人們?cè)谧鲲垥r(shí)大多不會(huì)考慮各種蔬菜混合并成為一道菜的過程中所產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)。更重要的是飯后這些食物在人體內(nèi)的反應(yīng)。比如當(dāng)一塊面包經(jīng)過消化系統(tǒng)時(shí)，生活在我們腸道中的數(shù)以萬(wàn)億計(jì)的微生物開始幫助身體分解面包來吸收營(yíng)養(yǎng)。由于人體無(wú)法消化某些物質(zhì)（例如至關(guān)重要的纖維），微生物就會(huì)站出來幫助人類完成其無(wú)法完成的化學(xué)反應(yīng)。
“但這種微生物代謝也可能會(huì)是有害的，”艾米麗·巴爾斯庫(kù)斯教授實(shí)驗(yàn)室的研究生邁尼雷克達(dá)爾(Maini Rekdal，該研究第一作者)說?！?span style="margin: 0px;padding: 0px;border: 0px;outline-style: initial;outline-width: 0px;vertical-align: baseline;background: 0px 0px;-webkit-tap-highlight-color: transparent;font-weight: 700;color: rgb(51, 51, 51);">腸道微生物也能咀嚼藥物，而且通常會(huì)有危險(xiǎn)的副作用，比如藥物或許到達(dá)不了身體內(nèi)的預(yù)定目標(biāo)、也許會(huì)突然變得有毒、也許藥效會(huì)被降低等”
Maini Rekdal和加州大學(xué)舊金山分校的合著者描述了第一個(gè)關(guān)于微生物如何干擾藥物在體內(nèi)的預(yù)定路徑的具體例子。他們將重點(diǎn)放在治療帕金森病的主要藥物左旋多巴(L-dopa)上，確定了哪些細(xì)菌負(fù)責(zé)降解藥物，以及如何阻止這種微生物干擾。
帕金森氏癥攻擊大腦中產(chǎn)生多巴胺的神經(jīng)細(xì)胞，如果沒有多巴胺，身體就會(huì)出現(xiàn)震顫、肌肉僵硬以及平衡和協(xié)調(diào)問題。左旋多巴將多巴胺傳遞到大腦以緩解癥狀。但實(shí)際上只有1%到5%的藥物到達(dá)大腦。
這個(gè)數(shù)字及該藥的療效因患者而已。自從20世紀(jì)60年代末L-dopa的引入以來，研究人員已經(jīng)知道，人體的酶可以分解腸道中的L-dopa，阻止藥物到達(dá)大腦。因此，制藥業(yè)引進(jìn)了一種新藥卡比多帕，來阻止微生物代謝左旋多巴。綜合來看，這種療法似乎是奏效了。
“即便如此，仍有很多新陳代謝無(wú)法得到解釋，而且人與人之間的差異也非常大”Maini Rekdal說。這種差異是產(chǎn)生很大一個(gè)問題：即導(dǎo)致藥物不僅是對(duì)某些患者效果差，而且如果左旋多巴在腦外被轉(zhuǎn)化為多巴胺，會(huì)引起包括嚴(yán)重的腸胃不適和心率失調(diào)等副作用。如果進(jìn)入大腦的藥物很少，患者往往會(huì)加大劑量來控制癥狀，這可能會(huì)反過來加劇那些副作用。
Maini Rekdal推測(cè)微生物（細(xì)菌）可能是左旋多巴減少甚至消失的原因。由于之前的研究表明，抗生素可以改善人體對(duì)左旋多巴的反應(yīng)，所以科學(xué)家推測(cè)細(xì)菌可能是罪魁禍?zhǔn)住２贿^，目前還無(wú)法確定具體是哪些細(xì)菌可能是罪魁禍?zhǔn)?，以及它們?nèi)绾我约盀楹螘?huì)“食用”這種藥物。
因此，Maini Rekdal和他的團(tuán)隊(duì)展開了一項(xiàng)調(diào)查，這種不尋常的化學(xué)物質(zhì)（由左旋多巴轉(zhuǎn)化為多巴胺的介質(zhì)）是他們的第一個(gè)線索。
很少有細(xì)菌酶能完成這種轉(zhuǎn)化。但是，有相當(dāng)一部分可以與酪氨酸（一種類似于左旋多巴的氨基酸）結(jié)合。而在這其中有一種來自于經(jīng)常在牛奶和腌菜中發(fā)現(xiàn)的食物微生物（短乳桿菌），它可以同時(shí)容納酪氨酸和左旋多巴。
以人類微生物項(xiàng)目為參照，Maini Rekdal和他的團(tuán)隊(duì)通過對(duì)細(xì)菌DNA的研究來確定哪些腸道細(xì)菌具有編碼類似酶的基因。有一些符合標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)菌，但只有糞便腸球菌每次都能吃下所有的左旋多巴。
這一發(fā)現(xiàn)為研究小組提供了第一個(gè)強(qiáng)有力的證據(jù)，證明糞腸桿菌和細(xì)菌酶（依賴PLP的酪氨酸脫羧酶或酪氨脫羧酶）與左旋多巴代謝有關(guān)。
人體內(nèi)的一種酶可以而且確實(shí)在腸道中將左旋多巴轉(zhuǎn)化為多巴胺，而卡比多帕的作用就是阻止這種反應(yīng)。然而，研究小組想知道，為什么糞腸球菌酶會(huì)逃脫卡比多帕的影響?
盡管人類和細(xì)菌的酶執(zhí)行完全相同的化學(xué)反應(yīng)，細(xì)菌的酶看起來只是有點(diǎn)不同。Maini Rekdal推測(cè)卡比多帕可能無(wú)法穿透微生物細(xì)胞，或者微小的結(jié)構(gòu)變異可能阻止藥物與細(xì)菌酶相互作用。如果這是真的，其他針對(duì)宿主的治療方法可能和卡比多帕一樣，對(duì)類似的微生物機(jī)制無(wú)效。
但原因可能并不重要。Rekdal和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種能夠抑制細(xì)菌酶的分子。
“這種分子在不殺死細(xì)菌的情況下關(guān)閉了不必要的細(xì)菌新陳代謝;它只針對(duì)一種非必需的酶，”Maini Rekdal說。這種化合物和類似的化合物可以為開發(fā)新的藥物來改善帕金森氏癥患者的左旋多巴治療提供一個(gè)起點(diǎn)。
該研究并未止步于此，他們又進(jìn)一步揭開了左旋多巴在微生物細(xì)菌代謝中的第二部。糞腸桿菌將藥物轉(zhuǎn)化為多巴胺后，另一種生物將多巴胺轉(zhuǎn)化為另一種化合物，間酪胺。
為了找到第二種細(xì)菌，Maini Rekdal繼續(xù)利用微生物群，并用糞便樣本進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。他讓微生物群進(jìn)行達(dá)爾文法則下適者生存游戲，給成群的微生物喂多巴胺，看哪一種更繁榮。
遲緩埃格特菌贏了。這個(gè)細(xì)菌消耗多巴胺，產(chǎn)生間酪胺作為副產(chǎn)品。即使對(duì)化學(xué)家來說，這種反應(yīng)很有挑戰(zhàn)性?！霸趯?shí)驗(yàn)臺(tái)上是不可能做到這一點(diǎn)的，”Maini Rekdal說，“而在此之前，沒有發(fā)現(xiàn)任何一種酶可以完成這種精確的反應(yīng)?！?/span>
間酪胺副產(chǎn)物可能導(dǎo)致一些有害的左旋多巴副作用，這需要做更多的研究。但是，除了對(duì)帕金森患者的影響，遲緩埃格特菌的新化學(xué)反應(yīng)提出了更多的問題：為什么細(xì)菌會(huì)適應(yīng)使用多巴胺（多巴胺通常與大腦有關(guān)）？腸道微生物還能做什么?這種化學(xué)過程會(huì)影響我們的健康嗎?
所有這些都表明，腸道細(xì)菌可能對(duì)服用左旋多巴的不同患者在副作用和療效方面的顯著差異有重要影響?！?/span>
但這種細(xì)菌干擾可能并不僅限于左旋多巴和帕金森病。他們的研究可以引導(dǎo)更多的工作去發(fā)現(xiàn)到底是誰(shuí)在我們的腸道中，它們可以做什么，以及它們?nèi)绾斡绊懳覀兊慕】?，是好還是壞。
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