当粪便成为“黄金”，粪便的明天是什么？_风闻

文/观察未来科技

粪便是人们最熟悉的排泄物。曾有一组美国学者估算，正常成年人每天排便量平均约为 400-500 克，一个人一年就会产生约 145 千克的粪便。过去，这些粪便对人类来说，显然是个不小的负担，需要人类的堆肥、焚烧、封存或填埋。

而现在，随着人们对细菌影响力的日渐深入，粪便正在展现出别样的价值。粪便对于人体微生态结构的重建可能，使得粪便移植成为许多疾病最积极的治疗方式。于是，从粪便移植研究的兴起，到粪便银行的建立，当前，粪便似乎正在成为一种新的“黄金”。

粪便的真相

到目前为止，大多数人对粪便的认识，大概都停留在“人体排泄物”的层面。事实也确实如此，当人们摄入各类色泽缤纷，质地多样的食物时，从另一头出来的，往往救变成了气味令人掩鼻、颜色单调、质地均匀、有一点软绵的、带有裂纹的条状物，即粪便。而产生粪便的这个过程，则发生在我们的肠道里。

人们常把肠道视为一条通到肛门的管道，这条管道会把人们摄入的食物慢慢转变为恶心的粪便。可以说，肠道就像一种肉质的污水处理系统，从食物中提取出我们需要的养分，排放出我们不要的垃圾。不过，止于此的认识显然太过简单了——粪便是垃圾，但又不完全是垃圾。

科学家对于粪便的分析结果显示，它和一般生物体的很多成分一样，大部分（大约75%）是水。其余固体成分包括胆固醇和一些其他脂质，几乎不含蛋白质，还有一些无机物，比如骨骼和牙釉质的主要成分磷酸钙。粪便里面还有一些人体无法消化的食物，比如纤维素和膳食纤维中的成分。

将粪便放到放到显微镜下，人们还会看到肠壁细胞，它们是在粪便穿过肠道，进入直肠再从肛门出去的过程中从肠壁脱落的，正是这些细胞菜让研究人员能够从粪便中收集到遗传物质DNA。

**如果把显微镜的放大倍数调大，还会看到固体中大约1/3，有时也会高达60%的，就是细菌微生物。**粪便的重量和臭味就是因为这些微生物所造成的，这些单细胞生物聚集在人类的粪便里，也正是它们的存在给人类提供了线索，让人类能够了解肠道里究竟在发生着什么。

要知道，人体内的肠道菌群种类繁多，包括了至少100万亿个细菌，是人体细胞总数的10倍，分属1000多个种，具体来看，人体肠道菌群按来源分类，可分为原籍和外籍菌群，原籍菌群多为肠道正常菌群，除了主要的细菌外，肠道微生物还包括病毒群、真菌群、螺旋体群等。

**这些肠道菌群按一定的比例组合，相互制约、相互依赖，在质量和数量上形成生态平衡。**肠道菌群的平衡也在很大程度上支撑了人类的健康——肠道微生物在消化、调解人体免疫功能、抵御疾病以及生产人体必须的维生素方面都扮演着重要角色。

比如**，在协助人体消化****方面，**一些肠道微生物具备丰富的生物化学途径和代谢途径，能够消化口腔、胃和小肠难以分解的碳水化合物蔬菜水果里那些结构复杂的支链多糖。某些情况下，这些细菌还能把这些大分子分解为简单的糖分子，比如人体可以吸收的葡萄糖。另外，人体的肠壁会分泌大量黏液，帮助内容物通过肠道，黏液里常有结构复杂的碳水化合物，也能被这些细菌消化。

肠道微生物除了为分解人们爱吃却难以消化的分子提供援助服务，还是生产某些维生素的内置生化工厂。众所周知，维生素是人体正常行使功能不可缺少的微量物质，但人体自身无法生成，而除了从食物中摄入维生素外，肠道微生物群落中的某些菌种也能够合成和供应包括维生素B、生物素、维生素B12，以及维生素K2等。

**另外，肠道菌群还能够让人们更容易从食物中吸收某些重要的金属元素。**人体的生理机能和基本结构有赖于钙、镁和铁等金属，一般来说，金属的活性较强，我们会从食物中少量摄取以分子或离子形式存在的金属。而消化道内由细菌分解产生的脂肪酸有助于我们更好地吸收这些金属。

更重要的是，肠道微生物还有一项能力，就是协助人体抑制有害病原菌的生长，也就是“通过竞争排斥进行种间竞争”。有害细菌通过入侵肠壁细胞对人体造成伤害，有些情况下还会入侵人体内的其他细胞。而有益的或者无害的细菌附在肠道内壁，则会把可用的空间占满。这就让那些有可能入侵细胞、对人有害的细菌种类难以进入人体，难以对人体产生伤害。

可以说，粪便之所以这么有价值，就是因为粪便中的微生物指向了肠道中发生的一切，而肠道微生物，则对人体健康具有重要意义。

粪便移植大有所用

实际上，我国早在1700年前，就已经有古人认识到粪便可能的价值，并出现了最早的粪便移植。东晋时期，葛洪著《肘后备急方》中记载用新鲜的粪汁或发酵的粪水治病：“饮粪汁一升，即活。”书中还描述了用人粪清治疗食物中毒、腹泻、发热并濒临死亡的患者。明代李时珍所著的《本草纲目》则记载了多达二十多种用人粪治病的疗方。

17世纪法布西里（Fabricius）等发现在牲畜药物中加入粪菌可增强药物的止泻作用，1958年首例粪便移植获得成功，艾斯曼（Eiseman）等用人粪清灌肠的方法治愈了4例对万古霉素和甲硝唑治疗无效的伪膜性肠炎患者，但其后粪便移植并未受到重视，逐渐淡出人们的视野。

直到20年后，1978年，难辨梭状芽孢杆菌感染被认为是导致伪膜性肠炎的主要原因，并与抗生素的使用密切相关，因为粪便移植能够通过重建受损的肠道菌落来抵御难辨梭菌的肠道定植和感染，所以粪便移植再次得到关注。

不过，即使对于艰难梭菌感染而言，也不能随随便便进行粪便移植，必须对粪便进行严格的筛查，排除诸如肝炎或艾滋病病毒等病原体。对于当时来说，这个耗时的过程排除了许多人选，最后可能很难找到捐赠者。即便如此，粪便移植依然成为治疗致死率极高的艰难梭菌感染的最后一道防线。

于是，一些医疗机构只能采取冷冻的办法，把符合标准的粪便样本冷冻起来。非营利组织“开放生物群”（OpenBiome）就运营着这样一家粪便银行。潜在的捐赠者如果通过了一系列筛选测试，他们的粪便就会经过过滤、胶囊包装，最后被冷冻起来，陆续送到有需求的医院。

在现在看来，吞下冷冻大便胶囊的行为，确实是一件很奇怪的事情——冷冻大便胶囊看起来是一颗普通药丸，但其包装在很大程度上毫无典型特征。每颗药丸都出自一名志愿者之手，而非工厂的流水线，每一次生产都各有不同。这些胶囊之间的差异之大，惊动了美国食品药品监督管理局（FDA）。

**终于，2013年5月，FDA决定把粪便作为一种药物来管理，**FDA宣布可将人类粪便作为药物使用和监管，使得粪便移植技术的研究前景更加广阔，也得到了全世界科学家的高度关注。同年，粪便移植技术被美国《自然》杂志评为“人类年度十大科学进展”之一。

从粪便移植的医学成就来看，通过粪便移植成功治疗克罗恩病是粪便移植发展至今最令人兴奋的一个突破。克罗恩病是一种自身免疫性疾病，患者的免疫系统会攻击胃肠道，进而使肠道出现炎症、出血和瘢痕等症状。据统计，美国目前每10万人中就有5人患有这种疾病，由于数据不足或存在误诊的可能，患病人数甚至可能更多。

**克罗恩病是一种炎性肠病，会损害肠道。**它与肠易激综合征有很大不同，肠易激综合征虽然也是肠道疾病，但该病不会引起肠道炎症或溃疡。溃疡性结肠炎也是一种炎性肠病，该病一般发生在结肠和直肠，而克罗恩病会影响整个胃肠道。与肠易激综合征不同，克罗恩病和溃疡性结肠炎都无法被完全治愈。

针对克罗恩病的治疗方法有很多，但疗效各不相同。过去，最常见的治疗方法是使用消炎药和免疫抑制剂，目的是减轻肠道炎症。这些疗法通常是直接针对肠道的。除此之外，医生还会采取手术来切除患者小肠和结肠受损的部分。其他治疗方法还有增加肠道中的益生菌、益生元等。

**而粪便移植疗法却对克罗恩病展现出惊人的疗效。**粪便移植的过程也比较简单，就取少量健康人的粪便，加水后用搅拌器搅拌，然后灌入克罗恩病患的肠道。事实证明，到目前为止，这种治疗非常有效。粪便移植疗法在克罗恩病人身上的成效使研究人员对也其他疾病进行类似的研究。

粪便移植的现在和未来

粪便移植的医疗前景让人们对粪便移植的兴趣呈指数级增长，针对在各种疾病上尝试该技术的呼声也不断地为科学家们增加压力。但问题是，人们还不清楚这种做法的长期风险——这也是拦阻粪便移植发展的重要原因。

动物实验明确表明，移植微生物组会让接受者更容易肥胖，也容易发展出炎性肠症、糖尿病、精神病、心脏病，甚至癌症等；然而，就任何特定的微生物菌群是否会给人类带来这些健康风险，研究人员们仍然无法准确预测。

对于一位70岁的艰难梭菌感染患者来说，这个问题可能并不重要，因为艰难梭菌感染患者想要的只是马上得到治愈。**但是对年轻人来说，**考虑到粪便移植的长远影响则是更为重要的。

无疑，看起来粪便移植实在是太简单了，任何人都可以在家里尝试。互联网甚至都能找到相关的教学视频，还有聚集了DIY移植者的大型线上社区。可以肯定的是，这些资源帮助了许多真正有需要，但又遭到医生拒绝的病人。但是，这种移植操作容易，也很可能让获得错误信息的人采取错误的行动。在医疗实验室外，人们难以事先筛查捐赠者的病原体**。**

因此，对于粪便移植来说，当前，更重要的是，规范这种技术，收集捐赠者和受体的系统数据，并创建一个报告意外副作用的系统，而不是让人们随意使用彼此的粪便，因为把许多未知物植入患者的肠道，这种行为无异于赌博。

说到底，当前的粪便移植仍只是一种权宜之计，**粪便移植的最终，应该是清楚地分辨出粪便的性质，即****创造一个特定的微生物菌群，能够把粪便捐赠者提供的益处复制出来。**也就是说，最终实现的，将是没有粪便的粪便移植，使用的是粪便替代品。

此前，有研究团队曾基于此，培养了一名从未服用过抗生素的41岁女性肠道里的细菌，并去除了哪怕显示出一丝毒性和抗性的任何细菌。最后，一个由33株细菌组成的菌群留了下来，研究人员把其命名为“RePOOPulate”，并在两个艰难梭菌患者身上测试了这种混合物，最终使他们在数日内恢复了健康。

研究人员认为，我们可以把这些混合物视为简化的粪便或复合的益生菌。它们都包含被定性为“好”的菌株，可以根据标准化的配方一次又一次地制造出的相同的东西——这也好过性质不明、高度不可控的粪便中的菌群。

当然，新的问题是，这些合成菌群也同样面临益生菌所面临的问题：没有哪个单一的细菌可以治疗所有的疾病，甚至患有某种特定疾病的所有人**，而一个生态系统却能**。粪便移植的意义就在于肠道微生态结构重建。因此，粪便移植一定是未来的重要技术，但不是现在。