多发性硬化症是一种免疫系统错误攻击大脑和脊髓的疾病，影响了美国近一百万人以及全球超过280万人。虽然遗传因素在多发性硬化症的风险中起作用，但环境因素如饮食、传染病和肠道健康也是主要贡献者。
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，如果一个双胞胎患病，另一个双胞胎有大约25%的几率也患病。而在基因共享50%的异卵双胞胎中，这一比率下降到约2%。
长期以来，科学家们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的问题，我和我的同事们采用了一种称为“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。
在我们新发表的研究中，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，强调了微生物组和肠道健康在这种疾病中的重要性。
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细菌肠道组成，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，其肠道细菌类型不同。
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，而通常与健康肠道相关的Prevotella细菌则较少。
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症状的小鼠至关重要。患有多发性硬化症样症状的小鼠粪便或肠壁中Akkermansia水平升高，而Bifidobacterium水平降低。
从实验室到床边
为了进一步探索这一点，我们用抗生素清除了小鼠的所有肠道细菌。然后，我们分别给予它们Blautia（在多发性硬化症患者中更高）、Prevotella（在健康个体中更常见）或对照细菌Phocaeicola（在多发性硬化症患者和非患者中均存在）。我们发现，接受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，这些小鼠已经表现出低水平的Bifidobacterium和高水平的Akkermansia。这表明这两种细菌之间的不平衡不仅可能是疾病的标志，而且还可以预测疾病的严重程度。
接着，我们检查了这种不平衡是否也出现在人类中。我们测量了爱荷华州多发性硬化症患者以及一项涵盖美国、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比例较低。这种不平衡不仅与多发性硬化症有关，还与更严重的残疾相关，使其成为比任何单一类型的细菌更强的疾病严重程度预测因子。
“有益”细菌如何变得有害
我们研究中最有趣的发现之一是，通常有益的细菌在多发性硬化症中可能会变成有害的。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。
先前的一项小鼠研究表明了类似的模式：病情严重的啮齿动物Bifidobacterium与Akkermansia的比例较低。在那项研究中，喂食富含植物雌激素（结构上类似于人类雌激素的化学物质，需要细菌分解以产生有益的健康效应）饮食的小鼠比那些没有植物雌激素饮食的小鼠发展出较轻的疾病。我们之前已经证明，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精确机制尚不清楚，但研究人员有一个理论。这两种细菌都消耗黏蛋白，一种保护肠道内壁的物质。然而，Bifidobacterium既消耗又产生黏蛋白，而Akkermansia只消耗它。当Bifidobacterium水平下降时，例如在炎症期间，Akkermansia会过度消耗黏蛋白并削弱肠道内壁。这个过程可能会引发更多的炎症，并可能促进多发性硬化症的发展。
我们发现Bifidobacterium与Akkermansia比例可能是多发性硬化症严重程度的关键标志，这有助于改善诊断和治疗。这也突显了失去有益肠道细菌可能导致其他肠道细菌变得有害，尽管目前尚不清楚改变某些微生物的水平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一个有希望的新方向。
Ashutosh Mangalam是爱荷华大学病理学副教授。本文最初发表于The Conversation。
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