研究人员希望通过发酵粪便来开发治疗胃肠道疾病的新药

　　

研究人员希望通过发酵粪便来开发治疗胃肠道疾病的新药

在一项新的研究中，哥本哈根大学的研究人员一直在从粪便中培养“有益病毒”。其目标是取代目前用于所谓的粪便移植的粪便胶囊。他们的新技术在对老鼠的研究中显示出潜力，希望通过标准化来改善这种挽救生命的治疗方法，并为主流医学铺平道路。

 

大多数人接种疫苗时没有考虑到疫苗接种的历史始于从病牛的脓疱中提取液体。同样，现代的青霉素也与它的起源相去甚远——亚历山大·弗莱明（Alexander Fleming）的培养皿中充满葡萄球菌的一种霉菌。

另一种救命药物正在经历类似的发展：粪便移植，即将人类粪便从一个人转移到另一个人身上，每年仅在丹麦就能挽救数百人的生命。但在未来，这种治疗方法可能成为一种更清洁的治疗方法，具有更广泛的潜力——远离作为其起点的粪便。

哥本哈根大学食品科学系助理教授Torben Sølbeck Rasmussen说：“最终，我们希望有一种不含细菌和潜在有害病毒的产品，只留下一种被称为噬菌体的纯化有益病毒，这种病毒可以潜在地对抗各种胃肠道疾病，从长远来看，可以用于治疗各种健康问题。”

他与学院同事Dennis Sandris Nielsen教授以及一系列国际研究人员一起领导这项新研究，其中最著名的是爱沙尼亚塔尔科技公司的一个研究小组。长期目标是让这种疗法发展成一种简单的药丸，可以由医生开处方，也可以在药店货架上找到——为个人量身定制，但所有人都能获得。不过，前面的路还很长。

“今天，粪便移植只用于治疗那些病得很重的人，通常是那些因艰难梭菌感染而生命垂危的病人。捐赠者要经过严格的筛选，以检查许多已知的致病细菌和病毒，但这很昂贵，而且由于每次捐赠的粪便的确切成分不同，因此总是存在一定程度的不确定性。这项技术使我们接近标准化治疗，我们确切地知道病人正在接受什么治疗，”Dennis Sandris Nielsen解释说。

食品科学来拯救我们

他们的新方法采用了发酵，这是一种食品科学中已知的过程，用于制作康普茶、泡菜和酸面包等。这就是研究人员在食品科学方面的专业知识发挥作用的地方。

简而言之，它们在密封容器中创造有利条件，培养促进有益微生物的细菌培养。发酵也是微生物在工业上生长以产生特定化合物的过程。

在这种情况下，研究人员从粪便中培养微生物开始，最终产物是细菌和噬菌体的复杂混合物——噬菌体是只攻击细菌的病毒。

该技术利用了一种称为恒化器的装置——一种容器，它不断地接收含有特定营养物质的液体（一种“生长介质”），同时排出等量的液体。

最初将粪便添加到容器中，液体替换的效果是培养更多在给定生长介质中茁壮成长的细菌（和噬菌体），而其他内容物，包括对人类具有传染性的病毒（真核生物），逐渐被移除。

这种设置允许研究人员通过调整培养基的成分和液体替代的稀释度来控制恒化器的含量。

目标是通过细菌和噬菌体的特定组成创造一种平衡，这提供了一个重要的标准化。这种标准化使处理具有可扩展性和安全性，因为只要微生物“群落”保持平衡，它就能确保每批中的内容一致。

大多数小鼠被这种混合物治好了

在针对两种不同疾病的两项研究中，研究人员在小鼠身上测试了这种新的发酵技术。一项研究的重点是肥胖治疗，另一项研究的重点是致命的艰难梭菌感染，这种细菌不仅对人类而且对老鼠都很危险。

最显著的结果出现在感染艰难梭菌的小鼠身上：大多数用这种混合物治疗的小鼠完全康复，而对照组的大多数小鼠死于感染。

“我们的后续测试表明，8只老鼠中至少有5只被这种治疗治愈了。我们首次发酵试验的成功表明了进一步优化工艺的潜力，”Rasmussen说。

肥胖治疗研究也产生了效果，尽管效果较弱。总之，这些研究为这种治疗提供了一个充满希望的未来。

有了标准化和安全性，更多的人可以得到帮助

如今，粪便移植仅是少数严重胃肠道疾病的标准治疗方法，如艰难梭菌感染（CDI），患者的生命处于危险之中。这种方法非常有效，每年能帮助十分之九的病人，挽救无数生命。然而，粪便捐赠过程仍然是一个“黑褐色的盒子”，正如该领域的研究人员所说的那样。供体粪便的确切含量尚不清楚，微生物移植对受者的确切影响也不完全清楚，这限制了该疗法的广泛应用。

Rasmussen说：“我们知道肠道健康对各种疾病和整体健康都至关重要，所以如果我们能利用这些提取的噬菌体创造出一种标准化的、安全的产品，那么更广泛的应用潜力是巨大的。”

未来的治疗方法可以针对哮喘和1型糖尿病等疾病，根据丹尼斯·桑德里斯·尼尔森的说法，这些疾病需要从儿童早期开始治疗。

“治疗没有其他选择的危重老年人与治疗有患哮喘风险的9个月大的婴儿非常不同。这强调了我们正在进行的标准化工作的必要性。实现这一目标需要最高水平的安全”。

噬菌体的事实

噬菌体是一种只感染细菌的病毒，具有高度特异性；每个噬菌体只针对特定的细菌。因此，拥有正确的噬菌体“鸡尾酒”可以非常有效地治疗感染，对健康、平衡的消化系统也是必不可少的。

事实：你吃什么就是什么，因为你的肠胃就是一座花园

我们的肠道是100万亿个微生物的家园，有些是有益的，有些是有害的，还有一些是潜在的危险。许多人在我们的健康中所起的作用仍然未知。一般来说，健康的肠道是平衡的，微生物群多样化，而不是由少数细菌主导。

今天，我们知道肠道健康显著影响整体健康，包括心理健康、肥胖、免疫反应和注意力。我们所吃的食物在塑造我们的肠道方面起着很大的作用。细菌专门分解各种食物；例如，吃大量的西兰花可以培养在西兰花上茁壮成长的有益细菌，从而改善你的健康。

事实：今天和将来的粪便处理

一个健康的消化系统就像一个平衡的生态系统，如果一个物种变得过于普遍，微生物群可以自我恢复——就像热带草原上的动物一样。在严重失衡的情况下，新状态可能变得稳定，很难回到之前的平衡状态。消化系统的皱褶和缝隙是有益细菌再生的地方，通常是我们的救命恩宠。然而，抗生素或肠道健康状况不佳会威胁到这种能力。

例如，免疫系统较弱的老年人患有危及生命的艰难梭菌感染。如今，他们接受健康捐赠者的粪便治疗。含有经过筛选的捐赠者粪便的胶囊被作为药丸摄入，在肠道中溶解，引入病毒和各种短缺的有益细菌。这种治疗每年仅在丹麦就能挽救许多生命。但在未来，这种疗法可能会被人工培育的替代品所取代。这里的核心思想是，培养的噬菌体将消除有害细菌，并控制它们，直到肠道的原生细菌和“好细菌”恢复到健康的平衡。

“可以变成黄金”

这组科学家希望，标准化的提高将导致专利，并使他们的研究对投资者更有吸引力，这反过来将使研究进展朝着主流医学发展。将这种治疗标准化已经有很强的经济动机。目前，招募粪便移植捐赠者需要对致病微生物进行广泛筛查。这一过程既耗时又昂贵，限制了可用治疗方法的数量。如果种植的替代品达到与这些研究表明的相同的有效性水平，这些问题就可以解决，生产规模也相对容易扩大。

Torben S?lbeck Rasmussen说：“这使得它具有更好的商业前景，但更重要的是，这意味着更多患有更广泛疾病的患者可能得到治疗。”

关于研究

研究人员总共测试了三种方法来保存和培养粪便中的噬菌体，同时去除不需要的细菌和真核病毒（“人类”病毒）。这些方法在两组实验动物身上进行了测试，每组都有一个对照组，对照组接受生理盐水溶液而不是混合物。

• 第一项研究是用这些方法治疗48只老鼠的肥胖，这些老鼠被分为三个治疗组和三个对照组。

• 第二项研究的重点是治疗梭状芽孢杆菌另一组48只老鼠感染，同样分为治疗组和对照组。

• 第三部分是理论研究，阐述了设计最成功的方法。