趙立平認(rèn)為，應(yīng)該從更微觀的層面，比如“種”的層面去追溯菌群與肥胖的關(guān)系。在2009年發(fā)表在《國(guó)際微生物生態(tài)學(xué)會(huì)會(huì)刊》(英文簡(jiǎn)稱ISME會(huì)刊)上的一篇論文中，趙立平和同事們將小鼠從正常飲食轉(zhuǎn)變?yōu)楦咧嬍常种匦伦屍浠謴?fù)正常飲食，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了80種與飲食改變相關(guān)的細(xì)菌。根據(jù)進(jìn)一步分析，在肥胖時(shí)，小鼠體內(nèi)較多的是可以產(chǎn)生內(nèi)毒素的細(xì)菌，如硫酸鹽還原菌。內(nèi)毒素可導(dǎo)致人體出現(xiàn)慢性炎癥，而炎癥則是身體開(kāi)始被破壞的先兆。吃高脂飼料越多，這類細(xì)菌就越多。在健康的小鼠體內(nèi)，較多的是雙歧桿菌一類的有益菌。硫酸鹽還原菌屬于“變形菌門(mén)”，雙歧桿菌則屬于“放線菌門(mén)”，兩個(gè)菌都與戈登提到的那兩個(gè)門(mén)無(wú)關(guān)。
對(duì)肥胖的追根窮源遠(yuǎn)未結(jié)束。趙立平選擇了一名體重175公斤、26歲的男性大胖子，試圖從他身上探索肥胖的致病菌。“醫(yī)學(xué)上一般認(rèn)為，對(duì)于這么胖的人，營(yíng)養(yǎng)干預(yù)和運(yùn)動(dòng)干預(yù)都是無(wú)效的，唯一的辦法是做胃腸的繞道手術(shù)。如果我們能夠通過(guò)改變飲食來(lái)調(diào)整腸道菌群，使他瘦下來(lái)，那就說(shuō)明我們的理論立得住。”趙立平說(shuō)。
在進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)干預(yù)前，這名肥胖者腸道內(nèi)最優(yōu)勢(shì)的菌群是陰溝腸桿菌，但干預(yù)4周后這種細(xì)菌就幾乎檢測(cè)不到了。在9周減重30公斤后，患者的身體狀況從“三高”等嚴(yán)重的代謝紊亂狀態(tài)逐步恢復(fù)正常。整個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，他總共減了51.4公斤的重量。
趙立平懷疑陰溝腸桿菌可能是引發(fā)患者炎癥和代謝紊亂的元兇，便將經(jīng)過(guò)處理的該菌接種到無(wú)菌鼠體內(nèi)，同時(shí)喂以高脂飼料。結(jié)果，小鼠嚴(yán)重地發(fā)胖，其肥胖程度與對(duì)照組——吃同樣飼料的正常有菌小鼠是一樣的，而且還出現(xiàn)了糖尿病的特征——胰島素抵抗。由于戈登等人已經(jīng)證明無(wú)菌小鼠吃高脂飼料不會(huì)肥胖，因而可以推論，陰溝腸桿菌是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)可導(dǎo)致肥胖與代謝紊亂的腸道細(xì)菌。
由于趙立平的這一實(shí)驗(yàn)滿足“科赫法則”——確認(rèn)疾病病原體的金科玉律，因此可以說(shuō)，陰溝腸桿菌是人體肥胖和代謝紊亂的致病菌之一。之所以說(shuō)是“之一”，趙立平說(shuō)，由于人的腸道菌群千差萬(wàn)別，他們推測(cè)，導(dǎo)致肥胖的細(xì)菌可能有多種。因而，他們的這項(xiàng)工作有開(kāi)創(chuàng)性意義：它為鑒定更多的參與肥胖和代謝紊亂發(fā)生、發(fā)展的腸道細(xì)菌奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)也建立了一種新的肥胖模型，可用于藥物篩選、療效評(píng)價(jià)和機(jī)理研究諸多方面。這項(xiàng)最新的研究成果于近日在線發(fā)表在ISME會(huì)刊上。
研究腸道菌群與肥胖及糖尿病的關(guān)系，對(duì)于中國(guó)人來(lái)說(shuō)有更重要的含義。在過(guò)去30年里，中國(guó)人的糖尿病發(fā)病率由最初的不到1%升至今天的10%。這主要還是環(huán)境的變化，尤其是飲食結(jié)構(gòu)變化所引起的。趙立平說(shuō)，不同人種對(duì)代謝性疾病的抵抗力是不同的，也就是說(shuō)，白種人即使很胖也不一定患病，而中國(guó)人稍微一胖就容易得病。因此，搞清楚什么樣的膳食結(jié)構(gòu)與腸道菌群可以避免肥胖，是中國(guó)在腸道菌群領(lǐng)域最值得深挖的方向。
追尋“藥食同源”
從南京農(nóng)業(yè)大學(xué)分子植物病理學(xué)專業(yè)博士畢業(yè)的趙立平，工作之后接觸的，無(wú)非是“如何用有益菌來(lái)防治大白菜腐爛”之類的問(wèn)題。一天，研究畜牧問(wèn)題的同事告訴他，聽(tīng)說(shuō)細(xì)菌可以用來(lái)治療豬和雞的腹瀉，但不知怎么做。這引起了趙立平的好奇，他給了同事一些菌群，其中有一兩種菌果然有效。趙立平從此對(duì)動(dòng)物腸道菌群產(chǎn)生了強(qiáng)烈的興趣。從那以后，他逐漸把研究方向鎖定在研究人體內(nèi)微生物菌群與健康的關(guān)系上。
與此同時(shí)，趙立平自己漸漸變成了腰圍115厘米的胖子。婚后兩年，他收獲了博士學(xué)位和一個(gè)女兒，以及20公斤的贅肉。后來(lái)他去康奈爾大學(xué)做博士后，在美國(guó)又胖了10公斤，高血壓、高血糖、高膽固醇“三高”的癥狀也相繼出現(xiàn)，眼看著他的體型將沿著一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中年男人的走勢(shì)肆無(wú)忌憚地發(fā)展下去。他曾經(jīng)試過(guò)節(jié)食和跑步，但沒(méi)有什么作用。在讀到戈登的文章后，他打算將這一成果先用到自己身上驗(yàn)證驗(yàn)證。