第97期
出刊日:2022-01-12
返回上一層腸道菌 如何影響肝臟與全身健康?
人體腸道內有上百兆隻細菌,許多人從小喝過的養樂多,內含的乳酸菌就是腸道菌的一種,只是過去對於這些腸道菌的種類、角色與功能還不十分清楚,但隨著近年來相關研究的進展,對於腸道菌已有更多的了解;「去吃屎」原本是句罵人的話,但在醫學上,糞便經過處理,也搖身一變成為治病的妙招!
諮詢/吳俊穎(國立陽明交通大學醫學院副院長、台灣微菌聯盟理事長)
撰稿/張靜慧、黃靜宜
諮詢/吳俊穎(國立陽明交通大學醫學院副院長、台灣微菌聯盟理事長)
撰稿/張靜慧、黃靜宜
由於腸道菌包括細菌、病毒、真菌、黴菌、古菌及其基因、代謝物等等,不只是細菌,故醫界已將腸道菌正名為腸道微菌叢(microbiota)。微菌叢是近年醫學與生物科技領域中備受矚目的研究議題,也被列為未來30年非常重要的新興科技,甚至可能顛覆許多既有的醫學觀念;而微菌叢相關研究之所以能有如此大幅的進展,主要跟基因定序技術的進步有關。
基因定序技術突破 解謎微菌叢
西元2000年,科學家開始做人類2萬5千個基因的定序,24個國家合作、花了快10年才完成。隨著技術成熟,現在每2、3年,基因定序的速度就快1倍,做大規模而快速的基因定序已非難事。有了這個工具,微菌叢的相關研究也因此一飛沖天,快速發展,因此發現了很多過去未知的腸道菌。每個人身上只有2萬5千個基因,但微菌叢的基因多達300萬個,也就是說,人類身上的基因數大約只有1%是人類自己的,99%屬於微菌叢的基因。
疾病的發生
微菌叢的影響遠比基因來得大
從另一個角度思考,從20到21世紀的一百年間,各種疾病大規模增加,但因人類演化僅經過3、4個世代,不太可能出現巨大的改變而導致此一現象。過去常將疾病歸因於工業化、都市化改變了人們的生活及飲食型態,但恐怕這只是間接的關係,比較可能是生活及飲食型態會直接影響腸道微菌叢。對微菌叢而言,百年間已經歷數百萬甚至千萬個世代,這比較能解釋人類疾病的樣態百年來重大的改變。
此外,透過基因定序解碼,近年相關研究陸續有定論:人類基因對疾病的影響僅佔約10%,另外90%很難用人類基因來解釋。過去常用「體質」、「環境」等風險因子來解釋疾病,但其實這些因素都會影響微菌叢,因此可以推斷9成影響疾病發生的因素跟微菌叢有關。以微菌叢基因的數量是人類基因數的100倍來看,影響9成的疾病應不為過。
微菌叢與肝臟健康關係密切
已有許多研究發現微菌叢在全身各種疾病中均扮演一定的角色,當這層神秘面紗逐漸揭開,也許藉由調整微菌叢,就能改善甚至治癒某些疾病。而在肝臟方面,也有許多重要的發現,包括:
已有許多研究發現微菌叢在全身各種疾病中均扮演一定的角色,當這層神秘面紗逐漸揭開,也許藉由調整微菌叢,就能改善甚至治癒某些疾病。而在肝臟方面,也有許多重要的發現,包括:
1、與B、C肝病毒清除有關
腸道微菌叢比較健康的族群,如果罹患B型或C型肝炎接受治療,將病毒清除的機率較高;相反的,腸道微菌叢較不健康者,病毒被清除的機率較低。
腸道微菌叢比較健康的族群,如果罹患B型或C型肝炎接受治療,將病毒清除的機率較高;相反的,腸道微菌叢較不健康者,病毒被清除的機率較低。
2、肝病患者的微菌叢與健康者不同
研究發現,B型肝炎、肝硬化及肝癌患者,其身上的腸道微菌叢菌相,與健康者不同。
3、微菌叢可預測甚至改善肝硬化患者預後
從肝硬化患者微菌叢的組成,可以預測患者的預後,比如會不會比較容易發生併發症、能否恢復健康或病情可能會惡化等。
已有研究發現,將健康者的微菌叢植入肝硬化患者的腸道,可以減少肝硬化患者產生併發症,尤其是感染併發症,但能否直接改善肝硬化仍未知。
4、微菌叢與肝癌生長有關
肝癌患者有很多特殊的微菌叢,把這些特殊微菌叢取出餵給老鼠,老鼠的肝臟腫瘤會變大,說明微菌叢與肝癌的生長有一定關聯。
實驗模式是,讓老鼠罹患肝腫瘤,再分別餵食健康人的糞便和肝癌患者的糞便,發現某些腸道菌跟肝癌的發生有關;若餵給老鼠更多這些特殊菌,老鼠的肝腫瘤長愈大,代表這些菌會促成肝腫瘤生長。
5、脂肪肝與腸道微菌叢關係密切
有一類脂肪肝是飲酒過量造成的酒精性脂肪肝,但是有些酒精性脂肪肝患者並沒有喝酒,研究發現,有些人身上帶有「酒精自釀菌」,這種細菌會把糖分解、代謝為酒精。也就是說,這些人並沒有喝酒,只是吃了荔枝等含糖量較高的食物,身體就產生了酒精,有喝醉酒的感覺。以前對這樣的人只是簡單解釋為體質因素,後來找到是因為「酒精自釀菌」的關係。
而研究也發現,酒精性脂肪肝患者身上有酒精自釀菌的比例較高,且在血液、糞便中也可測到酒精,但其酒精濃度不至於到會超出酒測標準的程度。
有趣的是,如果請他們減重,他們身上的酒精自釀菌數目就會減少,測到的酒精濃度也下降。所以,無論是否身上帶有酒精自釀菌,改善脂肪肝最好的方式仍舊是「減重」。
6、腸道黏膜遭細菌突破 肝臟首當其衝
那麼,微菌叢是如何影響肝臟健康?腸道黏膜是人體與微菌叢產生交互作用的第一線,微菌叢一旦改變,最先影響腸道黏膜,包括發炎反應、免疫反應,甚至腸道黏膜細胞的組成都會改變。
而肝臟的門脈系統負責收集經腸道吸收的營養,輸送入肝臟,也就是說,食物經腸胃消化、吸收後,第一個接觸到的器官就是肝臟。
腸道黏膜很緊密,一般來說細菌難以穿透,但如果常喝酒、腸道黏膜慢性發炎或者罹患肝硬化,造成腸漏(即腸道黏膜出現破口),微菌及微菌的代謝物就容易進入門脈系統的循環,而第一站便是肝臟。可以說微菌叢最直接影響的器官是腸胃道,其次就是肝臟。
微菌叢不平衡 癌症風險增加
探討癌症為何發生時,微菌叢的角色也愈來愈被重視。有些腫瘤的生成是透過慢性感染造成慢性發炎,再引發腫瘤;例如B、C型肝炎病毒造成慢性感染及發炎,最終導致肝癌,是典型的肝病三部曲;或是幽門螺旋桿菌造成慢性胃炎,接著出現胃癌前期病灶,最後變成胃癌。
不過,B、C型肝炎病毒或幽門螺旋桿菌這類特定病原體已愈來愈難找到。在發炎的過程中,免疫系統的角色很重要,而微菌叢所在的腸胃道黏膜又是人體最大的免疫組織。近年來發現,如果微菌叢處在不平衡的狀態,也會導致慢性發炎,使罹患癌症的風險增加。
微菌叢健康否?已有檢測方式
微菌叢既然如此重要,我們如何得知自己的微菌叢是否處於平衡狀態?或是健康與否?
目前有些檢驗單位已經提供自費檢測微菌叢的項目,想知道自己的微菌叢情形如何,可以留糞便做基因定序,300萬個微菌基因全部都可以定序出來,並可分析微菌叢的組成、種類、表現量、豐富度及功能等。而評估微菌叢是否「健康」,通常是與其他對照組比較,比如與健檢結果都很正常者的微菌叢比較,或是某些疾病者的微菌叢比較,藉此試算或評估未來罹患高血壓、糖尿病、癌症及失智症等疾病的風險高低。
檢驗完成後會得到一份報告, 如果依照檢測報告的建議,改變飲食及生活型態,6∼12個月後再次檢測,會發現可能致病的菌相已改變了。
目前雖然也可以透過基因檢測來了解罹患某些疾病的風險,但基因無法改變,所以嚴格來說意義不大;相較下,以微菌叢檢測來預知疾病風險就比較有意義,因為微菌叢可以透過飲食、運動、服用益生質(Prebiotics,可讓腸道菌長得比較好的物質)來改變。預測疾病之外,還要能夠「預防」,這樣的檢測才較有意義,否則恐怕只是增加不必要的焦慮而已。
5大原因影響微菌叢菌相
當然也不一定要檢測,平時把握一些原則,就能讓微菌叢處於健康狀態。腸道微菌叢其實就像是一座原始森林,陽光、空氣、水都是它的養分,都會影響它的生長,缺一不可。影響微菌叢菌相的因素非常多,有些是先天的,有些可以後天調整,例如多採取健康飲食、少用不必要的抗生素等,有助微菌叢健康。
以下列出會影響微菌叢菌相的因素:
1、基因
《Nature》(自然)期刊曾有一篇重要研究,有一種基因轉殖鼠ob/ob鼠,因為某個重要基因被轉殖,一出生就胖。研究發現這些老鼠糞便裡的微菌叢跟其他老鼠是不一樣的,這些微菌會幫忙老鼠吸收更多能量使他們更胖。
又如,有一種老鼠把某基因剔除後,怎麼吃都吃不胖。把牠的糞便移植給天天吃高熱量飲食的老鼠,也可讓後者不變胖。這也代表基因會影響微菌叢的種類,而改變微菌叢,就可能造成一些健康上的改變。
但基因對微菌的影響約只有一、兩成左右,跟基因對疾病的影響也只有約一兩成左右相似,因此學界也推論,也許疾病的發生就是透過基因對微菌叢的影響,這有待之後更多研究證實。
2、飲食
飲食會影響微菌叢的組成已經證實,有文獻證明,原本吃肉的人改吃素,兩天內微菌叢就會大幅改變。此外,健康飲食有助於產生好菌,一旦亂吃,好菌可能從此不見。
2016年《Nature》(自然)期刊刊登一篇文章,研究團隊給小鼠吃高熱量、多肉少菜的不健康飲食,7週後,小鼠的腸道菌變得不健康,即使再回頭吃健康食物,有些好菌還是長不回來。不健康的飲食甚至影響小鼠的第二、三、四代,即使後代吃得健康,消失的好菌還是從此不見,無法恢復原本健康的菌相。
要改變這種情形,未來也許能靠腸道微菌叢植入。2018年有篇研究,將小鼠分為7組,其中4組吃高脂飼料、3組吃健康飼料,各選一組每天運動,一段時間後,將此兩組有運動小鼠糞便中的微菌叢,移植到其他各組小鼠的腸道,結果發現脂肪肝明顯好轉,膽固醇及血糖得到控制,體重也減輕。這說明藉由腸道微菌叢植入,可將運動、健康飲食的好處轉移給大吃大喝、不運動的老鼠。
3、運動
運動可促進新陳代謝,同時腸道黏膜的氧氣濃度也增加,等於調控微菌叢的生長環境,有益腸道菌的生長與多樣性。
4、藥物
主要是指抗生素,抗生素會破壞微菌叢的菌相,應避免服用非必要的抗生素。近年歐洲有部紀錄片,一位3歲的小朋友原本瘦瘦的,他的父母也是正常體型,小朋友因為感染而吃了廣效抗生素,之後急劇發胖,用盡各種方式都瘦不回來。後來發現,發胖跟他吃了廣效抗生素、破壞了原本微菌叢的菌相有關。
5、病毒感染
微菌叢菌相也可能因為病毒感染改變。比如病毒性腸炎的患者,即使燒退了、腹瀉也好轉了,但仍有一段時間肚子不舒服,就是因為腸道菌相已被破壞。
此外,新型冠狀病毒不只造成呼吸道感染,也有病人出現腸胃道症狀,包括噁心、腹脹、腹瀉。新冠病毒會引起全身免疫反應,研究發現患者的腸道菌也變得不健康,與後續併發症關係密切。
微菌叢植入能治病
還可提升免疫療法效果
微菌叢已經能用來治病。將健康人的糞便經過多道程序過濾後,萃取成含有微菌叢的液體,再以大腸鏡或鼻腸管方式植入病人腸內,這種治療方式稱為「腸道微菌叢植入」(Fecal Microbiota Transplant,簡稱FMT)。
目前台灣核可的適應症是反覆性(停藥後8週內復發)或常規抗生素治療無效的困難梭菌感染。這樣的病人經常整天拉肚子拉到全身無力、發燒、食慾不振等,做完植入後,隔天就可起身。臨床統計顯示,做一次植入成功機率是86%∼87%,做兩次高達93%∼95%,幾乎等於根治,不用再受苦。
在移植前會使用抗生素把患者本身的腸內菌都殺死(清空),以增加移植進去的腸內菌定殖率。
免疫療法是近年癌症治療的重大進展,但是為什麼有些病人對它的治療反應好,有些人卻不好,一直未解,過去只能從「體質」來解釋。2018年起陸續有研究發現,免疫療法治療效果較好者,微菌叢的菌相比較健康;治療反應不佳者,菌相比較不健康。
2021年,美國匹茲堡大學醫學系教授Diwakar Davar等人發表在《Science》(科學)期刊上的研究,更進一步證實微菌叢移植可以提升免疫療法的效果。該研究將對免疫療法反應佳的患者糞便中的微菌叢,植入反應不佳者的腸道,其中有一半的患者對免疫治療的反應變好,腫瘤甚至慢慢縮小。這代表透過微菌叢植入調整菌相組成,有助提升免疫療法的效果。
未來應用值得期待
微菌叢植入目前雖僅限於某些疾病,但未來潛力無窮,因為從動物實驗已經看到,植入健康者的微菌叢可以改變許多健康問題,比如有研究顯示胖瘦也跟微菌叢有關。有一群老鼠都是同一隻母鼠生的,其中一群老鼠移植了胖胖雙胞胎鼠的糞便,另一群移植了瘦瘦雙胞胎鼠的糞便,結果前者就成長成胖鼠,後者則是瘦鼠。
也因此,未來可能需要很多健康的糞便捐贈者,但要捐贈並不容易,需要接受一些篩檢,排除傳染性疾病、過敏性疾病等等,過胖或過瘦也不行。經驗顯示,能夠符合條件的捐贈者其實很少,僅佔5%,「錄取率」非常低。
隨著一篇又一篇重量級研究的出爐,微菌叢在人體健康中扮演的角色愈來愈清晰,也愈來愈重要,尤其因為微菌叢可以改變和調整,有機會在人們還沒生病前就預防疾病的發生,達到預防醫學的理想。未來若有更多臨床實驗證實,且植入微菌叢的方式更簡便,比如以口服微菌膠囊取代植入,有可能掀起一波重大醫學革命,扭轉許多疾病治療的觀念與方向,且讓我們拭目以待!
益生菌食品效果有限
想要改變體內的腸道微菌叢,讓微菌叢更健康,吃益生菌是否有幫助?市面上益生菌相關產品雖多,但效果有限,原因包括:
1.定殖率不足:吃下去的益生菌如果沒有用晶球或晶圓包覆,或做成孢子,會被胃酸破壞,還有多少能到達腸道、生存下來、形成聚落?過去研究知道,也許剛吃下益生菌那時會抵達腸道,但一、兩天後還是消失了,無法達到所謂的「定殖」。
菌種也是問題。做微菌叢植入時,植入的微菌叢菌相與接受移植者原本的菌相接近,通常長得較好,就跟種樹要種原生種一樣的道理;環境適合,它才能存活、生長。由此推測,服用人體原本沒有的益生菌,定殖率一定不會太好。
2、數量不夠:腸道有多達10兆∼100兆個微菌,喝一杯優酪乳或服用幾顆益生菌膠囊,仍有如「杯水車薪」,難以改變腸道微菌叢的生態。
3、能否發揮功能:就算吃下去的益生菌定殖率和數量都夠,但能否發揮功能、改變腸道微菌叢的生態,仍是未知數。
在上述問題可以明確解決前,較難期待益生菌產品有療效。不過,特定的益生菌如果往藥物的方向研發,還是有潛力的。美國食品藥物管理局(FDA)已核准第一個「次世代益生菌」,是透過基因定序、基因工程等方式研發而成,用於治療糖尿病,它是有療效的藥品,而非食品。放眼未來,也許有更多特定益生菌研發成藥物,被用來治療某些疾病。
與腸道菌相關疾病風險
指標或疾病 | 評估結果 |
1 非酒精性脂肪肝 | 注意 |
2 大腸激躁症 | 注意 |
3 肥胖 | 注意 |
4 糖尿病(第二型) | 注意 |
5 類風溼性關節炎 | 注意 |
6 氣喘 | 注意 |
7 過敏 | 注意 |
8 自閉症 | 注意 |
9 憂鬱症 | 注意 |
10 冠狀動脈疾病 | 注意 |
11 巴金森氏症 | 注意 |
12 阿茲海默症 | 注意 |
13 大腸直腸癌 | 低 |
註:坊間的腸道微菌叢檢測報告以疾病風險高低的方式呈現
請別錯過本期其他精彩內容…
- 【總編輯的話】重新認識你的腸道菌
- 張洪量妻子肝硬化一度病危 換肝重生 「體內有顆台灣的肝臟了」
- 前外交部長歐鴻鍊肝癌病逝 藝人蔡頭罹患肝癌住院治療
- 解開病毒抑制免疫系統之謎 根治慢性B肝露曙光!
- 「心」「肝」寶貝如何相互影響?
- 大腸的各種檢查
- 多發性肝癌,怎麼救?
- 換肝後,肝癌為何還復發?
- 【愛肝新樂園】保肝靠自力救濟 不是殘劑
- 口乾、口苦、口臭⋯ 消化有問題嗎?
- 我該做酒精代謝酶基因檢測嗎?
- 胰臟難檢查, 如何掌握胰臟健康?
- 肝爹信箱 有問必答
- 「今年超了沒?」 華中扶輪傳愛 為弱勢民眾守護健康
- 全台腹超大連線 12家醫院總動員
- 動脈硬化4問 林鴻儒醫師專業解答
- 青春痘5問 林明秀醫師專業解答
- 慢性病管理5問 劉珈麟醫師專業解答
- 攝護腺肥大5問 周淇業醫師專業解答
- 幽門桿菌4問 謝睿穎醫師專業解答
- 【好心肝故事】沒有B肝、也沒有C肝 施伯南先生 每年一「超」,及早發現肝癌
- 好心肝門診中心即將擴建11樓診間服務 懇請各界愛心響應襄助