科学家研究尿研究了几个世纪，却仍对尿之黄的形成机制一知半解。现代科学已经确定了尿液的三千多种成分，也知道了尿液含有色素，其中尿胆素（urobilin）是它呈现黄色的直接原因，但我们并不清楚，这个尿胆素是通过何种化学过程，由何种力量引导而成的。

最近，美国马里兰大学和NIH的研究团队于《自然-微生物学》（Nature Microbiology）杂志发文揭示了催化尿液变黄的“调色师”身份——来自肠道微生物组的胆红素还原酶（bilirubin reductase，BilR）。

根据教科书上的说法：血液红细胞中血红蛋白分解会产生血红素，血红素继续代谢，先转化为胆绿素，后变成胆红素（bilirubin），胆红素随胆汁进入肠道，在细菌作用下还原为尿胆原（urobilinogen），部分尿胆原被重新吸收至血液，并氧化成尿胆素，由肾脏排出。胆红素呈橙/红褐色，尿胆原无色，尿胆素为黄色。

上述过程中最关键，也是此前存有最大疑问的环节，就是胆红素变成尿胆原那一步。在不计其数的肠道微生物中，哪一种细菌发挥了作用？它利用的催化酶是什么？催化还原过程是怎样的？

根据论文第一作者、马里兰大学微生物学家布兰特利 · 霍尔（Brantley Hall）的说法，这些疑问过去都很难解答，原因有二：一方面，在实验室培养厌氧微生物一直都是难度极大、成本极高的工作。此类微生物无法与氧气共存，一旦接触空气，就会在几分钟甚至几秒钟内死亡。另一方面，学界缺少肠道微生物组的基因组序列。

不过随着近些年来技术进步，厌氧微生物培养成为可以驾驭的任务，基因组测序的工作也越发轻车熟路。

霍尔团队抽丝剥茧，发现了能还原胆红素的微生物（多种）和不能还原胆红素的微生物（多种），然后对两组人马进行比较基因组学分析，从而确定了那个推动胆红素变为尿胆原的基因组。接着，他们又从基因组中找出了编码催化酶（即前文提到的胆红素还原酶）的特定基因。

完成搜寻工作后，霍尔和同事将胆红素还原酶基因传递给包括大肠杆菌在内的其他肠道细菌，并测试它们能否催化胆红素还原成尿胆原。答案当然是肯定的。

通过后续检索，研究团队发现胆红素还原酶主要由厚壁菌门（Firmicutes，肠道微生物里的一个主要细菌门）的成员产生。此外，他们对1000多名成年人的肠道微生物组进行基因筛查后发现，99.9%的人的肠道细菌都携带胆红素还原酶基因。

霍尔如此说道：“最令我惊讶的是，这种功能竟然在成年人中这么普遍。绝大多数人的尿液都呈黄色，我们知道这一定是微生物造成的，但实际上，能做到这点的微生物并不多，而它们几乎存在于每个人体内。”

另一方面，霍尔等人也探究了成年炎症性肠病（IBD）患者和患黄疸婴儿体内是否存在胆红素还原酶基因，结果发现，只有约68%的IBD患者携带该基因，而在不超过3个月大、黄疸风险较高的婴儿中，约40%的人携带该基因。对胆红素还原酶及其编码基因的深入认知，或可帮助我们开发治疗炎症性肠病、黄疸甚至胆结石的方法。

资料来源：

Scientists finally discover the enzyme that makes pee yellow

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