多亏了冷冻干燥技术,我们可以在户外冲泡出浓郁的咖啡,也可以在办公室制作带有果肉的橙汁。随着冻干技术进入医学界,我们未来还能足不出户,在家还原出新鲜的……粪便。
先别笑,这真的是正经研究!在英国,一支科研团队正试图利用粪便冻干,应对病原体抗药性给人类健康带来的威胁。

冻干技术是一种将物料冻结后,在真空环境中使冰直接升华成水蒸气,实现物料脱水干燥的方法 图片来源:empire freezing drying
当我们因细菌感染生病时,有时会使用抗生素治疗。但在治疗过程中,病原体细菌可能会发生基因突变,使抗生素对其失效,这就是所谓的细菌耐药性。当一种病原体细菌同时对多种抗生素具有耐药性时,它就成为了医生口中的“超级细菌”。
很多超级细菌栖息于人类肠道中,当其他菌群被抗生素杀得溃不成军时,超级细菌却凭借着耐药性“独领风骚”,越来越强。这导致患者的病症屡治不愈,反复发作,甚至到最后无药可医。

这是一台小型冻干机,科学家在干燥真菌孢子试剂 图片来源:Wikipedia by Susato
看似无解之时,科学家发现一个健康的肠道菌群系统会抑制超级细菌增长,将其控制在相对安全的水平。那么,如何才能将正常运作的肠道菌群植入患者体内呢?
科学家将目光聚焦到了健康人群的粪便上。
粪便治腹泻
看似奇葩的粪便冻干并非毫无来由,它的源头可以追溯到十多年前治疗艰难梭状芽孢杆菌感染时兴起的“粪便微生物移植术”。
2009 年初,79 岁的玛丽恩因为患上憩室炎,去美国罗德岛州的医院看病,医生为她开了几副抗生素类药物。吃了几周后,玛丽恩开始出现严重腹泻。经诊断,医生发现她不幸被艰难梭状芽孢杆菌感染。

粪便样本中的艰难梭菌 图片来源:Wikipedia by CDC
艰难梭状芽孢杆菌(以下简称艰难梭菌)原本是人类肠道内的正常菌群成员,但当不规范使用抗生素时,可能会导致肠道菌群失调,艰难梭菌大量繁殖。艰难梭菌感染的主要症状是腹泻和肠炎,严重时,患者甚至需要坐轮椅和穿纸尿布。
玛丽恩不得不开始治疗新病,于是,医生又为她开了几副常用的广谱抗生素。刚开始服药时,腹泻确实有所缓解,但停药几天后,症状便重新出现。这样来来回回跑了 4 次医院后,医生对玛丽恩说他已经用尽了所有办法,建议她去找布朗大学医学院的科琳·凯莉聊聊。

万古霉素和非达霉素是治疗艰难梭菌感染的常用抗生素 图片来源:网络
那时,科琳正在尝试一种治疗艰难梭菌感染的新方法。
她对玛丽恩说,人类肠道中的有益菌群会维持一个微妙平衡,从而防止病原体细菌失控。当使用抗生素时,这种平衡会被暂时打破,但过一段时间后通常能自行恢复。玛丽恩的肠道菌群失去了自动复原的能力,所以可以将健康人的粪便稀释后植入她的肠道,重建健康的肠道环境。这种方法叫粪便微生物移植。
被疾病困扰的玛丽恩决定试一试,并将 49 岁的儿子选为供体来源。科琳先确认收集到的粪便符合卫生标准,然后将其稀释,接着用结肠镜检查设备将新鲜粪便喷射进玛丽恩的肠道。两天后,玛丽恩的腹泻停了下来,而且再也没复发过。
实际上,玛丽恩康复时,已经有医生开始使用粪便移植技术治疗艰难梭菌感染。但由于当时缺乏对该方法的正经研究,不少医护人员对其持怀疑态度,或单纯觉得它恶心。
2013 年,《新英格兰医学杂志》发表了首个针对粪便移植技术的随机对照试验,证明了其有效性。在 16 名接受粪便移植的患者中,13 人在接受一次移植后痊愈,2 人在接受两次移植后痊愈,有效率达 94%,远超抗生素疗法。

粪便微生物移植流程的大体图示 图片来源:MDPI
后续,随着越来越多实验结果公布,英国、美国、法国等国家的医疗监管机构,陆续批准了粪便移植疗法。粪便开始变得具有医疗价值。
大便战超级细菌
虽然艰难梭菌是人类肠道的原住民,但在某些方面,它很像对多种抗生素具有耐药性的超级细菌。很多超级细菌栖息于肠道中,当它们意外出走时,还可能造成尿路或血液感染。因此,将肠道中的超级细菌清除掉,无疑是最好的预防和治疗方法。
一支来自英国的研究团队,从粪便微生物移植技术中得到启发,试想能否用类似方法解决病原体抗药性给人类健康带来的威胁。这项研究发表在了7月的《感染》期刊上。

新研究共招募到 41 名受试者,他们在过去半年内都有被超级细菌感染的经历。其中,20 人作为对照组服用安慰剂,21 人服用粪便冻干胶囊。
粪便冻干的来源是专门的“粪便银行”,研究者先对每块粪便进行检测确保不含任何有害微生物,然后取出粪便中未完全消化的食物残渣,最后通过冷冻干燥技术将它们变为粉末,再封装进胶囊中。这种胶囊外壳能顺利挺过胃部,到达肠道后才开始溶解。

实验中使用的粪便冻干胶囊 图片来源:GSTT
结果发现,虽然两组受试者肠道中的超级细菌含量均有所下降,但“粪便冻干组”下降得更加突出。此外,和试验前相比,服用粪便冻干的受试者肠道菌群变得更加丰富,这意味着对病原体拥有更强的抵抗力。一个月后,他们的肠道中甚至还能检测出供体的细菌。
该文章的作者之一布莱尔·梅里克认为,此次试验的小规模成功,为今后更大规模的研究奠下了良好基础。如果大规模试验同样证实粪便冻干有效,那么可能会为超级细菌的治疗和预防带来突破性变革。

文章领衔作者布莱尔·梅里克,伦敦盖伊与圣托马斯医院研究员 图片来源:网络
笔者认为,此次新试验最成功的地方在于粪便冻干,毕竟之前的粪便移植有些过于“直白”:大便需要在 6 小时内移植;汤汤水水的状态难免让人感到反胃;有些机构还是用鼻导管将新鲜粪便输进肠道,虽然导管密闭不会漏味……
不过这样一则针对 162 名患者的调查又改变了我的看法。在仅看疗效时,85%的受访者(138 人)选择接受粪便移植,当被告诉该方法的本质就是接受陌生人的新鲜粪便时,仅有为数不多的 16 人改为使用抗生素。

2050 年,预计全球每年有 191 万人死于抗生素耐药性感染 图片来源:网络
确实,在备受疾病长期折磨时,只要有痊愈的希望,人们大概都愿意奋力一搏。在生命面前,任何困难都显得不值一提。
如果有需要的话,你能接受粪便冻干吗?
来源:科普中国