糖尿病康復之路

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腸道健康不僅受細菌影響,還與病毒有關,維持平衡最重要

儘管「好」病毒在人類健康中的作用仍然相對神秘,但我們正在逐步闡明病毒訪客的重要性,在此特殊功能中,我們介紹一下微生物組的一個被忽略的部分-病毒體。細菌與病毒的健康作用細菌和我們的微生物組在健康和疾病中的作用是醫學研究的前沿。

2020-01-08 13:29 / 15人閱讀過此篇文章  

儘管「好」病毒在人類健康中的作用仍然相對神秘,但我們正在逐步闡明病毒訪客的重要性,在此特殊功能中,我們介紹一下微生物組的一個被忽略的部分-病毒體。

細菌與病毒的健康作用

細菌和我們的微生物組在健康和疾病中的作用是醫學研究的前沿。

要回答最近發現的許多問題,我們還有很長的路要走,但是現在已經確定,沒有我們個人的「友好」微生物(我們的微生物組),我們將無法健康發展。

但是,醫學科學並非束手無策。它的眼睛總是盯著地平線,用力描寫遠處隱藏的事物的形狀。

當我們努力消除細菌與健康之間幾乎難以忍受的複雜相互作用時,下一個挑戰已經迫在眉睫:病毒的作用。

什麼是病毒?

當我們聽到「微生物組」一詞時,我們會立即想到細菌,但是從技術上講,微生物組是特定環境中所有微生物的總和。一些科學家使用該術語來指代這些微生物的遺傳物質之和。

因此,除細菌外,微生物組還包括病毒(病毒)和真菌(真菌組)等。迄今為止,科學家對病毒或真菌組的關注相對較少。

病毒已經在人體的一系列生態環境中占據了自己的位置,尤其是在粘膜表面(例如,口鼻內部和腸壁)上。

在此功能中,我們將專注於腸道病毒,因為它容納了最多的病毒感染者,並且被研究最多。

當然,病毒以引起天花、肝炎、愛滋病毒和狂犬病等疾病而聞名。由於與病毒性疾病相關的緊迫性,這一方面已經占據了研究人員大部分時間。但是,許多病毒對人類細胞沒有絲毫興趣。

噬菌體介紹

科學家認為病毒是「微生物組中最大、最多樣化和最具活力的部分」,而我們腸道中的大多數病毒都是噬菌體。哪裡有細菌,哪裡就有很多噬菌體。

正如其他研究人員所解釋的:「噬菌體是地球上最豐富的生命形式,幾乎無處不在。[...]一些淡水每毫升可能含有多達100億個。」

噬菌體感染細菌,控制其細胞機制,並利用其複製其遺傳物質。

現在已經很清楚腸道細菌會影響健康和疾病,因此感染腸道細菌的病毒也可能會產生重大影響也就不足為奇了。

噬菌體療法

從1920年代到1950年代,科學家研究了噬菌體是否可用於治療細菌感染。畢竟,這些病毒擅長破壞人類病原體。
科學家發現,噬菌體療法既有效又重要,而且沒有副作用。

當抗生素被發現,噬菌體治療退燒,它可以相對輕鬆地生產抗生素,並且它們可以殺死各種各樣的細菌。

但是,隨著當今的高科技能力和令人擔憂的抗生素耐藥性背景,對噬菌體療法的興趣可能會重新流行。

使噬菌體療法具有吸引力的因素之一是其特異性。通常,抗生素會消滅各種各樣的細菌。現在,我們知道「好」細菌存在於腸道中,但是很明顯,這不是理想的細菌。

同時,噬菌體僅針對同一細菌物種內的一小部分菌株。

另外,它們僅在目標細菌位於本地區域時才能複製。綜上所述,這意味著它們僅攻擊所需的細菌,並且它們會繼續複製直到消滅感染為止。

人類一生的朋友

噬菌體在早期就加入了人類的旅程。一項研究檢查了胎糞-新生兒的第一便便-沒有發現病毒的證據。

然而,僅在出生後1周,每克嬰兒的糞便中就含有約1億個病毒顆粒,其中大部分是噬菌體,我們的病毒確實是一生的伴侶。

每個人都有不同的噬菌體選擇,這些噬菌體統稱為噬菌體。飲食基本相同的人有更多相似之處,但總的來說,每個人的噬菌體差異很大。

從共生到營養不良

如上所述,噬菌體會破壞細菌。但是,在某些情況下,噬菌體可以使細菌種群受益。
在腸道中,噬菌體主要以噬菌體的形式存在。在這一階段,他們的遺傳密碼被整合到細菌的基因組中,如果被激活就可以產生噬菌體。

在生命的這一點上,噬菌體對細菌無害-它們以共生的形式存在。

因為細菌可以互相交換遺傳物質,所以噬菌體的遺傳密碼也可以在單個細菌之間轉移。

他們可以交換 「與不同細菌物種之間的抗生素抗性、毒力或代謝途徑相關的基因」。這可能會使某些細菌受益,從而可能擴大它們的生態位。但是,這種生長可能會損害腸道中其他細菌菌落。

「噬菌體與其宿主細菌共生,而這些細菌也與我們的身體共生。因此,噬菌體可以間接給宿主(如人類)這樣的多細胞生物體帶來好處,超出了宿主細菌細胞所能立即經歷的範圍。」

一旦觸發了噬菌體變得活躍(例如,在壓力時期或宿主細菌處於危險之中),它們就會引起腸道微生物群落的廣泛變化。

從無害的噬菌體到所謂的裂解噬菌體的轉變可以消滅細菌群落,可能為「壞」細菌提供一定的呼吸空間,並使它們充滿空隙。
這被稱為腸道環境不良,並可能導致生物失調(微生物失衡)。

從營養不良到診斷

營養不良與一系列疾病相關,包括糖尿病、炎症性腸病、慢性疲勞綜合症、肥胖症、艱難梭菌(C. diff)感染和結腸炎。但是,研究人員仍不確定噬菌體在這些情況下的作用。

在這些情況下,營養不良可能通過其他機制發生。或者,這可能是情況的徵兆,而不是原因。

研究人員已經觀察到腸道細菌在多種疾病中的變化,包括2型糖尿病、精神分裂症、抑鬱症、焦慮症、帕金森氏病等。

由於噬菌體數量超過我們腸道中的細菌,並依靠它們複製,因此它們必須受到任何波動的影響或參與其中。

噬菌體可能不會推動腸道的改變-必須添加的改變可能不會推動疾病的發展。取而代之的是,噬菌體種群可能只是被腸道細菌的變化被動地改變了。

噬菌體群落的潮起潮落對健康和疾病是否重要很重要,這將有待調查。但是,即使不是疾病病理學中的關鍵因素,發現這些波動也可能會帶來其他好處。

例如,有可能使用病毒體作為診斷標記。例如,科學家已經確定了炎症性腸病患者腸道病毒的疾病特異性變化,這是眾所周知難以診斷的疾病。

病毒帶來的麻煩

研究細菌絕非易事,畢竟,它們很小。細菌的直徑通常為0.4-10微米。提供一些背景信息:10微米僅是毫米的百分之一或四十分之一英寸。

但是,病毒甚至更小,直徑僅為0.02-0.4微米。

除了在如此小規模的工作中固有的困難之外,病毒還帶來了其他挑戰。

如果科學家想了解任何給定種群中存在哪些細菌種類,他們將提取遺傳信息。

由此,他們隔離了特定的代碼段,並將其與現有資料庫匹配;最常見的是,他們使用16S rRNA基因。這個特定的基因幾乎可以在所有細菌物種中找到,並且在進化過程中,它相對保持不變。

但是,16S RNA的某些區域被認為是高變的,這些區域之間的差異使研究人員能夠識別物種。

另一方面,病毒在物種之間不共享任何等效基因。直到最近,這幾乎使研究病毒體成為不可能,但是下一代測序的進展正在慢慢消除障礙。

在現階段,病毒在人類健康中的作用遠不及其在疾病中的作用。

話雖如此,病毒也很可能在維持健康的身體中扮演重要角色。只有隨著研究技術的進步,它們的全部影響才能被理解。

鑒於對抗生素耐藥性的緊迫關注,也許人們對噬菌體重新產生興趣,將有更多的時間投入到醫學這一神秘的元素上。

儘管如此,了解我們微生物組各組成部分之間的相互作用仍將是來之不易的信息。如一篇論文所述:

「腸道微生物組的組成在生命的各個階段甚至在同一天的不同時間內都是不同的。」

這肯定是一場漫長的戰鬥,但是如果在沒有完全清楚以前,通過調整腸道自己內環境,也是可以改善腸道菌群平衡,維持良好的腸道功能,減少炎症的。

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