1月17日~18日，台灣首屆微生物嘉年華會暨微生物與健康主題展於南港展覽館2館盛大登場。在「Session 7：人體微生物」場次中，中研院特聘研究員謝清河、台大醫學院教授劉志銘、國立陽明交通大學教授黃雪莉，從心血管疾病、大型縱向資料庫到共生菌代謝作用等最新研究，揭示微生物可能深度參與疾病進程、影響生理調控。
 

謝清河：心肌梗塞前瞻研究 揭心臟受損程度與腸道菌相劇烈變動相關！

 
(圖片來源：主辦單位提供)

謝清河指出，心臟在發生心肌梗塞後，通常會進入病理性重塑過程，心室逐漸擴大、變薄，最終導致心衰竭甚至需要心臟移植。過去多數相關研究聚焦於如何治療血管系統，但在心肌細胞如何受到腸道微生物影響上，仍是未被充分探索的領域。
 
因此，他與團隊率先提出腸道微生物可直接影響心肌修復的假說，並以小鼠模型驗證。他們發現，透過抗生素大幅降低腸道菌相後，再進行心肌梗塞模擬手術，動物存活率顯著上升，且呈現劑量依賴效應，顯示腸道微生物在心臟受損後的修復過程中，扮演重要調節角色。
 
進一步分析顯示，腸道菌群的存在會促進發炎性單核球大量進入心臟組織，反而加劇心臟結構破壞；若補回菌群或其代謝物，該反應則會恢復。
 
接著，他將研究延伸至臨床，在台灣三所醫學中心針對確診為ST段上升型心肌梗塞(STEMI)的患者進行前瞻性觀察研究。團隊在兩年內共收案70名患者，並於心肌梗塞發生後2~3天內，以及一個月後的恢復期，分別蒐集糞便與血漿樣本，分析腸道菌相組成與代謝物變化，並與心臟功能指標進行比對。
 
結果顯示，心臟功能愈差的患者，其腸道微生物變化幅度愈大，並證實將患者菌相移植至動物模型體內，會加重心臟病變，顯示微生物會參與疾病發展歷程。
 
他的研究也聚焦兩類關鍵代謝物，一是與動脈硬化與心血管風險密切相關的TMA/TMAO代謝路徑；另一則是可能具有保護與修復潛力的酮體(ketone bodies)。透過猴子模型與基因剔除小鼠實驗，團隊證實特定菌株與代謝途徑能改善心臟功能、縮小梗塞面積。
 
謝清河指出，目前不同動物模型、不同物種，以及不同族群之間，腸道微生物對心臟影響的表現並不完全一致，未來還需結合多體學(multi-omics) 與AI輔助工具，協助從大量資料中找出具有一致性的訊號。
 

劉志銘：4.6萬人基因資料、2.9萬份糞便樣本 縱向研究微生物與疾病關聯

(圖片來源：主辦單位提供)

劉志銘介紹其團隊參與台灣精準醫學計畫(TPMI)的成果與經驗。他指出TPMI是由中研院主導、串聯全台多家醫學中心的大型長期研究，目標是建立整合基因體資料、臨床病歷與腸道微生物資料的結構化資料庫，以解析遺傳、環境與疾病之間的交互作用，該計畫已累積數萬名受試者資料，並於近期發表多篇重要論文。
 
在台大醫院的子計畫中，團隊進一步納入糞便樣本分析期望能從腸道微生物的角度，理解疾病的發生與進展機制，目前台大已完成約4.6萬名受試者的基因分型，並蒐集約2.9萬人的糞便樣本，其中超過6,000人已完成至少一年後的追蹤採樣。
 
劉志銘指出，這類大規模研究的一大挑戰在於樣本品質控管。由於冷凍保存不易普及於所有場域，團隊測試並驗證多種DNA穩定緩衝液的保存效果，證實部分保存套組在常溫下可維持菌相結構穩定達數日。
 
透過收集，其也獲得包含過輕、肥胖、糖尿病、心血管疾病、自體免疫疾病、神經退化疾病及多種癌症患者樣本，團隊分析基因背景如何影響菌相組成，進一步界定「健康」與「疾病相關」的微生物輪廓。
 
他也分享多項初步成果，包括幽門螺旋桿菌根除治療對腸道菌相的長期影響。結果顯示，抗生素會短期降低微生物多樣性，但多數患者在數月到數年內可逐漸恢復；不同療程對恢復速度的影響不一。值得注意的是，雖然抗生素會暫時提高抗藥性基因比例，但多數可回復至基準狀態，顯示短期治療未必造成不可逆傷害。
 
團隊也分析肥胖、紅斑性狼瘡與帕金森氏症等疾病與腸道微生物的關聯，發現BMI與菌相組成呈梯度變化，且部分疾病患者的菌相多樣性顯著下降。
 
劉志銘表示，目前這些研究多半仍屬於關聯性分析，未來關鍵在於進一步結合代謝體學等多體學資料，透過縱向追蹤設計，找出哪些微生物特徵與疾病發生具有時間上的關聯。
 

黃雪莉：微生物不只存在 共生菌代謝、EV產物都可影響身體

(圖片來源：主辦單位提供)
 
黃雪莉介紹其團隊近年在微生物研究上的兩大主軸，分別是聚焦於人體共生菌代謝互作機制，以及環境中內分泌干擾物與微生物的關係。
 
在人體微生物的研究方面，她以乳酸產生菌與乳酸利用菌之間的關係為例說明。她指出，乳酸不僅來自飲食，也會因運動或發炎反應在體內累積。過去多數研究關注乳酸產生菌(如乳酸菌)的益處，但較少探討乳酸在後續如何被利用。團隊特別研究乳酸利用菌，如Veillonella，發現其豐度與多種疾病及運動表現相關。
 
進一步實驗顯示，這類菌不僅能利用乳酸，也會與乳酸產生菌進行胺基酸層級的交互作用。團隊發現，在共培養條件下，兩類菌的生長速率與代謝活性皆顯著提升，並伴隨短鏈脂肪酸如乙酸、丙酸的產量增加。此外，乳酸利用菌也能將硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，進一步在酸性環境中轉化為一氧化氮，推測微生物可能透過代謝互相合作，間接影響心血管健康。
 
黃雪莉也分享，團隊從環境中影響內分泌干擾的化學物質與微生物之間的關係研究。她指出，這類化學物質多來自農業與工業活動，會透過食物鏈進入人體，造成生殖疾病、癌症及代謝症候群。
 
團隊研究Pseudomonas菌株時，發現其能以部分界面活性劑與乳化劑作為碳源，並在代謝過程中產生細胞外囊泡(EVs)，同時分泌多種可分解這類內分泌干擾物的分解酶。黃雪莉表示，這些細菌EVs未來有潛力作為後生元(postbiotics)應用。

(報導/彭梓涵)