微生物群是巨大的，我們現在才開始了解它們對大腦影響的廣度。

人體內的細菌和人體細胞一樣多，其中大部分是腸道內的居民。常駐細菌種類的數量非常龐大，它們總共有2.32億個基因，而人類基因組中估計有2萬個基因。總的來說，它們不僅僅是將寄生蟲寄生在人體上，而是在擴大人類代謝潛力方麵發揮積極作用。它們能感知大量的化學信號和信號反應，這些信號和反應會影響整個人體。關於它們對大腦的影響，我們知道什麼？最大的挑戰是什麼？

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神經係統功能的關鍵細菌調節劑

到目前為止，已經確定並研究了一些受特定腸道細菌影響的關鍵腦相關分子。這些是催產素、BDNF、GABA、4-EPS和SCFA——它們代表一組高度不同的分子。

催產素是下丘腦中產生的一種激素，與母親與新生兒的親密關係和社會行為有關。一種名為羅伊氏乳杆菌似乎通過增加血漿中的催產素水平來恢複母體高脂肪飲食導致的社會行為缺陷——至少在小鼠中是這樣[2]。這表明孤獨症相關症狀可能與此有關。

BDNF（腦源性神經營養因子）是一種由BDNF基因編碼的蛋白質。它是一種神經營養因子（即影響神經生長），因此與學習和記憶有關。這是由一種名為長雙歧杆菌NCC3001.一些證據還表明，老鼠和人類的抑鬱和焦慮樣行為有關聯。

GABA是一種天然氨基酸，作為神經遞質發揮作用，尤其是在抑製性突觸中。因此，它對維持興奮和抑製的平衡非常重要，這對神經信號的有效傳輸至關重要。一種名為鼠李糖乳杆菌實際上產生GABA，從而調節GABA-A和GABA-B受體。

4-EPS（4-乙基苯基硫酸鹽）是某些腸道細菌的代謝物，也是尿毒症毒素（一種由腎髒過濾和排出的代謝物，含量高可能有毒）。另一方麵，眾所周知減少至少有一種細菌，脆弱類杆菌，似乎對小鼠有減輕焦慮的作用。

最後，還有短鏈脂肪酸（SCFA），它們調節小膠質細胞成熟和生長所需的基因。當然，神經膠質細胞在大腦中起著各種重要作用。這些SCFA由各種腸道細菌產生。

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圖1:From[1]

一切都是暗示性的，沒有什麼是確定的

然而，挑戰在於，一切都是暗示性的，沒有什麼是確定的。

首先，正如你所見，受細菌影響的分子類型多種多樣——從合成激素和基因編碼的蛋白質到氨基酸和有毒代謝物。這表明了一個非常廣闊的可能性景觀，其中這些僅代表冰山一角。

其次，腸道內數萬個細菌中的一個很可能並不能說明全部情況。有這麼多的細菌，編碼著數以百萬計的基因，產生著這麼多的代謝物，誰知道那些已經被確認的是最重要的呢。還有他們之間的互動，我們還沒有理解。

第三，即使有了上述經過充分研究的細菌和分子，許多與疾病和機製有關的研究都是在齧齒類動物身上進行的，而這如何轉化為人類環境尚不清楚。最後，在為數不多的人類研究中，結果可能顯示出不同群體之間的顯著差異，但這些差異在個體水平上既不是很大的，也不是決定性的。例如，抑鬱症中BDNF的研究並不是非常確定的——BDNF似乎在一些治療後增加，但在其他一些研究中沒有增加[3]。在一項隨機對照研究中長雙歧杆菌NCC3001給腸易激綜合征患者服用HAM-D量表後，22人中有14人的抑鬱評分降低了2分或更多。這些數字既不龐大，也不是決定性的。

從單分子到大數據方法

提供微生物組測試的公司現在對腸道中的20000多個細菌進行了鑒定。現在，許多研究都在關注各種疾病綜合特征的變化。然而，對於這樣一個複雜的係統，需要進行大規模的研究和個性化的方法，尤其是在大腦方麵。對大腦的理解最終會到來——但它還沒有到來。除了微生物組的複雜性之外，這種理解還受到最初對疾病的糟糕定義和分類的阻礙。前麵還有很多工作要做。

參見相關帖子心理健康診斷的挑戰和什麼是精神障礙？

工具書類

〔1〕莫雷斯，L.等，腸道微生物席——行為和腦疾病的腦軸，自然評論微生物學，2021

[2] Sgritta，M.等人，自閉症譜係障礙小鼠模型中微生物介導的社會行為改變的機製，神經元2019

[3] Arosio B.等人，《血腦源性神經營養因子（BDNF）與抑鬱症：我們有翻譯視角嗎？前行為神經症。2021 2月12日。

[4] Pinto-Sanchez，M.I.等。益生菌長雙歧杆菌NCC3001降低抑鬱評分並改變大腦活動：一項針對腸易激綜合征患者的初步研究。胃腸病學, 2017.