當血栓阻塞了大腦的血液迴圈導致缺血性中風時，氧氣和營養物質的缺失會導致組織受損和死亡。醫生們有有效的方法來清除這些阻塞：稱為組織纖溶酶原啟用劑的溶栓蛋白和血栓切除術，一種外科手術技術。清除阻塞至關重要，但即使在血流恢復後，炎症引起的併發症也可能導致更多的細胞死亡。儘管進行了數十年的探索，科學家們尚未找到有效的方法來保護大腦免受中風後損傷。近年來，中風預後的一個新的潛在因素出現了：我們腸道中的微生物。
一些最早將腸道微生物與中風聯絡起來的發現大約在三年前才出現。在一項研究中，紐約市的研究人員報告稱，用抗生素中斷小鼠腸道菌群的多樣性影響了中風造成的腦損傷程度。德國研究團隊進行的另一項齧齒動物研究表明，中風擾亂了小鼠的微生物群，並且腸道微生物組成的改變可能會使中風後的預後惡化。莫納什大學（澳大利亞）的中風科學家Connie Wong說，這項研究意味著“2016年是中風領域腸-腦軸研究的輝煌一年”，她沒有參與這些研究。
這項工作仍在繼續。最近，德克薩斯大學健康科學中心休斯頓分校的Venugopal Venna，一位中風研究員，和他的同事一直在研究與年齡相關的微生物群變化是否會影響康復。“中風主要是一種衰老疾病，”Venna說。“年輕人也會中風，但頻率要低得多。”在去年發表於神經病學年鑑上的一項研究中，Venna和他的同事檢查了與年齡相關的微生物群變化是否會影響小鼠的康復。科學家們首先用抗生素耗盡了齧齒動物的腸道微生物群，然後使用糞便顆粒引入來自幼年或老年動物的微生物群。當研究小組在一個月後誘導齧齒動物發生缺血性中風時，他們發現，腸道菌群來自老年動物的幼鼠比腸道菌群來自幼年動物的幼鼠預後更差。它們的死亡率更高，神經功能缺損更嚴重，肌肉力量和運動恢復更慢，炎症分子水平也更高。與此同時，老年小鼠在幼年微生物群的情況下比老年微生物群的情況下表現更好。
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慕尼黑路德維希-馬克西米利安大學的神經學家Arthur Liesz說，現在最大的問題是微生物群影響中風預後的機制，他的團隊是2016年德國研究的作者。在多種可能性中，一些研究人員目前正在研究微生物代謝物。Venna的團隊專注於短鏈脂肪酸，這是一種透過腸道中細菌發酵纖維產生的化合物。其2018年的研究表明，老年微生物群動物的短鏈脂肪酸水平較低，因此Venna和他的同事假設這些化合物可能與中風後康復有關。為了驗證這一理論，他們選擇了產生短鏈脂肪酸的腸道細菌菌株，並將它們移植到小鼠體內——發現這些微生物足以改善中風後的預後。Venna在上個月在芝加哥舉行的神經科學學會（SfN）會議上展示了這些未發表的結果。
Venna和其他人懷疑，腸道微生物代謝物（如短鏈脂肪酸）可能有助於控制健康動物的免疫系統——以及炎症——並且這種平衡狀態在中風後會發生改變。為了支援這一觀點，Liesz的團隊也在SfN會議上展示了未發表的工作，表明在齧齒動物中，短鏈脂肪酸和吲哚——從消化氨基酸色氨酸產生的腸道微生物代謝物——都改變了中風後免疫細胞的活性。“仍然有很多問題需要解答，但我們對目前的結果感到非常著迷，”Venna說。
大多數支援微生物群在中風中作用的發現都來自動物研究，因此這些益處是否會推廣到人類身上還有待觀察。在人類身上有一些小型觀察性研究，但Liesz指出，更大規模、更長期的研究至關重要。為了滿足這一需求，他的實驗室目前正在招募患者以獲取他們的糞便和血液，以確定他們的腸道菌群和迴圈代謝物是否反映了在小鼠身上觀察到的情況。儘管臨床試驗還很遙遠，但Liesz說，“我認為我們中的許多人確實在這個非常早期的階段就考慮治療方法了。” 他補充說，使用益生菌或糞便移植等方法靶向腸道，“可能是一種非常優雅的方式來治療像中風這樣的複雜疾病，它不是直接影響大腦，而是利用微生物群作為潛入系統的一種方式。”
然而，並非所有人都認為將微生物群與中風預後聯絡起來的證據具有說服力。柏林夏裡特大學醫院的神經學家和中風科學家Ulrich Dirnagl說，迄今為止進行的研究存在一些重大侷限性。一個關鍵問題是：由於實驗室動物是在非常人工的環境中飼養的——例如，通常在乾淨的籠子裡和有限的飲食條件下——它們的微生物群並不能準確地代表在野生動物中發現的腸道微生物的多樣性。他解釋說，因此，用實驗小鼠進行的實驗可能與人類無關。
8月份發表在科學雜誌上的一篇論文支援了Dirnagl的擔憂。在那項研究中，研究人員透過將實驗室動物的胚胎植入野生小鼠體內，培育出了所謂的“野化小鼠”。由於暴露於代孕母親體內種類繁多的微生物，野化小鼠的微生物群與自然環境中發現的微生物群更為接近。 當研究小組測試了兩種先前在實驗小鼠中成功但在人類中失敗的免疫系統靶向藥物時，他們發現這些療法在野化小鼠中也失敗了。Dirnagl說，“中風研究人員現在所做的工作與現實生活相去甚遠”，他補充說，還存在樣本量小和缺乏重複研究的問題。“非凡的主張需要非凡的證據。但我沒有看到非凡的證據，只有非凡的主張。”