肠道与微生物群 - 对帕金森氏症的影响

65岁以上的人口中有1至2%的人患有帕金森氏症，情况使人关注，因为这是婴儿潮出生的一群。帕金森氏症的明显症状包括步履蹒跚、身体颤抖、肌肉僵硬及行动变得缓慢，特别在行走时或从椅子上站起来时有困难。帕金森氏症属于神经退行性的行动障碍，它的病理及成因相当复杂。有多项流行病学的研究指出杀虫剂、毒素及光污染会增加患上帕金森氏症的风险。与此同时，有观察研究指出多喝咖啡及多运动有助预防此病，至于遗传基因的影响较少，只占病例的大约10%。

黑质内细胞的神经损失已知是由几个不同过程引起的，包括铁的损耗、氧化压力、粒线体受损及α-突触核蛋白积聚。在载有神经传递物的小囊由细胞传送至突冲的轴索时，α-突触核蛋白被认为有份于此过程。因这种蛋白质积聚而引起的疾病不仅限于帕金森氏症^（1）。突触核蛋白症（Synucleinopathies）是由这种蛋白质引起的一组疾病，包括路易氏体型失智症及多系统萎缩。

除了行动症状外，帕金森氏症的其他症状还包括非行动的不正常，例如失去嗅觉、睡眠障碍及消化问题。这些看似毫不相关的症状的主要元凶是α-突触核蛋白积聚在消化道中嗅觉神经及迷走神经的周边神经内。Braak对帕金森氏症的假设指，此病起源于肠道，当α-突触核蛋白积聚及增殖后，会由消化道的迷走神经走向大脑。事实上，大脑的初期退化正开始于迷走神经内的细胞中。接下来会有便秘的症状，然后才出现行动症状，因此加强了这假设的说服力。从观察帕金森氏症病人的消化道微生物群所得的数据，为这迷团提供了另一个线索。相比健康同龄的对照组，帕金森氏症病人的微生物群在组合及种类多样性均有明显不同^（1）。帕金森氏症病人的微生物群有较多Christensella minuta, Catabacter hongkongensis, Lactobacillus mucosae, Ruminococcus bromii及 Papillibacter cinnamivorans^（2）。相比之下，健康的对照组有较多以下的细菌：Bacteroides massiliensis, Stoquefichus massiliensis, Bacteroides coprocola, Blautia glucerasea, Dorea longicatena, Bacteroides dorei, Bacteroids pebeus, Prevotella copri, Coprococcus eutactus 及 Rumino coccuscallidus。

微生物群现时被视为「被遗忘的器官」，因为我们知道牠们对我们的健康及是否患病有很重要的影响。大家都知道微生物群的作用包括消化食物、产生营养及毒素、调节我们的免疫系统、为血液及脑部提供屏障以及维持与神经系统的链接。牠们可影响血清素的产生，血清素是神经激素，负责情绪并消化道的痛楚知觉及能动性。除此之外，微生物群可以提升由脑源性神经营养因子，从而调节神经元之间形成连结以及神经发生的过程。老鼠体内没有微生物群，透过观察海马体的变化，得知因此幼鼠的空间感及对对象的认知能力不高。直至最期，人们才得知肠道微生物群的变化可能是引起帕金森氏症的原因^（1）。

Timothy Sampson及其团队近期进行的研究检验了微生物群对帕金森氏症病理学方面的作用。他们从帕金森氏症病人的粪便采集样本，然后传移至老鼠的消化道，并将它与健康的对照组相比。接受来自帕金森氏症病人的微生物群的老鼠在八周后出现行动不正常。采集这些老鼠的粪便样本并分析后，显示会生产短链脂肪酸的细菌增加了，其他增加的短链脂肪酸还有丁酸及丙酸。当检查这些老鼠的神经时，研究员观察到接受帕金森氏症病人微生物群的老鼠，有α-突触核蛋白积聚的情况。这发现对微生物群可以刺激α-突触核蛋白的假设提供了证据^（1）。

研究进一步探讨这些短链脂肪酸的作用。在喂养短链脂肪酸混合物给老鼠后，牠们体内的炎症标志物肿瘤坏死因子增加，α-突触核蛋白积聚而运动功能减少了。给予抗炎症药物能干扰此过程，其防止伴随蛋白质累积而出现的运动功能失调。这证明微生物群所产生的大量短链脂肪酸，能刺激α-突触核蛋白积聚，而针对短链脂肪酸的相反作用有可能预防运动症状的形成^（1）。

短链脂肪酸的作用及它是由哪种细菌产生，至今仍然未清楚，因为有其他研究提出相反的结论。来自帕金森氏症病人的微生物群经抽离后，与健康对照组的微生物群作出分析及比照。结果显示，来自帕金森氏症病人的细菌制造较少的短链脂肪酸^（3）。事实上，此研究结果显示丁酸及丙酸在统计学上明显减少，这与Sampson及其团队形容结果上升刚刚相反。两项研究都指出帕金森氏症病人体内的Bacteriodetes 及 Lactobacilli较少，Bifidobacterium 及 Enterobacteriacea较多。短链脂肪酸已知除了能影响肠道健康外，也能影响神经，因为丁酸对有助提升大脑血液的屏障，而且有些研究指出丁酸可以影响肠神经系统的神经元活动。

有许多因素可以影响微生物群的组合及生物多样性。使用天然的益生菌对人体有重要的影响，因为我们知道服用益生菌后，肠道要组成新的微生群可需时长达六个月。服用药物有助改变微生物群的组合，即去除某些菌种并增加其他菌种，两种方向都能提供适合的环境，包括去除引致生病的细菌，或藉由损害有益及共生的细菌激发抗炎的环境。

接触环境污染物及毒素也可以使某类细菌的成分增加。若毒素是某类细菌的营养基质，便会使它繁殖增长。此外，当某个菌种增长时，也可以影响另一品种增加，因为细菌所制造的副产品不但影响我们的神经及免疫系统，也会影响消化道中其他微生物的健康。杀虫剂已被证实是形成帕金森氏症的风险因素，因为它可以破坏某科细菌种类，以致改变微生物群的组合。另一方面，有些细菌已知可以分解杀虫剂，有潜力保护我们免受杀虫剂的毒素影响。Lactobacillus fermentum及 Lactobacillus lactis 能降解毒死蜱这种多人使用的有机磷杀虫剂^（4）。Escherichia coli也可以分解杀虫剂，但功能较轻。这可能是由于帕金森氏症病人的微生物群有改变，导致接触较多环境污染物及毒素，而对照组的肠道微生物群的环境污染物及毒素已被清除。p>

要调节微生物群的组合，最重要的因素很可能是饮食。饮食既是细菌的来源之一，也为它们提供生长所需的营养及基质。益生元主要由不能被消化的碳水化合物组成，能促进细菌的生长。从观察帕金森氏症的风险及保护因素的数据证明，咖啡及蓝莓对人体有益，而奶类产品对有不良影响^（5）。这些食物含有丰富的抗氧化剂及营养，其抗炎功效使帕金森氏症病人的身体要保护神经元并抵销氧化应激的作用。虽然如此，这些食物之所以具有保护作用，可能要由于它们对消化道的影响。水果与蔬菜经常被指含大量纤维，它们同时对神经退行性病人有益，因此也是益生元的重要成分。

可以影响微生物群的多种因素范围广泛，并随着有更多相关的研究而不断增加。除了上述所及，其他因素包括地理位置、性别、激素、年龄及共病症等。由于并病症影响免疫系统的功能，因此也会影响在消化道居住的细菌。情绪、焦虑及其他神经性的转变也能够影响肠胃道功能以及居住其中的细菌。

当我们对帕金森氏症及微生物群之间的复杂关系有更深切的了解时，现时的证据显示微生物群可能是问题的根源。在老鼠接受从帕金森氏症病人移植的粪便样本后，牠们的运动功能下降的证据支持了帕金森氏症是由消化道问题引起的病理学假设。因此，假设治疗帕金森氏症同时须要治疗消化道是合理的，而且在决定治疗方法时，这可能是须要专注的一环。