農(nóng)藥可能嚴(yán)重破壞腸道微生物

來源：中國科學(xué)報

記者：王方

如今，越來越多的研究證明，農(nóng)藥可能會破壞腸道菌群。科學(xué)家指出，這會引發(fā)一系列健康問題，包括全球非肥胖人群中的2型糖尿病發(fā)病率上升。

圖片來源：S. JAIN/SCIENCE

總的來說，那些在工作中長期接觸農(nóng)藥的人面臨的風(fēng)險最高，但在家中使用農(nóng)藥同樣會影響腸道菌群。英國倫敦國王學(xué)院的Robin Mesnage表示：“反復(fù)低劑量接觸具有生物活性的化學(xué)物質(zhì)，或許不會立刻出現(xiàn)劇烈反應(yīng)，但會形成一個長期的選擇性壓力。”

2023年，全球農(nóng)藥使用量達(dá)373萬噸，約為1990年的兩倍。長期以來，相關(guān)健康風(fēng)險研究主要集中在急性中毒、神經(jīng)毒性和癌癥方面。但是，用于研究復(fù)雜微生物生態(tài)系統(tǒng)的新型基因技術(shù)，如今已能追蹤殺蟲劑對腸道菌群的影響了。

印度KMCH研究基金會的Velmurugan Ganesan對印度南部近3000人開展了一項研究，發(fā)現(xiàn)城市地區(qū)23%的參與者患有糖尿病，且多與肥胖、高膽固醇等典型危險因素相關(guān)；農(nóng)村地區(qū)的糖尿病患病率為16%，但與這些危險因素?zé)o關(guān)。Ganesan說：“我們開始懷疑，環(huán)境化學(xué)物質(zhì)是否在其中發(fā)揮了作用。”

隨后，團(tuán)隊在小鼠身上研究了一種廣泛使用的農(nóng)業(yè)殺蟲劑——氯氰菊酯的影響。以往動物實驗多采用短時間內(nèi)高劑量給藥，但他們根據(jù)印度日常飲食中的農(nóng)藥殘留，采用所謂的“現(xiàn)實劑量”，持續(xù)120天給藥。這項去年發(fā)表的研究顯示，氯氰菊酯重塑了小鼠腸道菌群，其中乳酸桿菌等有益菌數(shù)量下降，幽門螺桿菌等潛在有害菌增多。即便體重沒有增加，接觸農(nóng)藥的小鼠也出現(xiàn)了高血糖和糖尿病癥狀。

目前，團(tuán)隊正在分析糖尿病（含肥胖與非肥胖）患者及健康對照組的血液、尿液和糞便樣本，以驗證這一規(guī)律是否適用于人類。“我們正試圖證明，由環(huán)境化學(xué)物質(zhì)誘發(fā)的糖尿病與生活方式相關(guān)的糖尿病在發(fā)病機制上是截然不同的。二者可能需要不同的臨床治療方案。”Ganesan說。

農(nóng)藥似乎不僅改變了菌群數(shù)量，還會影響它們的代謝活動。在2025年的另一項大型研究中，科學(xué)家將17種人體腸道細(xì)菌暴露于18種農(nóng)藥中，并檢測到微生物產(chǎn)生的數(shù)百種小分子物質(zhì)發(fā)生的變化，其中包括短鏈脂肪酸、膽汁酸和色氨酸相關(guān)分子。這些物質(zhì)能維持腸道黏膜健康、調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)、調(diào)控免疫功能。

領(lǐng)導(dǎo)這項研究的美國耶魯大學(xué)的Caroline Johnson表示：“大多數(shù)研究只關(guān)注農(nóng)藥對腸道菌群組成的影響，而這項研究表明，影響遠(yuǎn)不止于此。”團(tuán)隊還發(fā)現(xiàn)，部分細(xì)菌會在細(xì)胞內(nèi)蓄積農(nóng)藥，這可能延長它們在人體內(nèi)的停留時間，增加長期健康風(fēng)險。

通過改變腸道細(xì)菌的代謝產(chǎn)物，農(nóng)藥還可能影響大腦信號傳導(dǎo)與免疫反應(yīng)。動物實驗顯示，接觸氯氰菊酯與抑郁癥行為相關(guān)，同時伴隨腸道菌群改變。愛爾蘭科克大學(xué)的John Cryan說：“這并非單一機制，而是一系列生物效應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，最終會擾亂腸-腦軸的信號交流。”

但Cryan提醒，證實因果關(guān)系是該領(lǐng)域最大的難題。即便是對照動物實驗也無法確定行為改變是由菌群紊亂，還是農(nóng)藥直接作用于大腦所致。近期一些實驗開始彌補這一缺口：在動物研究中，僅通過糞便菌群移植等方式就足以改變行為，表明腸道微生物確實起到了因果作用。

農(nóng)藥對人體是否存在類似影響目前仍不明確。與實驗動物不同，人類往往常年接觸多種混合化學(xué)物質(zhì)。Mesnage團(tuán)隊在130名英國人尿液中檢測出186種常見農(nóng)藥的殘留，結(jié)果令人意外。所有參與者的尿液中都檢出擬除蟲菊酯類或有機磷類殺蟲劑殘留，且蔬果攝入量更高的人殘留水平更高。此外，尿液中農(nóng)藥殘留水平越高，腸道菌群組成與代謝變化越明顯。Mesnage表示，家庭使用的農(nóng)藥或?qū)櫸餁⑾x劑也會增加暴露風(fēng)險。