肠道菌与免疫系统有关联,与多种癌症发生有所链接

旧时代的卫生观念普遍认为细菌是坏东西,是造成许多疾病的祸首,肺结核、败血症及脑膜炎等都是病菌所致。但现在我们已知道有许多益生菌对维持身体的健康也十分重要。经过亿万年的演化,肠道菌(Gut microbiota)早已与肠道内的肠道细胞及免疫细胞发展出紧密的互利共生(mutualism)关系:它们可帮助食物消化、影响人体新陈代谢、调节免疫系统,对维持肠道的完整也很重要。

肠道菌可弥补人类基因的不足

据估计,人体存在的微生物和病毒总数量高达100 万亿以上,约是人体细胞数的10 倍,其中大部分在肠道。这些微生物表现的基因种类总数超过人类基因 100 倍,有许多是帮助消化多糖类、碳水化合物的酵素,弥补了人类基因的不足。此外,它们还能帮助清除肠道内有毒物质及产生维生素 B、K 等对健康有益的物质,供人体吸收利用。

肠道菌与免疫力的关系

肠道菌对人体的发炎反应及免疫力具有重要的影响力。人体70% 免疫细胞位于肠道(注1),同在此处为数众多的肠道菌可以通过其表面的分子与人体的免疫细胞进行“沟通”,当坏菌过多时会导致免疫系统的混乱而引起过敏与自体免疫。坏菌还会分泌许多毒素而引起肠道发炎、肠黏膜受损等。

肠道菌与癌症

癌症之所以会发生,除了正常细胞癌化而能无限制地生长,免疫系统未能发挥正常作用将癌细胞消灭则是另外一个重要因素。由于肠道菌会影响人体免疫力的好坏,因此有可能会改变免疫系统对抗癌症的能力。近来陆续有研究指出,肠道菌对于多种癌症,如大肠癌、肝癌、乳癌以及肺癌等之产生可能有关系,甚至会影响化疗、放射性治疗以及免疫治疗的效果。因此科学家开始思考如何改善病患的肠道菌组成,用以减轻癌症的病情并增进病患的生活品质。

肝癌

2018 年一篇刊登于《科学》期刊的研究论文,科学家给给有肝癌的小鼠抗生素药物,用来消灭肠道坏菌后,实验小鼠肝脏内的“自然杀手细胞”数量会增加,进而使肝肿瘤变小变少。团队进一步发现胆汁酸能刺激肝脏内的细胞分泌促进自然杀手细胞活化的因素(CXCL16),但是肠道坏菌“梭状芽胞杆菌”(Clostridium scindens)则会将肝脏分泌的胆汁酸分解掉,阻碍自然杀手细胞的活化而助长肝肿瘤生长。

肺癌

今年则有刊登于知名期刊《细胞》的论文报导,指出肺脏内的微生物与肺癌有某种关联性:患肺癌的小鼠肺脏微生物数量会变多,但种类减少;当以抗生素消灭患肺癌小鼠体内的坏菌后,肺脏肿瘤的生长速度明显减缓;将晚期肺癌小鼠肺部分离出来的细菌接种至初期肺癌小鼠体内,则会加速肿瘤生长。

乳癌

已知体内雌激素浓度升高会增加乳癌发生风险。通常过多雌激素会被肝脏代谢为“醛糖酸─雌激素结合物”(estrogen glucuronide)再经由肠胃道排出体外。然而肠道菌也会影响体内雌激素水准,因为它们许多是具“葡萄糖醛酸苷酶”(β-glucuronidase)等酵素,通常肠道坏菌较多时,会有较多葡萄糖醛酸苷酶,能将欲排出体外的醛糖酸─雌激素结合物分解成雌激素,使其再被肠道吸收进入体内。

大肠癌

肠道菌就生长在肠道,可想而知它们对大肠癌的影响应该更直接。大肠杆菌(Escherichia coli)和脆弱拟杆菌(Bacteroides fragilis)是肠内常见的微生物,当肠道健康时它们对肠道健康并不会造成威胁。而去年刊登于《科学》的研究论文示,当肠道黏膜不足时,这些细菌能紧贴着肠道壁大量繁殖,分泌的毒素会破坏肠道细胞的 DNA 并引起肠道发炎。在这两种细菌的​​共同作用之下,会使肠道出现异常增生(瘜肉)最后演变成为致命的癌症。

肠道好菌如何帮助防癌

人体内丰富的微生物菌组成能通过不同的面相来预防疾病、癌症的发生:一方面,它们与病原菌的竞争关系可减少体内病原菌的数量,并降低它们攻击人体的机会;另一方面,肠道好菌将食物代谢成许多生物活性成分,有的会抑制癌细胞的生长(注2),有些能活化免疫力。

饮食影响肠道菌组成

胎儿刚出生时肠道菌的种类较少,约是100 种,随着发孵化长种类越来越多组成更复杂,成年时种类达1,000 种。但肠道菌的组成种类和数量会因饮食、生活习惯、年龄、服用抗生素、生活压力和疾病等因素改变,进而影响人体的健康与疾病产生。

饮食习惯如何影响肠道菌的组成?以小鼠进行的实验显示,高糖低纤的饮食会导致小鼠的肠道微生物组成较为贫乏;若之后采取高纤饮食,可以使肠道菌的组成丰富度提高,但已无法达到始终采取高纤饮食的小鼠之水准。

而美国威克森林大学医学中心(Wake Forest Baptist Medical Center)研究团队以灵长类动物进行实验,摄取地中海饮食如鱼油、橄榄油、鱼肉、小麦粉、水果等,实验动物肠道菌多样性较高,且如乳酸菌等好菌明显著较多。摄取西式饮食,如猪油、牛油、奶油、蛋、玉米糖浆等实验动物,肠道好菌则较少。

结语

多数癌症发生是长期不良生活习惯造成的,虽然已有研究显示,补充肠道好菌能帮助降低癌症风险,但更重要的还是要采取健康的饮食、养成固定的运动习惯、睡眠也要充足,并且保持正面情绪,如此对癌症才更全面防范。

肠道菌还会影响神经的功能以及人的情绪,并且与阿兹海默症、帕金森氏症、忧郁症、自闭症,甚至是心血管疾病等有关。有论点认为只要改善肠道菌也有机会预防这些身心的疾病,并且是科学家积极研究的领域。

十多年前,美国斯坦福大学的大卫瑞尔门(David Relman)教授指出:“肠道菌是人体的必要器官(essential organ),它供给我们养分、调控肠道的发展、引导免疫系统的发育,但人们对它的认识却是如此不足。”然而随着研究技术的进展,科学家渐渐掌握了什么样的肠道菌组成及何种肠道菌的代谢产物对人体健康较有益处。也许有一天这些知识都能融入正式医疗检验及治疗,而不仅止于养生保健食品。

注 1:肠道为什么驻守这么多的免疫细胞呢?所谓病从口入,我们每天吃进肚子里的食物难保没有掺杂病原菌,而且这些病菌长驱直入进入人体,肠道又没有皮肤的阻隔,因此身体必须布署免疫重兵于此严加戒备。 注 2:膳食纤维经过肠道好菌的作用后所产生的代谢物(丁酸,butyrate)有可能具有抑制癌细胞的活性。

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