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小狗的力量:丰富家庭的肠道菌群
发表时间:2018-03-14 04:13:5002:39   来源:本站    点击:3286890

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原标题:小狗的力量:丰富家庭的肠道菌群

本文由《Nature 自然科研》授权转载,

原文作者/ Sujata Gupta

“脏兮兮”的环境在过去是让人厌恶的,然而如今却被认为能够丰富小宝宝身上的微生物,从而降低多种疾病的风险,例如肥胖和哮喘。并且,人类最好的朋友在这点上似乎可以帮助我们。

20年的研究表明,家里养狗的孩子比家里不养狗的孩子发生哮喘的几率要低。很多学者将这一发现归因于“卫生假设”,即早年适当接触不洁环境能够降低长大后发生过敏性疾病的概率。虽然并没有坚实的数据基础支持养狗和免疫稳态之间的关系,但这一尚未被证明的假设仍然非常具有吸引力。

 

家里养狗的孩子与不养狗的孩子相比,成年之后发生过敏性疾病的概率明显更低。

igorr1/Getty

“可能养狗的妈妈本身更加健康或者更乐意采取母乳喂养的方式,”加拿大艾伯塔大学儿童流行病学家Anita Kozyrskyj表示,“这也可能是生活方式的关系。”

Kozyrskyj自2013年开始试图研究养狗和免疫稳态背后的关系。Kozyrskyj团队对24个4月大婴儿的粪便标本(收集于2008-2009年间)中的微生物进行了分析。这些婴儿均被纳入加拿大健康婴儿纵向发展(CHILD)队列研究,其中15个婴儿家里至少有一只狗或猫。

研究人员根据粪便样本分析发现,家里养有猫或狗的婴儿和家里不养宠物的婴儿相比,前者肠道菌群更为丰富。倘若放在10年之前,Kozyrskyj的结果可能会引起争议,因为当时微生物作为细菌的同义词,是大家避之不及的。医生甚至会建议有过敏家族史的怀孕夫妇放弃家庭宠物。

但是Kozyrskyj表示,如今免疫系统的发育和肠道菌群关系密切已是众所周知的,所谓肠道菌群就是自然存在于肠道中的微生物。狗毛中可能存在微生物,狗爪亦可能从室外带入微生物,这意味着家里不养宠物的婴儿与微生物接触机会较少,他们的免疫系统会因此认为这些微生物是需要被攻击和清除的。

与微生物接触较少这一问题在发达国家尤为严重,因为这里的民众大部分时间都待在室内。针对这一问题,研究人员提出狗可能是比较安全的适当“污染”环境的方法之一。

但是目前下结论为时尚早。Kozyrskyj的研究规模太小,无法得到具有说服力的结论。Rob Knight是一名微生物学家,也是加州大学圣迭戈分校微生物创新中心的主任。他指出目前缺乏干预试验明确证明“如果养狗就能提升孩子健康”这一结论。但是已有不同的证据指向这一结论。

“卫生假设”及“老朋友假设”

近几十年来,发达国家过敏性及自身免疫性疾病的发生率不断升高。伦敦大学圣乔治医学院流行病学家David Strachan在1989年发现,兄弟姐妹较多的儿童花粉热的发生率低于兄弟姐妹较少的儿童。他因此提出了“卫生假设”,即随着个人卫生标准的提高而产生的更加清洁的环境可能是过敏性疾病发病率升高的原因之一

此后很多研究人员证明适当接触脏东西,无论是通过兄弟姐妹还是在农场长大,抑或是生活在发展中国家,都可能减轻甚至预防过敏性疾病的发生。例如,2015年在数十年观察的基础上,研究人员量化了养狗能够减低的儿童哮喘发生概率。他们梳理了2001年-2010年间在瑞典出生的一百多万的儿童数据。在其中约275,000名学龄儿童中,研究人员发现养狗家庭的孩子发生哮喘的风险比不养狗家庭的孩子低13%。

“老朋友假设”是对“卫生假设”的进一步改良和提炼,从这个角度看,宠物能够丰富人类接触的微生物这一说法更说得通。所谓“老朋友假设”,是说人类长期与家畜共同演化,导致人类长久以来依靠动物所携带的微生物维持健康,甚至说借此生存也不为过。因此,失去和“老朋友”的接触可能打破长期演化过程中达成的平衡。

研究人员认为,我们长期与犬类关系密切意味着人类和狗身上的微生物也可能协同演化。无论是一个在不养狗的家庭中成长起来的孩子,还是一只未接触过人类的狗,他们身上的微生物在某种程度上来说是不完整的。“现今人类的祖先可能生活在带狗打猎的部落。”芝加哥大学微生物中心主任Jack Gilbert说。

以狗作为媒介的微生物改变

要弄清楚狗身上的微生物如何有益于人类非常困难。在疾病状态下,狗和人类一次简单的接触就能够造成病原菌的传播,使另一方染病。而长期的非病原菌的相互传播尚未研究清楚,但它可能比以往所认为的更加普遍

Knight及其团队比较了60个家庭里159个人和36条狗的皮肤、舌头及肠道内的微生物,发现养狗家庭的成员之间皮肤菌群较不养狗的家庭更为相似,换句话说,狗可能充当着微生物传递的媒介

同时,Gilbert在研究搬家后家庭微生物变化的时候偶然也有了类似的发现。他和他的团队招募了7个家庭,其中有3个即将搬家,他们在受试家里及家庭成员身上采集标本。Gilbert回忆说“当我们走进其中一户受试家庭的时候,我们发现了3只狗。” Gilbert立刻意识到狗很有可能对整个家庭的微生物组成有影响,于是他告诉团队要对狗也进行采样。在另一个家庭里,他们还发现了一只猫。

Gilbert在追溯细菌在动物(包括人和宠物)及家庭物件表面之间迁移的时候,得到了和Knight类似的发现,在养狗的家庭里,狗在人与人之间的微生物传播迁移中发挥了核心作用。(Gilbert还发现,搬家之后,家庭成员可能将特定特征的微生物组成带到新的住处。)但是这种持续的微生物迁移对健康可能造成的影响尚不清晰。

年龄窗口

以狗为媒介的微生物传播是否会对人类身上的微生物群产生持续影响仍不明确。Knight的试验仅对受试对象进行了一次采样;Gilbert的研究仅对受试人群进行了为期6周的追踪,因而Knight和Gilbert发现的人狗之间的微生物传播可能只是暂时的。Knight表示他曾试图对研究对象进行后续研究,但很多参与人员已经离婚或者宠物已经死亡。

在去年11月的动物福利管理协会年会上,有研究对狗身上的微生物对成人微生物群是否有影响产生质疑。20名年龄在50-80岁之间的成年人在试验之初提供了血液、皮肤、唾液及粪便标本,随后他们暂时性地照顾当地人道主义协会提供的狗。在接下来的三个月里,受试者每月重新进行一次采样。(在研究结束时受试者可以选择领养他们照顾的狗。)

尽管这些受试者在实验过程中情绪得到了极大改善——他们体内的炎症性细胞因子明显降低,这些因子可能与抑郁、痴呆、糖尿病、肿瘤及心血管疾病的发生有关,但受试者身上的微生物群并无改变。“狗无疑影响了受试者的情绪和免疫系统,但并不是通过微生物传播的方式。”项目负责人Charles Raison说。他目前是威斯康星大学麦迪逊分校的一名精神病学家。

Raison认为他们的试验结果表明,与狗(或其它“不洁”环境)接触仅对特定年龄阶段的人群有效。这与另外几项研究结论相符,即人类肠道菌群在幼年阶段基本确定。“一种可能的解释是宠物狗对儿童有保护作用,尤其是年龄较小的儿童,因为儿童身上的微生物群尚在形成中。”Raison说,“而对于年龄较大的人群,他们身上的微生物体系已经定了。”

Kozyrskyj团队将试验对象的人数从24名扩大到746名,其中大约有一半的婴儿家中养有宠物。她的团队随后比较了婴儿的肠道菌群差异。

和之前一样,Kozyrskyj发现同样是3个月大的婴儿,家里养有宠物的婴儿较之家里没有宠物的婴儿肠道菌群更加丰富。此外,她的团队现在能够证明,在养有宠物的家庭(其中70%的宠物是狗)中,婴儿肠道内瘤胃菌颤螺菌明显增加。它们都属于厚壁菌,瘤胃菌能够降低过敏性疾病的发生率,而颤螺菌与消瘦相关。

接触宠物能够降低成年之后过敏性疾病和肥胖的发生率。” Hein Min Tun说。他是阿尔伯塔大学的一名兽医,同时也是一名微生物流行病学家。在去年11月在德克萨斯州休斯顿召开的国际人类微生物联合大会上,他代表他的团队对试验结果进行了汇报。

未来研究方向

Knight的“美国肠道计划”(American Gut Project)可能能够在一定程度上揭示人与狗的微生物之间交互作用背后的机制。在这个公民科学项目中,人们付费让研究人员对他们的肠道菌群进行分析。如果再额外付一点费用,还能让研究人员对宠物的肠道菌群进行测序,无论是狗、蛇还是凤头鹦鹉,都可以。

Knight使用超过10000个人类标本和几十只狗的标本来分析影响微生物的几百种因素。分析过程仍在进行中,但Knight表示他们有了一项关键发现——养狗的人身上的微生物种类似乎更加丰富,虽然其它因素,例如抗生素的使用饮食等,在丰富微生物种类上可能发挥了比狗更大的作用。

微生物测序成本正在逐渐下降,Knight希望能够将这些发现应用于医学治疗中。例如,因为超重的人群养的宠物狗一般也比较重,因此让狗节食理论上能够把“减重”微生物传递给它们的主人。

又或者,未来可能可以分离出狗身上那些对人类有益的微生物,并在此基础上生产药物,使人们不需要养狗也能享受到这些微生物的好处。Knight提出了各种可能性。“能不能通过药物获得狗身上的有益微生物?或者使用喷雾?或者是像类似空气清新剂的装置,不仅释放化学物质,还释放微生物?”或许未来的某一天,吸入宠物狗的气味会成为我们变得更健康更苗条的一种重要方式。?

Nature|doi:10.1038/543S48a

原文以Microbiome: Puppy power 为标题

发布在2017 年3 月29 日的《自然》OUTLOOK 上

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