百岁老人粪便中发现长寿的秘密

肠道微生物菌群与个体健康状况的关系长久以来都受到广泛关注。

一个多世纪以前，诺贝尔奖得主梅契尼科夫（Elie Metchnikoff）提出衰老是由结肠中腐败细菌产生的毒素引起的，并提倡以发酵牛奶为饮食和简单的生活方式来中和这些毒素，第一次强调了肠道微生物对人类健康和衰老的重要性。

人类肠道菌群由数以万亿计的细菌、古细菌、真菌和病毒组成，它们与宿主共同进化，形成互惠互利的共生关系。它们能够支持食物的消化和吸收，将纤维代谢成具有生物活性的短链脂肪酸，产生维生素和营养物质，维持肠壁完整性，调节宿主的免疫功能，直接或间接保护人体免受病原体的侵害。

在病态肥胖的人群中，肠道菌群组成发生了变化，从可以为人们提供健康益处转变为可导致有害炎症，这至少在部分程度上是由于对肠道上皮屏障完整性的破坏造成的。在衰老过程中，肠道菌群也会发生类似的变化，这也被认为是导致各种病理和疾病的原因，比如虚弱、神经退行性病变、胰岛素抵抗和2型糖尿病、癌症、心血管疾病和阿尔茨海默病等。越来越多的研究表明，肠道菌群的变化是老年人衰老相关病理和由此导致的过早死亡的主要原因。

肠道菌群会随着年龄的增长而改变吗？

微生物在婴儿出生后马上开始在胃肠道中定植，首先获得一些以双歧杆菌属为主的细菌类型。婴儿出生一年后，随着其它微生物的定植和多样性的增加，双歧杆菌属的优势开始下降。婴儿的肠道菌群是不稳定的，定植过程受到分娩和喂养方式、药物、遗传背景、年龄和地域的影响。

母乳喂养会促进婴儿肠道中双歧杆菌的生长，这主要是由于母乳低聚糖的存在，双歧杆菌可以利用它，并将其转化为乳酸和乙酸。配方奶粉喂养的婴儿由于缺乏母乳低聚糖，其肠道会被各种各样的其它微生物占领。

到2-3岁时， 肠道菌群逐渐变得多样化，并稳定下来，其组成和功能接近成人水平。在那以后，肠道似乎不再受微生物定植的影响，也就是说通常不再有新的微生物在肠道中定植。健康成人的肠道菌群主要由厚壁菌门和拟杆菌门组成，而放线菌门、变形菌门和疣微菌门所占比例较小。饮食和生活方式等是影响成人肠道菌群的主要因素。

肠道菌群的改变会影响老年人的健康吗？

肠道菌群的组成决定老年人的炎症状态，也可能决定他们的寿命。健康年轻人的肠道具有一个多样化的菌群，而且有益细菌占优势，它们维持肠道屏障的完整性，从而防止肠漏和随后的炎症。在老年人中，由于潜在的促炎症细菌的积累和有益微生物的减少，肠道菌群的组成发生改变，微生物多样性降低。因此，它会导致全身炎症，从而促进衰老相关的疾病和过早死亡。

《自然》杂志上刚刚发表日本及美国科研人员的最新研究成果：百岁老人粪便中发现的长寿秘密。

与一般的年长者相比，百岁老人（100 岁及以上）不太容易患上与年龄相关的慢性病，在感染疾病后的存活率也更高。百岁老人的肠道微生物群中可能存在着一些特殊的微生物成员，增强了机体对抗病原体感染和有害环境侵染的能力。日本庆应义塾大学医学院的几位教授以及麻省理工学院和哈佛大学博德研究所的研究人员研究了 160 名为日本百岁老人粪便样本中的微生物后发现了一些特殊的微生物，他们会产生一种名为次级胆汁酸的物质。次级胆汁酸一般由结肠中的微生物产生，被认为有助于保护肠道免受病原体侵害并调节身体的免疫反应。研究成果以Novel bile acid biosynthetic pathways are enriched in the microbiome of centenarians为题发表在《Nature》上。

实验分为三个年龄组：百岁老人组（平均 107 岁，n = 160）、老年人（85-89 岁，n = 112）和年轻人（21-55 岁，n = 47）。大多数百岁老人都没有肥胖、糖尿病、高血压和癌症等慢性病。研究人员收集了三组人群的粪便样本并对微生物进行表征，结果显示百岁老人和两个对照组之间的微生物群组之间存在着显著差异。

百岁老人（CE）的肠道菌群高产一组特殊的次级胆汁酸。

这些次级胆汁酸有多种重要作用，例如调节人体代谢和免疫反应，以及抑制有害细菌在肠道中增殖。研究人员发现，其中一种被称为isoalloLCA的胆汁酸有强效的抗菌作用，只需很低的浓度，就可以抑制某些已经有耐药性的肠道病原体。

例如艰难梭菌（Clostridium difficile）会导致严重腹泻，特别是在经过抗生素治疗的人群身上。研究人员用这种细菌感染小鼠后，在它们的饮食中添加0.1%的isoalloLCA，能显著减轻有害细菌造成的感染。

研究人员还从一位百岁老人的粪便微生物中筛选了几十株细菌，鉴别出了专门产生isoalloLCA的细菌种类，并绘制出它们在胆汁酸代谢过程中所需的基因和生物酶。后续研究中，他们还将进一步验证胆汁酸和长寿间的关联。

研究人员分析说，百岁老人的肠道菌群组成，尤其是特殊肠道细菌的富集，可能与人的遗传因素、生活方式和饮食习惯有关。不过，揭示出肠道细菌独特的胆汁酸代谢能力，将来或许就可以通过合理调控胆汁酸水平来对抗病原体引起的疾病，改善肠道稳态，促进健康。

我们不仅要长寿，更要健康长寿，谁也不想自己的晚年生活在疾病中度过。肠道菌群是老年人健康衰老的一个关键控制因素，保持肠道菌群的多样性是健康衰老的一个重要生物标记。通过健康的生活方式调整肠道菌群的组成或将有助于衰老与健康同行，助力健康衰老。

参考资料：

[1] Yuko Sato et al., (2021) Novel bile acidbiosynthetic pathways are enriched in the microbiome of centenarians. Nature DOI:10.1038/s41586-021-03832-5

[2] Ragonnaud, E., Biragyn, A. Gut microbiota as the key controllers of “healthy” aging of elderly people. Immun Ageing 18, 2 (2021).