Rachid Boubrit, Olivier Bourron, Mickael Camus, Dominique Cassuto, Cecile Ciangura, Jean-Philippe Collet, Maria-Carlota Dao, Morad Djebbar, Angélique Doré, Line Engelbrechtsen, Soraya Fellahi, Sebastien Fromentin, Pilar Galan, Dominique Gauguier, Philippe Giral, Agnes Hartemann, Bolette Hartmann, Jens Juul Holst, Malene Hornbak, Lesley Hoyles, Jean-Sebastien Hulot, Sophie Jaqueminet, Niklas Rye Jørgensen, Hanna Julienne, Johanne Justesen, Judith Kammer, Nikolaj Krarup, Mathieu Kerneis, Jean Khemis, Ruby Kozlowski, Véronique Lejard, Florence Levenez, Lea Lucas-Martini, Robin Massey, Laura Martinez-Gili, Nicolas Maziers, Jonathan Medina-Stamminger, Gilles Montalescot, Sandrine Moute, Ana Luisa Neves, Michael Olanipekun, Laetitia Pasero Le Pavin, Christine Poitou, Francoise Pousset, Laurence Pouzoulet, Andrea Rodriguez-Martinez, Christine Rouault, Johanne Silvain, Mathilde Svendstrup, Timothy Swartz, Thierry Vanduyvenboden, Camille Vatier, Stefanie Walther, Jens Peter Gøtze, Lars Køber, Henrik Vestergaard, Torben Hansen, Jean-Daniel Zucker, Serge Hercberg, Jean-Michel Oppert, Ivica Letunic, Jens Nielsen, Fredrik Bäckhed, S. Dusko Ehrlich, Marc-Emmanuel Dumas, Jeroen Raes, Oluf Pedersen, Karine Clément, Michael Stumvoll, Peer Bork. Combinatorial, additive and dose-dependent drug–microbiome associations. Nature, 2021; DOI: 10.1038/s41586-021-04177-9

該研究由佐治亞州立大學生物醫學科學研究所、INSERM（法國）和賓夕法尼亞大學的科學家合作團隊領導。賓夕法尼亞州立大學和馬克斯普朗克研究所（德國）的研究人員也做出了重要貢獻。

羧甲基纖維素 (carboxymethylcellulose，簡稱CMC) 是一類廣泛使用的食品添加劑（稱為乳化劑）的合成成員，添加到許多加工食品中以增強質地並延長保鮮期。CMC 尚未在人體中進行過廣泛的測試，但自 1960 年代以來越來越多地用於加工食品。長期以來，人們一直認為 CMC 可以安全攝取，因為它會在糞便中排出而不會被吸收。然而，人們對通常生活在結腸中的細菌所提供的健康益處的認識越來越多，因此會與非吸收性添加劑相互作用，這導致科學家們對這一假設提出了挑戰。在小鼠身上進行的實驗發現，CMC 和其他一些乳化劑改變了腸道菌叢，導致在一系列慢性發炎條件下發生更嚴重的疾病，包括結腸炎、代謝症候群和結腸癌。

該團隊在健康志願者中進行了一項隨機對照餵食研究。住在研究地點的參與者食用無添加劑的飲食或補充有羧甲基纖維素 (CMC) 的相同飲食。由於 CMC 在小鼠中引發的疾病需要數年時間才能在人類中出現，因此研究人員將重點放在腸道細菌和代謝物上。他們發現 CMC 的攝取改變了結腸中細菌的構成，減少了選擇的物種(多樣性降低)。此外，來自接受 CMC 治療的參與者的糞便樣本顯示出被認為通常維持健康結腸的有益代謝物的明顯減少。

最後，研究人員在研究開始和結束時對受試者進行了結腸鏡檢查，並注意到一部分食用 CMC 的受試者表現出腸道細菌侵入粘液，此前已觀察到這是發炎症性腸道疾病和 2 型糖尿病的一個特徵. 因此，雖然在這兩週的研究中食用 CMC 本身並沒有導致任何疾病，但總的來說，結果支持動物研究的結論，即長期食用這種添加劑可能會促進慢性發炎疾病。因此，有必要對這種添加劑進行進一步的研究。

該論文的資深作者之一、佐治亞州立大學的 Andrew Gewirtz 博士說：“它肯定反駁了用來證明缺乏對添加劑的臨床研究的理由的‘它只是通過’的論點。” 除了支持進一步研究羧甲基纖維素的必要性之外，該研究還“提供了一個總體藍圖，可以以良好控制的方式仔細測試人體中的單個食品添加劑，”賓夕法尼亞大學的共同資深作者 James Lewis 博士說。

主要作者、法國巴黎大學 INSERM 研究主任 Benoit Chassaing 博士指出，此類研究需要足夠大，以解決高度的學科異質性。“事實上，我們的結果發現，對 CMC 和可能的其他食品添加劑的反應是高度個性化的，我們現在正在設計方法來預測哪些人可能對特定食物添加劑敏感，”Chassaing 說。

這項研究由美國國立衛生研究院、歐洲研究委員會、馬克斯普朗克學會、INSERM 和肯尼思雷寧基金會資助。

參考文獻:

1. Benoit Chassaing, Charlene Compher, Brittaney Bonhomme, Qing Liu, Yuan Tian, William Walters, Lisa Nessel, Clara Delaroque, Fuhua Hao, Victoria Gershuni, Lillian Chau, Josephine Ni, Meenakshi Bewtra, Lindsey Albenberg, Alexis Bretin, Liam McKeever, Ruth E. Ley, Andrew D. Patterson, Gary D. Wu, Andrew T. Gewirtz, James D. Lewis. Randomized controlled-feeding study of dietary emulsifier carboxymethylcellulose reveals detrimental impacts on the gut microbiota and metabolome. Gastroenterology, 2021; DOI: 10.1053/j.gastro.2021.11.006