多发性硬化症是一种由于免疫系统错误地攻击大脑和脊髓而引起的疾病。在美国，这种疾病影响了近100万人，在全球范围内则有超过280万人受到影响。虽然遗传因素在多发性硬化症的风险中起作用，但饮食、传染病和肠道健康等环境因素也是主要的贡献者。
环境在决定谁会患上多发性硬化症方面起着关键作用，这一点从双胞胎研究中可以看出。在基因完全相同的同卵双胞胎中，如果一个双胞胎患有该病，另一个双胞胎患病的概率约为25%。而在基因共享50%的异卵双胞胎中，这一概率降至约2%。
科学家们长期以来一直怀疑肠道细菌可能会影响一个人患多发性硬化症的风险。然而，迄今为止的研究结果并不一致。
为了解决这些不一致，我和我的同事们采用了一种研究人员称之为“床边到实验室再到床边”的方法：从多发性硬化症患者的样本开始，在实验室中对这些样本进行实验，然后在患者中验证我们的发现。
在我们最近发表在《美国国家科学院院刊》上的研究中，我们发现肠道中两种细菌的比例可以预测多发性硬化症患者的病情严重程度，这突显了微生物组和肠道健康在该疾病中的重要性。
从床边到实验室
首先，我们分析了多发性硬化症患者的化学和肠道细菌组成，确认他们存在肠道炎症，并且与没有多发性硬化症的人相比，他们的肠道细菌类型不同。
具体来说，我们发现一组名为Blautia的细菌在多发性硬化症患者中更为常见，而Prevotella这种通常与健康肠道相关的细菌在这些患者中的数量较少。
在另一项小鼠实验中，我们观察到两种肠道细菌Bifidobacterium和Akkermansia之间的平衡对于区分患有或未患有多发性硬化症样疾病的鼠类至关重要。患有类似多发性硬化症症状的小鼠粪便或肠道内壁中Akkermansia水平较高，而Bifidobacterium水平较低。
从实验室到床边
为了进一步探索这一点，我们用抗生素处理小鼠以去除它们所有的肠道细菌。然后，我们分别给予Blautia（在多发性硬化症患者中更高）、Prevotella（在健康患者中更常见）或一种对照细菌Phocaeicola（在多发性硬化症患者和非患者中都存在）。我们发现，带有Blautia的小鼠出现了更多的肠道炎症和更严重的多发性硬化症样症状。
即使在症状出现之前，这些小鼠的Bifidobacterium水平较低，而Akkermansia水平较高。这表明这两种细菌之间的失衡不仅可能是疾病的标志，还可能预测疾病的严重程度。
随后，我们检查了这种失衡是否也出现在人类身上。我们测量了爱荷华州多发性硬化症患者以及跨越美国、拉丁美洲和欧洲的研究参与者的Bifidobacterium adolescentis和Akkermansia muciniphila的比例。
我们的发现是一致的：多发性硬化症患者的Bifidobacterium与Akkermansia的比例较低。这种失衡不仅与多发性硬化症相关，还与更严重的残疾相关，使其成为比任何单一类型细菌更强的疾病严重程度预测指标。
有益细菌如何变成有害细菌
我们研究中最有趣的一个发现是，通常有益的细菌在多发性硬化症中可能会变得有害。Akkermansia通常被认为是有益细菌，但在多发性硬化症患者中却变得有问题。
一项先前的小鼠研究表明了类似的模式：病情严重的鼠类Bifidobacterium与Akkermansia的比例较低。在这项研究中，喂食富含植物雌激素（结构类似于人类雌激素的化学物质，需要通过细菌分解才能产生有益的健康效果）的鼠类比喂食不含植物雌激素的鼠类发展出较轻的疾病。此前，我们已经表明多发性硬化症患者缺乏能够代谢植物雌激素的肠道细菌。
尽管Bifidobacterium与Akkermansia比例与多发性硬化症之间的确切机制尚不清楚，但研究人员有一个理论。这两种类型的细菌都消耗黏液素，这是一种保护肠道内壁的物质。然而，Bifidobacterium既能消耗又能产生黏液素，而Akkermansia只能消耗它。当Bifidobacterium水平下降时，例如在炎症期间，Akkermansia过度消耗黏液素并削弱肠道内壁。这个过程可以引发更多的炎症，并可能促进多发性硬化症的进展。
我们的发现表明，Bifidobacterium与Akkermansia的比例可能是多发性硬化症严重程度的关键标志，有助于改善诊断和治疗。这也强调了失去有益肠道细菌可能导致其他肠道细菌变得有害，尽管尚不清楚改变某些微生物的数量是否会影响多发性硬化症。
虽然更多研究可以帮助澄清肠道微生物组与多发性硬化症之间的联系，但这些发现为理解和治疗这种疾病提供了新的方向。
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