丙酸的重要關聯

簡單來說，由梭菌產生的丙酸對大腦有毒害作用，並且這種影響從腸道中的梭菌氾濫時就開始了。首先，丙酸通過削弱腸黏膜細胞的緊密連接來增加腸道的通透性。缺乏正確的腸道細菌來保持腸道屏障的完整，丙酸就可以很容易地穿過腸壁細胞並進入血液，通過這一線路開啟炎症並激活免疫系統。丙酸也會影響細胞間的信號傳導，令細胞間的交流基本癱瘓。丙酸可直接導致線粒體功能受損，這意味著它改變了大腦使用能量的能力。它還能增加氧化應激，這轉而又會損害蛋白質、細胞膜、重要的脂肪，甚至是DNA。丙酸會消耗大腦中的各種分子，比如大腦正常運行所需的抗氧化劑、神經遞質和歐米伽-3脂肪酸。然而，丙酸最迷人之處，或許就在於它在引發自閉症症狀中所發揮的作用。

德里克·麥克費比（Derrick F.MacFabe）博士是這一醫學領域最傑出的研究人員。 ²³ 他進行的一些重要研究已經發表在最受人尊敬的期刊上。10多年來，麥克費比和他在西安大略大學的自閉症研究小組已經發現梭菌等腸道細菌是如何影響大腦發育和功能的。當我和他交談時，他甚至把這些有害細菌稱為“自閉症的感染原因”。讓我來重點介紹他的一些研究，這樣你就能知道他是如何得出這樣一個大膽的結論的。

在一項研究中，他們用富含丙酸的飲食餵養懷孕大鼠及其後代。 ²⁴ 幼仔4～7周大時，其大腦發育的變化類似於自閉症兒童。麥克費比還記錄了丙酸更直接的影響。當他和他的團隊為動物注射丙酸後，它們幾乎立即表現出通常認為與自閉症有關的症狀。大鼠會出現重複性行為並極度活躍，它們一直轉圈、向後移動，並失去了與其他大鼠交流的慾望。它們表現出更多的焦慮並且會“注視物體和其他大鼠”，甚至會有“最喜歡”的物體。令人難以置信的是，這些效應發生在丙酸注射的2分鐘內，在持續大約30分鐘後，動物恢復了正常行為。

麥克費比的小組同時在這些動物大腦的不同細胞中發現了炎症的增加。他告訴我，出於這些原因，他認為自閉症可能是一種“涉及丙酸代謝改變的疾病”。讀一篇詳述實驗細節的科學文章是一回事，但觀看這些動物的視頻是另一回事。麥克費比對實驗過程進行了錄像，所以大家都能看到丙酸注射前後的對比。這十分激動人心，麥克費比博士允許我將視頻公佈在網站上，你也可以在我的網站上親自觀看。

有沒有辦法可以對抗丙酸的影響並扭轉這些傷害呢？麥克費比博士建議自閉症患者採用他們通常缺乏的重要生物分子補劑。這些生物分子包括左旋肉鹼（這種胺基酸對健康的大腦功能十分關鍵）、歐米伽-3脂肪酸和N-乙酰半胱胺酸（NAC），後者能提高穀胱甘肽的生產。我們有大量證據表明，自閉症患者通常會缺乏穀胱甘肽，這是大腦中有助於控制氧化損傷和炎症的關鍵抗氧化劑。 ²⁵ 2013年發表在《神經炎症期刊》（Journal of Neuroinflammation）上的一項研究表明，NAC預先處理的大鼠在接受丙酸注射後，其大腦化學特性並沒有發生自閉症症狀的不利變化。 ²⁶ NAC可預防神經化學、炎症和排毒的變化，甚至是接觸丙酸將造成的DNA損傷。作者認為，如果丙酸的確在自閉症中發揮著核心作用，那麼NAC“有望成為化學預防丙酸毒性的候選治療方案”。他們進一步引用了另一個研究，“證明NAC在治療自閉症兒童過敏和行為障礙中的潛在用途”。

2012年，斯坦福大學醫學院報告了自己的研究結果，表明NAC補充可降低一組自閉症兒童的煩躁和重複行為。在過去的5年裡，許多類似的調查已證明口服NAC和左旋肉鹼治療有望治療自閉症兒童，但仍需更多的研究進行進一步驗證。 ²⁷我鼓勵願意嘗試這些方法的人與你的醫生討論這一話題。

自閉症是一種線粒體疾病

如果自閉症的故事只是與梭菌和丙酸超標有關，那麼這種疾病早就被根除了。但是我們知道自閉症非常複雜，而目前的研究仍處於早期階段。我相信，人們將鑑定出更多與疾病發展有關的傳染因子。梭菌可不是唯一一種過度生長並生產過度分子的細菌，這些分子如果進入血流，會對大腦產生毒害，刺激免疫系統並使神經系統惡化。我猜想，未來的研究會發現像梭菌一樣對腦功能有害的其他微生物，並牽連到自閉症等疾病的發展。有趣的是，在柬埔寨等發展中國家，自閉症的發病率極低，那裡的衛生狀況遠不如西方國家，但卻保持著微生物的多樣性和數量。

實際上，採用基於人群研究的作者們創造了“生物群落耗竭理論”這個術語來描述城市和後工業社會中微生物甚至是寄生蟲的缺乏，而這些地區的自閉症發生率相對更高。在西方文化中，缺乏這些生物意味著西方人的免疫系統無法接觸到這些生物，也就無法在本質上建立起更強壯、更聰明的免疫系統來控制梭菌等病原微生物。這就是為什麼西方兒童的免疫系統會發生過度反應，從而引發炎症，並且在易感人群中出現自閉症症狀。

為此，我想簡要地說明另一項強調自閉症與微生物相關性的研究。2012年，加州理工學院的微生物學家伊萊恩·蕭（Elaine Hsiao）所參與的團隊進行了一項絕佳的實驗。 ²⁸ 早期證據表明，妊娠期間患流感的婦女患自閉症的風險加倍；她基於此進行了實驗。蕭計劃給懷孕的雌性小鼠注射模擬病毒，以獲得具有類似自閉症症狀的小鼠幼崽。模擬病毒生效了，而且小鼠產下的後代的確顯示出典型的小鼠自閉症症狀，比如過分地舔舐自己、在籠子裡埋下彈珠並且拒絕與其他小鼠社交。沒錯，它們也有腸道滲漏症。（這裡需要說明的是，病毒不一定對妊娠小鼠產生嚴重影響，它會觸發妊娠小鼠類似感染的免疫反應，從而影響胎兒的健康成長。）

蕭真正想了解的是，這些改造小鼠的腸道細菌將如何影響它們的行為。她對小鼠的血液進行了分析，發現“自閉症”小鼠體內的丙酸水平高出正常值46倍以上，而丙酸是由腸道細菌產生的副產物，如果丙酸從腸道滲透到血液中，就有可能誘發自閉症的症狀。

然後，蕭在小鼠的飲食中添加了脆弱擬桿菌（ B.fragilis ），先前研究表明這種益生菌能夠治療小鼠的胃腸道問題，而結果也令人感到驚訝。5個星期後，“自閉症”小鼠的腸道滲漏停止了，其血液中有害分子的水平急劇下降。它們的行為也發生了變化，表現出更少的自閉症症狀。這些小鼠變得不那麼焦慮，也有了更多的社會交往，它們停止了重複性行為。

然而，令蕭失望的是，在這些小鼠的籠子裡放入一隻新的小鼠後，這些改造小鼠卻仍然保持冷漠。這再次指向了自閉症的複雜性。許多自閉症兒童在社會交往中所具有的缺陷正是這種疾病的核心。顯然，脆弱擬桿菌或者是其他任何單一的益生菌都不是自閉症的保證治療方法。但毫無疑問的是，將來的自閉症治療一定會包括益生菌，並且為部分患者的部分自閉症症狀帶來驚人的療效。我還有一個預感，在未來我們會將自閉症等腦疾病視為線粒體疾病，後者則與腸道細菌有著很強的聯繫。

在本書中，我已經在你最初認為毫不相關的疾病之間建立起了聯繫，比如糖尿病和痴呆症。我也介紹了大多數腦疾病的常見共同特徵，尤其是炎症。即便是自閉症這類疾病也會與其他腦部疾病有著線粒體上的共同之處。 ²⁹ 自閉症、精神分裂症、躁鬱症、帕金森病和阿爾茨海默病等神經系統疾病都與線粒體缺陷有關。 ³⁰ 這是我們瞭解這些疾病的一條非常重要的新線索，尤其是自閉症這種有著諸多不同嚴重程度的疾病。

2010年，發表於《美國醫學會雜誌》的一篇啟發性研究為自閉症之謎增添了又一項重要內容。 ³¹ 美國加州大學戴維斯分校的研究者們發現，自閉症兒童產生細胞能量的能力很有可能遠遠低於正常發育兒童，這表明自閉症與線粒體缺陷之間的強烈聯繫。雖然以前的研究也曾提到自閉症與線粒體功能障礙之間的聯繫，但這項研究首次真正建立起這種聯繫，並激勵著其他人進一步探討這方面的研究。

加州大學戴維斯分校招募了10名年齡為2～5歲的自閉症兒童和10名背景相似的正常同齡兒童。採集了每個兒童的血液樣本後，研究人員集中研究了淋巴細胞的線粒體並分析了其代謝途徑。他們專門研究免疫細胞的線粒體，是因為先前的研究已經檢查了肌肉細胞的線粒體，但線粒體故障並不總是出現。肌細胞可以通過厭氧糖酵解產生大量的能量，而無須依賴於線粒體。另外，淋巴細胞和腦神經元在很大程度上要依賴於線粒體有氧呼吸的能量。

結果不言而喻，自閉症兒童表現出線粒體活性降低的跡象，因為其線粒體消耗的氧氣與對照組相比要少得多。換句話說，自閉症兒童的線粒體跟不上自身細胞的能量需求。就像你能想到的那樣，大腦是人體內最大的能量消耗器官之一，其能量消耗僅次於心臟。這項研究的作者假設，為腦神經元提供能量的能力缺陷可能會導致與自閉症相關的認知障礙。

記住，線粒體擁有自身的遺傳物質，並且是細胞的首要能源生產來源。研究人員發現，由於自閉症兒童的線粒體中過氧化氫含量較高，這表明其氧化應激水平較高。更重要的是，其中兩名自閉症兒童表現出線粒體DNA基因缺失，這一現象在對照組兒童中是不存在的。研究人員由此得出結論，自閉症兒童所有這些線粒體的異常表明，這些重要細胞器中的氧化應激可能會影響自閉症的發展並確定其嚴重程度。

雖然這些發現並不能確立自閉症的病因（比如說，研究人員不知道線粒體功能障礙最初是發生在患者出生前還是出生後），但其的確有助於優化自閉症起源的探索。加州大學戴維斯分校動物醫學院分子生物科學教授、神經發育疾病醫學研究所成員、兒童環境健康和疾病預防中心主任艾薩克·佩薩（Isaac Pessah）博士表示：“當前真正的挑戰是要尋找和了解線粒體功能障礙在自閉症兒童中所起的作用……許多環境壓力會導致線粒體損傷。根據兒童接觸環境壓力的時機（在母體內或出生後）以及環境壓力的嚴重程度，我們或許可以解釋自閉症的症狀範圍。” ³²

當你整體思考並考慮到腸道細菌時，就會發現這樣的陳述很有意義。記得在第2章中我曾提到，腸道菌群與線粒體有著複雜的相互作用，除了細胞核DNA外，它們就像是我們體內的第二套和第三套DNA。腸道細菌的活動不僅支持著線粒體的健康，而且當腸道微生物失去平衡或受到致病菌株的支配時，它們也會對線粒體造成直接的損害。

自閉症患者中微生物和線粒體功能的獨特模式將繼續在科研圈內獲得關注和跟蹤。這是一個激動人心、生機勃勃的領域，我堅信這會催生更好的診斷工具和治療方法。儘管我們可能需要幾年的時間來梳理各個變量之間複雜的相互作用，包括環境因素、線粒體和微生物變化以及神經系統和免疫系統的作用，但我們絕不應該在多年後才意識到維持腸道菌群健康的重要性。無論腸道微生物是否是引發自閉症或其他任何神經疾病的主要參與者，它們都是人類複雜生理系統的重要參與者。儘可能地支持腸道細菌吧，這或許是我們能夠影響大腦健康甚至是DNA的最主要方式。