“遇事不决，量子力学；机制难寻，肠道菌群。”对量子、肠道菌群等前沿科技的调侃背后所反映的是：科学原理还没搞清楚，产品在市场已经火爆了。
举个例子，研究发现某某菌对肠道调控的有效性,甚至发现它们还能影响大脑健康。那不久后，市场上就流行起相应的营养品或补充剂了。
这种产品看似科学，是不是真能达到实验阶段的效果？有没有副作用呢？同时，面对令人心动的新产品，你是不是常常心生疑问：这是“智商税”吗？
首先，我们可以肯定的是，这些产品背后，自然有它合理的一面。
科学研究的确发现，现代社会生活中常见的一些病变与肠道菌群失调有相关性，比如便秘、腹泻、肥胖等，甚至影响自闭症、阿尔茨海默病、帕金森病、抑郁症等疾病。
传统药物在治疗这类疾病方面没那么给力，临床上急需全新的治疗手段和方式。
科学家此时会怎么想？既然某些疾病与肠道菌群之间有相关性，那么肠道菌群会不会是新疗法的突破口呢？
临床实践带来了非常积极的信号。
比如，有一种疾病叫作“复发性艰难梭菌感染”， 常因使用抗生素或其他药物而出现的一种并发感染症状，患者轻则腹泻，重则结肠受损甚至危及生命。而且这种感染还常发生在本就脆弱的住院患者群体中。传统治疗的疗效不理想。但研究人员发现，如果将健康人粪便中的菌群经一定的方式移到患者肠道内却可以发挥奇效，90%的人群能被治愈。
移植便便就能治病？这一低成本且高效的治疗方式吸引了研究人员深入探究肠道菌群治疗更多疾病的可能。所谓的“菌粪移植”疗法，又称肠菌移植疗法、菌群移植疗法或者说FMT疗法，逐渐形成。
经过十几年的发展，目前临床上已证实有80多种疾病因肠道菌群疗法有改善，比如便秘、肠易激综合征等，有效率可达65%；它甚至对一些心理疾病、神经系统疾病也大有裨益。
鉴于此，不少公司已经嗅到了市场应用潜力，毕竟那么多患者甚至亚健康人群等着用健康的便便呢。
早在2012年，麻省理工学院博士后马克 · 史密斯（Mark Smith）就已预见广阔前景，便在美国创立OpenBiome ，至少向33个州的122家医院提供粪便样本用于肠道菌群移植治疗。
同年10月，从约翰 · 霍普金斯医院归来的张发明也觉察到市场应用前景，准备筹划建立中国的粪菌库。他的目标是“要像建血库一样建菌群库，要让菌群移植像输血一样，方便、高效、安全”。他们的治疗理念是“肠道菌群的移植”，而非对某类菌株的移植，并提出“洗涤菌群移植”（washed microbiota transplantation）的概念，即剔除不需要的成分，保留需要的菌群且能够定量。为提升自己产品和技术的说服力，张发明还亲自上阵：他让团队在自己的肠道深处定时取样，为研究提供样本。到研究后期，他还给自己做了次菌群移植。这次移植后，他把喝酒腹泻的问题彻底解决了。
当然，除了“洗涤菌群移植”，还有“手工的粪菌移植”“配方菌群移植技术”等，这些都归为“粪菌移植”。这个治疗方式主打一个“不生产菌群，只是菌群的搬运工”。
当发现该疗法对多类疾病都有疗效时，大家自然而然会“品鉴”出这种疗法似乎有一种“万金油”特质……那么，稍有科学素养的人，这时就该质疑了：这种疗法到底有没有确切机制呢？
有研究人员从神经系统疾病——帕金森病入手。
众所周知，这种神经退行性疾病的发病机制还不明，用药能实现一定程度的控制或缓解而非治愈，整个医疗界都期待新的治疗手段。
有研究人员发现了这种现象：帕金森病病症恶化的时候，患者的肠道菌群往往也在发生“震荡”。那么研究人员自然就推测，帕金森病与肠道菌群这是否存在一些关系。
2016年，研究人员就试着把患者粪便移植到无菌小鼠体里。结果是，这些小鼠很快便出现了帕金森病的症状。这一定程度证实了两者之间存在确切相关性。
那么，帕金森病患的肠道菌群到底怎么了？2022年一篇发表于《自然》的研究对700多名受试者的粪便细菌基因组进行测序，发现患者肠道菌群与健康人群的不一样。比如：帕金森病患者往往缺少一种叫作“普雷沃氏菌”的细菌。
这个菌有什么用呢？它们发挥着协助人体分解植物纤维的重要作用。这不正好跟帕金森病患者常伴有便秘的症状对上了嘛。（当然这不是唯一的变化，研究人员还发现，患者肠道里至少还有两种有害肠杆菌属数量增加。）
那么，这种变化是怎么实现对大脑的影响的呢？（下面就是考验注意力的时刻了）
肠道内壁有一个神经元网络，称之为“肠神经系统”。正因这个系统存在，肠道菌群分泌的生物化学物质便通过这个系统影响着神经系统。在研究帕金森病患者肠道时，研究人员发现肠道中存在一种叫作“卷曲蛋白”的物质，主要作用是使肠道菌群在肠道内壁安顿（定植）下来。同时，研究人员观察到，一旦这种分子接触到肠道里的α突触核蛋白，后者就会错误折叠并集聚。大家都知道，“α突触核蛋白聚集”就是帕金森病的一个关键症状。
那么，肠道局部制造的物质怎么就传到了大脑呢？多年来科学家一直在推测可能是迷走神经在发挥作用。直到2017年，一项发表在《神经病学》杂志的研究发现，如果剪断迷走神经，帕金森病的患病风险就会下降。这一发现证实了推想。
当然，迷走神经系统在这类疾病中发挥关键作用，并不意味着它是唯一路径。比方说，科学家还发现肠道菌群产生的物质还可以通过血液进入脑组织，并引起炎症和损伤。
而关于肠道菌群与心理疾病的关系，科研人员也陆续有了重要发现。
2019年，东南大学医学院姚红红课题组从心理疾病——抑郁症入手。他们敲除某个基因后，小鼠表现出抑郁症样行为，同时伴随肠道菌群发生显著变化。至此，抑郁症模式小鼠构建成功。研究人员进一步对该类小鼠进行肠道菌群移植，结果发现移植能避免被敲除基因引起的问题，也就是说，改善了模型小鼠的抑郁症症状。该研究成果刊载在微生物领域知名期刊《肠道微生物》上。这一研究证实了两者的相关性。
为什么肠道菌群能对神经系统产生作用？肠道菌群分泌物可能是一种解释。2022年2月，加州理工学院萨基斯 · 马兹马尼安（Sarkis Mazmanian）领衔团队发表在《自然》（Nature）上的一项研究发现：一种肠道细菌产生的小分子代谢物可以进入小鼠大脑并改变脑细胞功能，从而导致动物的焦虑行为加剧。
2024年4月，上海交通大学医学院附属第六人民医院贾伟教授领衔的多家团队合作，从分子层面发现肠道分泌物中一种叫作高香草酸（HVA）的分子，能保护受损的海马体神经元功能，进而能缓解抑郁。研究成果发表在《细胞-代谢》（Cell Metabolism）杂志上。这项研究进一步发现了肠道中能改善抑郁症的分泌物。
当然，这类研究还在不断进展和深化中。
说到这，我们能不能说，拥有健康的肠道菌群就拥有了健康的大脑？换言之，“我”多补充有益菌群，甚至服用对抗疾病的菌群，“我”就大概率可以拥有健康大脑，对抗疾病咯？
针对这个科学话题,就不得不提其中不科学的一面,或者说，科学还未揭示的部分,即“吃进去”不等于“补进去”。
因为机体本来的肠道菌群会通过多种方式去抵制摄入进去的菌群，专业说法叫“定植拮抗”。也就是本来肠道里的菌群已经抢占了生态位优势，这时候再进来的菌群想要落脚，就有点难了，必须有很强的竞争优势。这种竞争优势还不在于这些菌群对人体是否有益，而在于它本身是不是有“落脚点”且黏附得够不够牢，同时它还会遭受原来肠道菌群所形成的联合排外的压力。正因为如此，常导致你希望补充进来的菌群“穿肠过”。不仅如此，补充进去的菌群对机体到底会不会产生副作用的问题尚不明确。
所以，很多科研团队仍在不断探索如何实现吃进去就能补进去的目的。这个想法实现背后，上面提及的“定植拮抗”的问题一定绕不过去。
要解决这个问题，首先需要知道健康人群、不同疾病患者的肠道菌群情况，还需要知道不同患者接受健康人群菌群的表现，才有可能对症处理。那么这个过程，需要对足够多的样本进行规模化研究，从而发现其中的规律，大数据研究就有了用武之地。
同济大学附属第十人民医院秦环龙教授领衔团队在这个方面进行了探索，研究成果获得了2021年上海市科技进步一等奖。
团队收录了近万例健康人群和各类疾病人群的肠道菌群数据，并对数千例患者采用“肠菌移植”治疗前后的肠道菌群进行测序，并构建了一个专门的数据库。目前，已经成功建立18种疾病的肠道菌群分类模型，为健康人群和疾病人群的精准配型提供指导，其中部分疾病的匹配成功率可以达到90%。
除了精准性，“肠菌移植”治疗的标准化也是非常重要的研究方向，也就是如何把健康人便便中的活性菌群通过现代化工业流程变成临床可使用的产品，包括脱色、除味等，你懂的。
回到最初的问题，即对于前沿科学发现跳过临床研究直奔市场应用的现象，加州大学洛杉矶分校的神经科学家埃默兰 · 迈尔（Emeran Mayer）表示“许多人其实是在利用销售补充剂赚了不少钱”。
至此，那些令人心动的产品是不是智商税，我想你心中一定有了答案。
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本文为科普中国 · 创作培育计划扶持作品
作者：游溪
审核：陶宁 中科院生物物理研究所 副研究员
出品：中国科协科普部
监制：中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司
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