农药扰乱肠道菌群，甚至诱发糖尿病中国科学报

越来越多的研究表明，农药可能扰乱肠道菌群。研究人员表示，这种菌群紊乱可能引发一系列健康问题，其中包括全球范围内非肥胖人群2型糖尿病发病率上升。

总体而言，因工作长期暴露于农药的人群面临的风险最高，但用于家庭环境的农药同样可能影响肠道菌群。英国伦敦国王学院的Robin Mesnage表示：“反复低剂量接触具有生物活性的化学物质，或许不会立刻出现剧烈反应，却会形成长期的选择压力。”

图片来源：S. JAIN/SCIENCE

2023年，全球农药使用量达373万吨，约为1990年的两倍。长期以来，相关健康风险研究主要集中在急性中毒、神经毒性和癌症方面。但如今，用于研究复杂微生物生态系统的新型基因技术，已能追踪农药对肠道菌群的影响。

印度KMCH研究基金会的Velmurugan Ganesan团队对印度南部近3000人开展研究后发现，城市地区23%的人患有糖尿病，多与肥胖、高胆固醇等典型危险因素相关；但农村地区糖尿病患病率仍高达16%，且与这些危险因素无关。Ganesan说：“我们开始怀疑，环境化学物质是否在其中发挥作用。”

随后，团队在小鼠身上研究了一种广泛使用的农业杀虫剂——氯氰菊酯的影响。以往动物实验多采用短期高剂量给药，而Ganesan团队根据印度日常饮食中的农药残留量，采用了“现实剂量”，持续给药120天。研究显示，氯氰菊酯重塑了小鼠肠道菌群，其中乳酸杆菌等有益菌数量下降，幽门螺杆菌等潜在有害菌增多。即便体重没有增加，接触氯氰菊酯的小鼠仍出现了高血糖和糖尿病症状。

目前，团队正在分析糖尿病患者（含肥胖与非肥胖患者）及健康对照组的血液、尿液和粪便样本，验证这一规律是否同样适用于人体。“我们正试图证明，环境化学物质诱发的糖尿病的发病机制，与生活方式相关糖尿病截然不同。二者可能需要不同的临床治疗方案。”Ganesan说。

农药似乎不仅会改变菌群种类，还会影响其代谢活性。在另一项大型研究中，研究人员将17种人体肠道代表性细菌暴露于18种不同农药，检测到微生物产生的数百种小分子物质发生变化，其中包括短链脂肪酸、胆汁酸和色氨酸相关分子。这些物质能维持肠道黏膜健康、调节炎症反应、调控免疫功能。

领导这项研究的美国耶鲁大学Caroline Johnson表示：“大多数研究只关注农药对肠道菌群组成的影响，而这项研究表明，其影响远不止于此。”团队还发现，部分细菌会在细胞内蓄积农药，这可能延长其在人体内的停留时间，增加长期健康风险。

通过改变肠道细菌的代谢产物，农药还可能影响大脑信号传导与免疫反应。动物实验显示，接触氯氰菊酯与抑郁样行为相关，同时伴随肠道菌群改变。爱尔兰科克大学的John Cryan说：“这并非单一机制，而是一系列生物效应网络，最终会扰乱肠-脑轴的信号交流。”

但Cryan提醒，证实因果关系是该领域最大的难题之一。即便是对照动物实验，往往也无法判断行为改变是由菌群紊乱所致，还是农药直接作用于大脑引发。近期一些实验开始弥补这一缺口：在动物研究中，仅通过粪菌移植等方式改变菌群就足以改变行为，表明肠道菌群确实起到了因果作用。

农药对人体是否存在类似影响目前仍不明确。与实验动物不同，人类往往常年接触多种混合化学物质。Mesnage团队检测了130名英国人尿液中186种常见农药残留，结果令人意外。所有参与者的尿液中都检出拟除虫菊酯类或有机磷类杀虫剂残留，且自称蔬果摄入量更高的人群残留水平更高。此外，尿液中农药残留水平越高，肠道菌群组成与代谢变化越明显。Mesnage表示，家庭使用的农药或宠物杀虫剂也会增加暴露风险。

农药导致的肠道菌群紊乱能否逆转尚无定论。“目前我们还没有简单通用的解决方案。很多人觉得服用益生菌就能解决一切问题，但肠道菌群受多种因素影响，恢复平衡绝非易事。”Cryan说。