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作者：趙蓓

吸煙有害健康，但戒煙卻比登天還難。還有什麽(me) 方法能減輕吸煙對人健康的危害？就在去年10月，北京大學基礎醫學部的薑長濤教授團隊發表了一項振奮人心的研究，證明我們(men) 腸道中的一種木聚糖擬杆菌能夠降解尼古丁。養(yang) 菌千日，用菌一時，我們(men) 自身攜帶的腸道菌群終於(yu) 要立功了？別急，讓我們(men) 看看究竟是怎麽(me) 一回事。

1. 吸入的尼古丁都去哪了？

不管你吸的是普通香煙還是電子煙，甚至二手煙，都逃脫不了尼古丁的危害。尼古丁進入體(ti) 內(nei) 後一點也不客氣，不僅(jin) 能夠通過肺部毛細血管進入血液循環，甚至可以輕鬆穿過血腦屏障，直達中樞神經係統，整個(ge) 過程在10秒內(nei) 就可以完成，也難怪吸煙的愉悅感來的那麽(me) 快。

進入體(ti) 內(nei) 的尼古丁之所以能夠影響多種生理反應，就是因為(wei) 我們(men) 體(ti) 內(nei) 廣泛存在尼古丁受體(ti) 。尼古丁與(yu) 中樞神經細胞表麵的煙堿型乙酰膽堿受體(ti) 高度適配，與(yu) 之結合後能夠增加了神經遞質的量，腦中獎勵中心的神經元分泌多巴胺，並且結合的時間很長，使腦部神經元持續興(xing) 奮。

除了大腦神經元，肺上皮細胞、腸上皮細胞、淋巴細胞等細胞表麵都存在尼古丁受體(ti) ，尼古丁與(yu) 之結合後，影響細胞的信號傳(chuan) 導、代謝狀態甚至引發細胞凋亡，因此對我們(men) 身體(ti) 各髒器均會(hui) 長生影響。

那麽(me) 尼古丁是如何被我們(men) 身體(ti) 排出呢？尼古丁主要在肝髒處代謝，由幹細胞表達的細胞色素酶分解。90%的尼古丁會(hui) 通過腎髒排出，但還有一部分會(hui) 黏附在血管、肺纖毛以及脂肪細胞中。

2. 大自然中天然存在可降解尼古丁的細菌

腸道中找到能夠代謝尼古丁的細菌雖然是意料之外，卻又在情理之中。在煙草生長的土壤裏天然存在代謝尼古丁的微生物，比如一種叫做惡臭假單胞菌的細菌就能夠表達尼古丁氧化還原酶（NicA2），成功將尼古丁分解並當作自己的碳源和氮源加以利用[1]。

而這次薑長濤教授團隊發現的腸道中的木聚糖擬杆菌能夠表達一種叫NicX的尼古丁代謝蛋白，其核心結構和臭假單胞菌攜帶的NicA2非常相似，可以將尼古丁代謝為(wei) 4-羥基-1-(3-吡啶基)-1-丁酮，由糞便排出。腸道中含有木聚糖擬杆菌的吸煙者小腸、血液和糞便中尼古丁的含量更低，並且非酒精性脂肪肝的病症也較輕 [2]。

有趣的是，當科研人員們(men) 在木聚糖擬杆菌生長的培養(yang) 液中加入尼古丁時，木聚糖擬杆菌並沒有生長的更好或複製的更快，看來代謝尼古丁並不會(hui) 讓木聚糖擬杆菌獲利。木聚糖擬杆菌有能力代謝尼古丁是一回事，但它樂(le) 意在腸道中代謝尼古丁又是另一回事，至於(yu) 木聚糖擬杆菌為(wei) 何會(hui) 如此“無私奉獻”，科研人員還沒找到原因。

3. 吸煙改變腸道環境和菌群構成

小小一支香煙，竟然也能使腸道風起雲(yun) 湧。吸煙可以改變腸道中的氧氣濃度，離子濃度、免疫細胞的功能以及生物膜的完整性，這些微環境的改變都能影響腸道菌群的構成。另外，香煙包含的上千種化合物中，有些還可以直接影響某些微生物的生長和代謝，比如尼古丁可以改變某些維生素或輔酶的代謝[3]。科學家們(men) 對比吸煙者和不吸煙人群的腸道菌群發現吸煙引起腸道菌群多樣性降低，厚壁菌門所占比重下降，擬杆菌占比增加，這通常是腸道菌群紊亂(luan) 的標誌。

然而腸道菌群對香煙帶來的環境改變可不是被動接受，他們(men) 也會(hui) 主動適應，甚至通過腸腦軸影響神經細胞活動，參與(yu) 到香煙與(yu) 神經係統之間相互作用的過程中。而木聚糖擬杆菌開啟NicX蛋白的表達，主動代謝尼古丁，可能也是在麵對壓力主動出擊，最終獲利的既是宿主，可能也是它們(men) 自己。

加速體(ti) 內(nei) 尼古丁的分解，或阻斷尼古丁與(yu) 神經元的接觸，是除了戒煙以外降低吸煙危害的重要手段。除了本文介紹的腸道菌群對尼古丁的分解，科學家們(men) 還嚐試並研發了尼古丁疫苗 [4]，該方法的原理是讓疫苗和尼古丁在血液中結合，阻斷尼古丁進入大腦，然而這一嚐試在臨(lin) 床三期實驗中失敗了。另外還有通過血液注射尼古丁氧化還原酶（NicA2）的方式直接加速尼古丁的代謝，降低其進入大腦或其他組織的量，這一研究在小鼠模型獲得了比較好的結果，有望展開臨(lin) 床試驗 [5]。

而這次薑長濤教授的發現，為(wei) 患有非酒精性脂肪肝的吸煙者帶來了新的希望。雖然人群中帶有木聚糖擬杆菌的比例不高（約20%），它在腸道中的豐(feng) 度也較低（大約隻有1%）[6]，但木聚糖擬杆菌是經過認證的無害腸菌，可以作為(wei) 膳食補充菌使用，這就更加有望以益生菌的形式給患者服用。當然，木聚糖擬杆菌是否容易在人群中定植，服用後臨(lin) 床效果究竟有多好，還需要更多的實驗和數據支持。說到底，最好的保持健康的方式還是遠離香煙，不要毒害自己或身邊的人。

審核：陶寧 中科院生物物理研究所 副研究員

參考文獻：

1. Tang H, Wang L, Wang W,Yu H, Zhang K, Yao Y, Xu P, Systematic unraveling of the unsolved pathway ofnicotine degradation in Pseudomonas. PLoS Genet. 2013;9(10):e1003923.

2. Chen, B., Sun, L., Zeng, G. et al. Gut bacteria alleviatesmoking-related NASH by degrading gut nicotine. Nature 610, 562–568 (2022).

3. Anna K Whitehead, Margaret C Meyers, Christopher M Taylor, et al.,Sex-Dependent Effects of Inhaled Nicotine on the Gut Microbiome, Nicotine & Tobacco Research,Volume 24, Issue 9, September 2022, Pages 1363–1370.

4. Pentel PR., LeSage MG.,New directions in nicotine vaccine design and use. Adv Pharmacol.2014;69:553–80.

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