狗狗的粪便被什么吃掉？
动物肠道里的微生物群落是地球上最复杂的有机体聚集之一，对于维持宿主健康至关重要——从保持免疫系统平衡、抵抗感染和维持新陈代谢到消化食物等各个方面。这些微生物通过产生各种物质来满足宿主的需求，包括维生素、抗菌化合物和保护性氨基酸等等。其中一些化合物可能会对宿主有害，从而引发疾病；其他一些则可能是有毒性的或具有药物活性的代谢产物。然而，目前关于肠道微生物群中产生的有毒代谢产物的研究仍处于初级阶段。
在自然界中，微生物的代谢活动非常活跃。据估计，细菌每天生产约30吨具有毒性和药理学活性的小分子化学物质（Mackenzie和Dixon， 2014）。其中许多化合物可能对宿主有益，但也会产生有毒或潜在致病的代谢物。已知某些细菌的胞外产物具有神经毒性、免疫激活作用和其他不良副作用，如炎症反应诱导剂(Seydewald et al.， 2015)。
尽管动物体内微生物群的复杂性和多样性尚不清楚，但其潜在的代谢潜能同样无法确定。一项初步研究表明，胃肠道中微生物所产生的代谢物总量约为380毫克/天 (Schulz et al.， 2017)，而另一项研究显示每天肠道微生物群可产生多达1兆微克的有毒性代谢产物 (Bond et al.， 2016)。这些数据表明肠道中有大量的微生物群能够产生毒性代谢物; 但迄今为止，尚未对这些毒性代谢产物进行深入的研究。这些结果仅涉及体外培养条件下的微生物组， 因此不能直接反映宿主中的真实情况。例如，已发现抗生素处理会改变肠道微生物组的结构组成及其产生的代谢产物 (Cai et al.， 2019a)，这进一步证明了将微生物群与宿主相结合的重要性。
最近的一项研究使用粪便微生物组移植方法，评估了小鼠肠道中微生物组产生的有害代谢产物 (Fleer et al.， 2020b)。研究者收集并分析了来自健康志愿者和大鼠的粪便样品中1，041种代谢物的浓度水平，以建立用于测试的“参考数据库”。然后，他们使用这个数据库检测到了一种名为4-乙酰氨基-2-羟基吡啶(4-acetylamino-2-hydroxypyridine， AHAp)的有毒代谢产物，该代谢产物在小鼠肠道中被微生物代谢形成。AHAp是一种强效、不可逆的腺苷A2A受体激动剂，可以模拟内源性配体（如ADP）的作用。这种信号刺激细胞增殖、引起炎症反应以及导致衰老相关病理的发生，如肥胖症和糖尿病 (Zhao and Wang， 2016)，同时还可诱发中枢神经系统疾病和行为异常 (Xue et al.， 2018)。有趣的是，该研究团队观察到当向转基因小鼠移植含有高浓度AHAp的肠道微生物组时，小鼠体重增加显著减少，并且其胰岛β细胞的增生得到了抑制，这表明小鼠的胰岛素敏感性增强了。这些小鼠还表现出更高的能量消耗和更好的运动表现。这些结果表明：
一、AHAp可能是由某些特定菌株产生的； 二、AHAp可作为肠-脑轴的中介因子发挥作用； 三、AHAp可能通过调节小鼠行为和生理状态起作用。 目前还不清楚微生物是否可以通过靶向特定的酶基因，或者通过靶向整个属的水平来降低毒素的产生。由于目前还没有足够的知识来帮助设计出消除AHAp产生的遗传策略，所以仍然需要更多的研究来确定如何减少AHAp的产生以及它的具体来源是什么，以便开发出更有效的治疗方法。总之，这项研究表明了肠道微生物组中代谢产物的数量和复杂性都是巨大的，而且这些代谢产物也可能具有一定的临床意义。
参考文献：