科学早已知道，肠道中的数万亿细菌有助于食物的消化并抵御感染。
一项全面的综述现在显示，肠道微生物组的作用远不止于此：它在全身范围内协调免疫平衡，帮助保持DNA的良好状态，并可能作为刹车或加速器来影响衰老过程本身。
肠道平衡与失衡
在优生状态下，平衡的肠道微生物组保持肠道内壁紧密，阻止有害入侵者，并防止免疫系统发炎。
但当这种平衡被打破——由于抗生素、不良饮食、慢性压力或疾病——肠道屏障变得“渗漏”。这种失衡允许细菌碎片和毒素进入血液，从而在远离肠道的地方触发免疫警报。
免疫细胞上的Toll样受体检测到这些微生物信号。如果它们频繁激活，身体会进入一种持续的炎症状态。
该综述描述了这种级联反应如何通过肠-肺轴影响肺部。它还通过神经、激素和短链脂肪酸（SCFAs）——当肠道细菌消化膳食纤维时产生的抗炎分子——影响大脑。
病例研究表明，不健康的微生物组与COVID-19、哮喘、自身免疫性疾病、情绪障碍和人畜共患病的不良结果有关。信息很明确：发生在肠道的事情很少仅限于肠道。
微生物对DNA的帮助或伤害
肠道居民还制造与结肠内壁细胞接触的化学物质。一些化合物，如丁酸盐和丙酸盐等短链脂肪酸，促进准确的DNA修复。
其他化合物则相反。某些大肠杆菌、志贺氏菌和沙门氏菌菌株产生毒素——例如colibactin、伤寒毒素和致细胞肿胀毒素——这些毒素会切割DNA的双螺旋结构或破坏p53蛋白，这是一种关键的肿瘤抑制因子。
随着时间的推移，反复的损伤可以播种突变并促进结直肠癌的发展。表观遗传变化，即在DNA或组蛋白上添加化学标签，进一步根据占主导地位的微生物种类倾斜平衡，要么朝向稳定，要么朝向基因组混乱。
衰老与微生物失衡
随着人们年龄的增长，免疫系统自然会失去活力——这一过程称为免疫衰老。肠道相关淋巴组织萎缩，响应新感染的幼稚T细胞供应减少；树突状细胞和调节性T细胞失去精细调控能力。
如果存在失衡，这些损失会加速。有益的树突状细胞会转变为促炎模式，由此导致的慢性炎症——通常称为“炎症老化”——会反馈损害微生物组，形成一个恶性循环。
短链脂肪酸再次显示出其价值：足够的水平可以收紧肠道屏障，平息过度活跃的免疫细胞，并控制炎症。
渗漏的肠道，渗漏的大脑
屏障破坏不仅仅是肠道问题。高度渗透性允许微生物产物和炎症分子到达肝脏、关节、血管和大脑。
综述中引用的研究将短链脂肪酸的减少和内毒素的升高与阿尔茨海默病和其他神经退行性疾病中观察到的神经炎症联系起来。
大脑的免疫细胞——小胶质细胞——对来自肠道的信号作出反应，释放细胞因子。这会损害神经元并加速认知衰退。
DNA损伤与炎症
炎症会产生活性氧——这些有害分子会切开DNA并阻碍修复酶的功能。
反过来，DNA损伤会激活细胞报警系统，如NF-κB，从而泵出更多的炎症细胞因子。综述称这种相互关系为“DNA损伤-炎症循环”。
打破这个循环可能会减缓癌症发展和功能衰退。短链脂肪酸再次显得有用：它们松开紧密的染色质，使修复机制能够接触到断裂的DNA链，并影响调控基因活性的DNA甲基化模式。
微生物组的空白
尽管有许多关联，作者指出大多数研究都是快照，难以证明因果关系。
微生物组因遗传、饮食、地理和生活方式而异。这种多样性使得寻找普遍的“好”或“坏”细菌变得复杂。
取而代之的是，出现了功能特征的概念——如高丁酸盐或低毒素水平等化学输出，表明一个健康的生态系统。
多组学工具现在允许研究人员在同一样本中编目细菌基因（宏基因组学）、它们释放的分子（代谢组学）以及宿主自身的反应（转录组学和表观基因组学）。
结合这些层次有望揭示早期标记危险失衡的标志物，并指导个性化干预。
针对肠道的治疗即将到来
未来的治疗方法可能包括设计益生菌以提高短链脂肪酸的产量、针对个体微生物缺陷的高纤维饮食，或阻断微生物毒素的小分子药物。
粪便微生物移植——仍处于实验阶段——已经显示出对复发性艰难梭菌感染的成功，并可能有一天被改进用于癌症预防或健康老龄化。
为什么肠道平衡很重要
综述将肠道微生物组描绘成连接免疫、DNA完整性和衰老速度的中心枢纽。
一个繁荣的微生物群落有助于维持强大的屏障，训练免疫系统适当反应，并保持基因守护者的职责。
扰乱这个社区，后果会向外扩散。慢性炎症上升，DNA修复失效，与年龄相关的疾病势头增强。
因为每个程度的微生物平衡都很重要，作者总结说，保持或恢复这种平衡应该与锻炼、饮食和睡眠一样，成为长寿和健康生活的支柱。
该研究发表在《探索性研究与医学假设》杂志上。
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