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對于很多年輕人和青年人來說,父母被忽悠著要買什么保健品,還怎么勸都不聽,這可是人生一大難題,小編也聽過不少這樣的論調(diào):“保健品嘛,反正吃不好也吃不壞,只要不是特別貴的,買就買了吧,老人開心zui重要。”
不瞞大家說,在此之前,小編也是這么認(rèn)為的,可是zui近發(fā)表在《自然》上的一篇研究讓小編大吃一驚,美國貝勒醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn),一種隨處可見的保健品和食品添加劑——海藻糖竟然可以讓常見致病菌,艱難梭菌的高毒力亞型的毒力再提高數(shù)倍!而且在極低濃度下也一樣可以被艱難梭菌利用[1]。在同期配發(fā)的新聞觀點(diǎn)中,評論員甚至指出,這個研究可能正說明了海藻糖是2001-2006年間,歐美地區(qū)艱難梭菌感染大爆發(fā)的“有力推手”[2]。
艱難梭菌
海藻糖是一種非還原性天然二糖,在真菌、水藻、苔蘚和無脊椎動物等等中廣泛存在。海藻糖有一個別名叫做“生命之糖”,性質(zhì)穩(wěn)定,耐熱耐酸,還有抗腐蝕性。
作為保健品,海藻糖被認(rèn)為有改善骨質(zhì)疏松和抗輻射的作用,而且在2017年的《自然通訊》雜志上,還有研究人員發(fā)表研究,發(fā)現(xiàn)海藻糖可以清除動脈粥樣硬化的斑塊,保護(hù)心血管(《自然》子刊:科學(xué)家發(fā)現(xiàn)海藻糖新用處!激活巨噬細(xì)胞,治療動脈粥樣硬化 | 科學(xué)大發(fā)現(xiàn))。
而作為一種合法的食品添加劑,它首先因?yàn)樘鸲葍H有蔗糖的45%而成為一種甜味劑,在奶粉、巧克力、果凍和冰淇淋等食物中都可以添加。其次因?yàn)樾再|(zhì)穩(wěn)定,在食品加工過程中添加,可以延長食品的保質(zhì)期,抑制蛋白質(zhì)變性,對于油炸食品和肉類制品等脂肪含量較高的,添加海藻糖可以抑制脂肪酸化,保持食物風(fēng)味。這也意味著,海藻糖的應(yīng)用是非常廣泛的,可能在我們不注意的時候,就已經(jīng)悄悄進(jìn)入我們的肚子中了。
小編在零食架上找到的某品牌牛肉棒,配料里清清楚楚寫著“海藻糖”,小編以前吃過很多次,從來沒注意看過……
Robert Britton教授是貝勒醫(yī)學(xué)院的一名分子病毒學(xué)和微生物學(xué)教授,他有一個課題就是研究為什么近年來艱難梭菌感染變得越來越嚴(yán)重?因?yàn)閮H僅在美國,每年就約有50萬人感染,1.5-2.9萬人因此死亡。
而在我國,雖然缺少大規(guī)模的流行病學(xué)統(tǒng)計,但是華西醫(yī)院感染性疾病中心宗志勇教授在一項(xiàng)回顧性研究中表示,基于目前有限的研究,在我國部分大型教學(xué)醫(yī)院住院患者腹瀉產(chǎn)毒艱難梭菌的檢出率為11-22%,而在ICU中腹瀉者艱難梭菌感染為10-32%,與國外資料基本一致。這提示我國艱難梭菌感染其實(shí)并不少見,其發(fā)病率可能與西方國家接近[3]。
再說回Britton教授,他的團(tuán)隊在整理資料時發(fā)現(xiàn),2000年,F(xiàn)DA批準(zhǔn)海藻糖可以被添加到食品中,第二年,歐洲也批準(zhǔn)了。但是正如我們前面所說,2001-2006年間,艱難梭菌感染就大爆發(fā)了,Britton教授認(rèn)為這并不是一個巧合。
研究人員繪制的1985-2012年間海藻糖獲批和艱難梭菌感染暴發(fā)的時間線
從營養(yǎng)學(xué)和毒理學(xué)的角度來看,海藻糖沒有任何問題,但是麻煩就麻煩在,一些艱難梭菌喜歡以海藻糖為食,比如RT027和RT078兩種菌株。RT027的產(chǎn)毒素能力是其他類型艱難梭菌的十幾倍甚至幾十倍,30天內(nèi)死亡率超過5%[4];RT078雖然比RT027的產(chǎn)毒力稍弱,但還是高于其他艱難梭菌,易感人群年齡較低,疾病嚴(yán)重度和死亡率相似[5]。
研究人員發(fā)現(xiàn),在低濃度(10mM)的海藻糖培養(yǎng)基中,RT027和RT078都可以生長得很好,而大部分其他的艱難梭菌需要的海藻糖的濃度大約要5倍以上。這表明,低濃度的海藻糖就足夠被RT027和RT078利用,保證它們的生長繁殖。
同樣是艱難梭菌,它們兩個怎么這么特殊?研究人員在這次的研究中也探究了原因所在。首先對于RT027來說,有一種酶,TreA是代謝海藻糖所必需的,TreA的量與RT027代謝海藻糖的能力是正相關(guān)的。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),僅僅50μM的海藻糖就足夠讓TreA大量表達(dá),相較于其他類型艱難梭菌所需的50mM,這其中有1000倍的濃度差!
黑色為RT2027菌株,灰色為對照的RT053菌株
研究人員發(fā)現(xiàn),這種差距是RT027攜帶的遺傳變異導(dǎo)致的。艱難梭菌有一個轉(zhuǎn)錄抑制因子TreR,它能與海藻糖結(jié)合,從而抑制TreA酶的表達(dá),TreA酶少,代謝海藻糖的能力也就沒那么強(qiáng),普通的艱難梭菌就是這樣的。但是RT027的TreR中,一個氨基酸從亮氨酸變成了異亮氨酸,TreR的功能產(chǎn)生障礙,TreA酶的表達(dá)就“脫韁”了,大量的TreA酶使得RT027代謝海藻糖的能力大幅度上升,即使是很低濃度也不在話下。
而RT078能代謝低濃度海藻糖的原因和RT027還不太一樣,RT078不存在這種遺傳變異,但是所有的RT078菌株的基因序列中都有一組包含四個基因的基因簇的插入。這四個基因中有一個是可以特異性代謝海藻糖的磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)(PTS)中的一個轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的編碼基因,研究人員發(fā)現(xiàn),這個轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的存在正是讓RT078能在10nM濃度的海藻糖中生長的原因。
當(dāng)然,對海藻糖的利用能力是一方面,更重要的是細(xì)菌的殺傷力會不會也有所提高呢?實(shí)驗(yàn)證明,會的。研究人員將人的腸道微生物移植給了小鼠,又通過基因改造得到了TreA缺陷的RT027菌株 ,用這些菌株和正常的RT027菌株分別感染小鼠,然后在它們的飲用水中加入5mM濃度的海藻糖,發(fā)現(xiàn)小鼠的死亡率相差懸殊,缺陷組小鼠有33.3%,而正常組達(dá)到了78.6%!果然很毒啊。在感染48小時后,研究人員發(fā)現(xiàn)兩組小鼠的細(xì)菌荷載量其實(shí)并沒有什么差異,但是毒力檢測顯示,正常RT027菌株產(chǎn)生的毒素的水平明顯高于TreA缺陷菌株。
實(shí)線為TreA缺陷的RT027組小鼠,虛線為正常RT027組小鼠
研究人員還進(jìn)行了一個實(shí)驗(yàn),當(dāng)給小鼠都感染了正常RT027菌株后,一組小鼠的飲食中加入5mM的海藻糖,這個劑量模擬了人一次補(bǔ)充海藻糖的量(大約為300mM,一支冰淇淋中的海藻糖添加量差不多就是這樣),另一組則不加,結(jié)果與上一個實(shí)驗(yàn)相似,通過風(fēng)險比計算,補(bǔ)充了海藻糖的小鼠在感染RT027后的死亡風(fēng)險相比感染但不補(bǔ)充的增加了3倍多。
zui后,研究人員還對3名艱難梭菌感染,進(jìn)行了回腸造口術(shù)的志愿者的術(shù)后流出物進(jìn)行了檢測,發(fā)現(xiàn)感染了RT027菌株的患者有TreA酶的高表達(dá),而感染了RT053的患者則沒有,那么如果感染了RT027的患者攝入了一些海藻糖,RT027就可以借助海藻糖產(chǎn)生更多的毒素,加重患者的病情了。
對于這一研究結(jié)果,Britton教授表示, 2000年之后的艱難梭菌爆發(fā)可能也有其他的原因作祟,但是海藻糖應(yīng)該是一個關(guān)鍵的觸發(fā)因素。*作者James Collins博士認(rèn)為,這項(xiàng)研究的一個重要貢獻(xiàn)是讓我們意識到,我們以為的“非常安全”的食品添加成分,可能會帶來意想不到的負(fù)面后果[6]。美國科學(xué)和健康委員會(ACSH)也在評論文章中提出,盡管還有一些未解決的問題,但這項(xiàng)研究的意義是巨大的,對于艱難梭菌感染者和攜帶者來說,應(yīng)該考慮從飲食中“去除”海藻糖[7]。