腸道微生物相 |圖像來源／iStock.com/ChrisChrisW
試想有一群細胞，數量約1014（百兆級），約人體細胞總數1013（十兆級）的十倍之多，存在於您我的腸道之中，總重約有二公斤，其基因總量更是人體的500倍，您能忽略這群細胞的存在嗎？過去的研究認為，這些微生物能在我們身體各部位形成聚落，讓其他致病菌無法靠近繁殖，在維持人體健康上扮演重要角色，與人體形成一種共生關係。這群細胞正是微生物們—與人類相關的微生物相（human microbiota），除可以調控我們的健康外，還有心情、口味、胖瘦！
腸道可謂人體最大的免疫器官，腸道中的菌叢經由演化與人類的免疫系統有著密切的關係，且依據不同的研究估計，可能有數百甚至近千種細菌共生於人類腸道之內。近年來的研究更證實，腸道菌叢藉由它們的分泌蛋白或是代謝產物，直接或間接地影響我們的免疫系統或是更直接地殺死致病菌。因此，腸道菌相（gut microbiota）的平衡，與人體肥胖代謝疾病、自體免疫疾病、癌症與精神及神經退化等疾病皆有密切關聯，可視為人類維持健康重要的共生夥伴。
一般情況下，腸道菌相在宿主中能夠達到穩定的動態平衡，然而，許多文獻指出，人類疾病的發生，往往與微生物相的變化相關，例如：抗生素的濫用導致腸道菌的大量死亡、宿主免疫力下降時，某些微生物轉成致病菌、某些微生物產生對宿主不好的代謝產物，造成宿主代謝性疾病等。而這些變化也使我們瞭解到，腸道微生物相的多樣性以及各菌種之間所占的比例，能夠與人類疾病產生關聯，而腸道微生物體註1（gut microbiome）研究的目的，正是為解開這些隱藏而未探知的線索。
國衛院免疫醫學研究中心高承源博士研究團隊近年來著重於腸道微生物菌叢、肥胖與慢性發炎的研究。他們已知，在實驗小鼠模式中，高油脂飼料會造成小鼠的腸道菌相失衡，導致慢性輕微發炎與肥胖。在一次誘導肥胖的動物實驗中，研究團隊發現，剔除掉「雙特異性去磷酸酶六（dusp6）基因」的小鼠竟然吃不胖！因此進一步探究dusp6基因剔除小鼠吃不胖的原因。
- 研究團隊利用細菌16S rRNA基因次世代定序分析發現，dusp6基因剔除小鼠帶有與野生型（正常）小鼠不同的獨特腸道菌相，在餵食高油脂飼料的情況下，dusp6基因剔除小鼠能抵抗高油脂飼料所造成的腸道菌相失衡，抑制發炎反應，達到抑制肥胖的效果。
- 進一步將dusp6基因剔除小鼠的腸道菌相經由糞菌移植註2（fecal microbiota transplant, FMT）至野生型小鼠體內，發現接受移植的小鼠不僅體內能量的消耗量增大了，由高油脂飼料造成的體重增加、脂肪生成與脂肪肝的症狀也明顯減少。
- 為了瞭解dusp6基因與腸道菌相的關係，研究團隊進一步研究證實， 「dusp6基因剔除」會增強腸道上皮細胞的緊密度、降低腸道通透性，可維持腸黏膜與腸道菌相之間的平衡，避免細菌內毒素滲漏至血液循環而引起全身性慢性發炎。此外，dusp6基因剔除更顯示能降低高油脂飼料引起的T細胞發炎反應，可穩定腸道免疫調節來維持有利於宿主代謝的腸道菌相。
此項研究證實除了已知的飲食因素之外，遺傳基因對腸道菌相的平衡亦有關鍵作用，且可透過調控dusp6基因來穩定有益於宿主代謝的腸道菌叢生態，而這個機制可應用於肥胖及相關代謝疾病的治療或預防上。目前，許多大型的微生物體研究計畫在世界各地展開，已有大量的研究證明腸道菌叢與多種慢性疾病以及癌症的免疫治療成效有相關。如果能夠瞭解患者的腸道菌相，或進一步地修正成合適的腸道菌相，希望將來可幫助全民改善身體健康。
參考資料：
註記：
- 將微生物集體基因組定義，則另稱為微生物體（microbiome）。
- 糞菌移植是由腸道健康個體身上取得益生糞菌，移植到患者腸道的治療。
撰文者／阮振維、張程翔、高承源 |文字編輯／劉盈秀、李岳倫
資料及圖片來源／阮振維、張程翔、高承源、Pixabay/LJNovaScotia