全世界有超過10億人吸煙，這被認(rèn)為是導(dǎo)致疾病的主要原因，每年造成600多萬人死亡。許多人盡管表達了戒煙的愿望，但并沒有戒煙，因為他們擔(dān)心戒煙后體重往往會大幅增加。這種體重增加的原因尚不清楚，因為有研究表明，大多數(shù)人在戒煙后并沒有吃得更多。

在一項新的研究中，來自以色列魏茲曼科學(xué)研究所的研究人員發(fā)現(xiàn)小鼠“戒煙”后出現(xiàn)的肥胖可能是由它們的腸道微生物釋放的調(diào)節(jié)體重的化合物所導(dǎo)致的。相關(guān)研究結(jié)果于2021年12月8日在線發(fā)表在Nature期刊上，論文標(biāo)題為“Gut microbiota modulates weight gain in mice after discontinued smoke exposure”。

論文共同通訊作者、魏茲曼科學(xué)研究所免疫學(xué)系的Eran Elinav教授說，“我們的發(fā)現(xiàn)說明了宿主和腸道微生物組在調(diào)節(jié)體重和代謝方面是如何合作的。我們鑒定出的這些化合物可能會帶來新的治療方法，將幫助人們在戒煙時避免體重增加。此外，這些化合物可能被進一步開發(fā)成治療方法，甚至在不吸煙者中對抗肥胖�！�

這些作者發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常暴露在香煙煙霧中的小鼠未能增加體重，盡管它們攝入高脂肪和高糖的飲食。當(dāng)停止香煙煙霧暴露時，這些小鼠的體重迅速增加，就像人類在戒煙時經(jīng)常發(fā)生的那樣。但是，當(dāng)這些小鼠被給予耗盡它們的腸道微生物組的廣譜抗生素時，它們在“戒煙”后的體重增加得更少，無論它們的飲食如何，都能在數(shù)個月時間內(nèi)保持苗條的身材。顯然，與吸煙有關(guān)的化合物，如尼古丁，從血流中滲透到“吸煙”小鼠的腸道，從而改變了它們的腸道細(xì)菌組成，并因此改變了身體的代謝。

為了證實腸道微生物確實是“戒煙”小鼠體重增加的主要調(diào)節(jié)因素，這些作者在不同的時間點收集了“吸煙”或 “戒煙”小鼠的腸道微生物組，并將它們的腸道微生物組轉(zhuǎn)移到從未暴露于香煙中的無菌小鼠體內(nèi)。受體小鼠出現(xiàn)了與在“吸煙”小鼠中觀察到的類似的腸道微生物失衡，并逐漸增加體重，這一現(xiàn)象在移植了在戒煙期間收集的腸道微生物組的受體小鼠中最為明顯。在移植前，當(dāng)作為供體的“吸煙”小鼠接受抗生素治療時，這種體重增加明顯減少。

接下來，這些作者描述了當(dāng)宿主暴露在香煙煙霧中時腸道微生物組產(chǎn)生或改變的數(shù)千種潛在的生物活性代謝物。他們鑒定出的兩種小分子可能解釋了戒煙的代謝后果。

其中的一種是二甲基甘氨酸（dimethylglycine, DMG），即一種由腸道微生物組和肝臟從膳食營養(yǎng)物膽堿中產(chǎn)生的代謝物。在主動暴露于香煙煙霧的過程中，DMG的產(chǎn)生得到了加強，但是當(dāng)“吸煙”小鼠的腸道微生物組被抗生素耗盡時，DMG的產(chǎn)生就大大減少。當(dāng)這些經(jīng)抗生素處理的小鼠被給予DMG補充劑時，一旦它們不再暴露于香煙煙霧，它們增加體重的能力就會恢復(fù)，顯然是因為這種化合物增加了所謂的“能量收獲（energy harvest）”，即被身體吸收的食物能量的數(shù)量。當(dāng)這些小鼠被喂食缺乏膽堿--產(chǎn)生DMG所需的前體分子---的食物時，它們在“戒煙”后未能增加體重。

尼古丁對腸道微生物組和戒煙誘導(dǎo)的體重增加的影響。圖片來自Nature, 2021, doi:10.1038/s41586-021-04194-8。

第二種生物活性代謝物，即乙酰甘氨酸（acetylglycine, ACG），遵循與DMG相同的模式：它的水平在主動暴露于香煙煙霧中時降低，而在這種暴露停止后，在抗生素治療后增加。當(dāng)曾經(jīng)吸煙如今已戒煙的小鼠（通常具有較低的ACG水平）被給予ACG補充劑時，它們在 “戒煙”時體重沒有增加，這表明ACG在這種情況下作為一種減輕體重的代謝物發(fā)揮作用。

這些作者進一步發(fā)現(xiàn)，即使在不吸煙的情況下，這兩種分子也能改變體重。對“不吸煙”的小鼠施用DMG導(dǎo)致了適度的體重增加，而補充ACG則使不吸煙的肥胖小鼠體重明顯下降，同時其他幾個代謝參數(shù)也得到改善。對小鼠脂肪組織的基因組分析表明，DMG和ACG產(chǎn)生了相反的效果---前者激活一種與肥胖有關(guān)的基因程序，后者激活一種與體重減輕有關(guān)的基因程序。還需要開展更多的研究來闡明這兩種分子影響哺乳動物代謝的機制。

最后，這些作者評估了96名吸煙者和不吸煙者的腸道微生物組。他們發(fā)現(xiàn)吸煙者的腸道微生物組有明顯的改變，以及與在“吸煙”小鼠中發(fā)現(xiàn)的類似的微生物代謝物變化，包括DMG及其中間產(chǎn)物的水平增加。進一步的研究將不得不調(diào)查這兩種代謝物或其他由吸煙影響的腸道微生物組產(chǎn)生的代謝物是否有助于人類戒煙后的體重增加。

Elinav說，“我們的腸道微生物對我們的身體產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響一直讓我們感到驚訝。我們的發(fā)現(xiàn)揭示了腸道微生物組如何與人體相互作用，調(diào)節(jié)我們的體重和代謝，這些相互作用和調(diào)節(jié)的方式可能能夠在治療上加以利用�！�