人類對(duì)腸道菌群的研究早在100多年前就有了。但新的研究手段令這個(gè)古老的課題又煥發(fā)出生命之光。它是時(shí)下最熱門(mén)的科學(xué)前沿，對(duì)它的探索，已使國(guó)際科學(xué)界聯(lián)合起來(lái)，著手進(jìn)行“人類第二基因組計(jì)劃”
諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者喬舒亞·萊德伯格曾說(shuō)，“人是與其共生的微生物構(gòu)成的超級(jí)生物?！比梭w內(nèi)寄生著各種微生物，光是在腸道里，就有幾千種、總重達(dá)1.5公斤的細(xì)菌。一直以來(lái)，科學(xué)家們只是隱約知道腸道菌群影響人體健康，但對(duì)于究竟有什么影響、如何發(fā)揮作用卻不甚了了。
最早研究腸道菌群的是1908年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)得主、細(xì)胞免疫學(xué)說(shuō)的建立者梅契尼科夫。這位流亡到法國(guó)的俄國(guó)動(dòng)物學(xué)家晚年開(kāi)始琢磨衰老與長(zhǎng)壽。他發(fā)現(xiàn)保加利亞有很多長(zhǎng)壽老人，而他們的共同點(diǎn)是愛(ài)喝酸奶。通過(guò)進(jìn)一步研究他認(rèn)為，擁有健康的腸道菌群有助于長(zhǎng)壽。梅氏就此寫(xiě)了一本名為《延長(zhǎng)生命》的書(shū)，可算作是腸道菌群領(lǐng)域最早的論述，但這是本未經(jīng)同行審議的學(xué)術(shù)著作。
盡管如此，人們?cè)谥委熤幸蚜阈堑剡\(yùn)用腸道菌群的概念。做完手術(shù)的病人，由于術(shù)后大量使用抗生素，破壞了腸道菌群，易出現(xiàn)腹瀉不止的情況。而這種腹瀉又很難再用藥物來(lái)止住。有的醫(yī)生靈機(jī)一動(dòng)，將健康人的糞便裝進(jìn)膠囊，讓病人服下去，結(jié)果發(fā)現(xiàn)效果不錯(cuò)。于是，這種思路得到推廣，并加以規(guī)范。后來(lái)，醫(yī)生們就開(kāi)始采用經(jīng)過(guò)處理的糞便懸浮液來(lái)為病人灌腸。這方法聽(tīng)起來(lái)有些“重口味”，因此它有一個(gè)含蓄的名稱：細(xì)菌療法。這種治療腹瀉和腸道炎癥的做法，最早在1970年代就有報(bào)道，并延續(xù)至今，盡管也發(fā)了不少學(xué)術(shù)文章，不過(guò)并非主流的治療方法。在臨床上，腸道菌群也不是常規(guī)的診斷項(xiàng)目。
很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，腸道菌群理論一直沒(méi)有成為學(xué)術(shù)界認(rèn)真對(duì)待的課題，造成這種狀況的一個(gè)重要原因是研究手段所限。在過(guò)去，要想認(rèn)識(shí)一個(gè)細(xì)菌，先要將它分離培養(yǎng)，再用顯微鏡去鑒定。但腸道菌群有幾千個(gè)，且都是厭氧菌，一遇到有氧環(huán)境就迅速死掉，人們很難把它們逐一分離出來(lái)并識(shí)別。有些細(xì)菌是共生關(guān)系，也無(wú)法單獨(dú)培養(yǎng)。即使是現(xiàn)在，在技術(shù)上也不能完全做到這一點(diǎn)。此外，腸道菌群本身的復(fù)雜也增加了人們認(rèn)識(shí)它真面目的難度——就跟指紋與眼睛虹膜一樣，這世上沒(méi)有哪兩個(gè)人的腸道菌群一模一樣。
腸道菌群研究領(lǐng)域隨著生物醫(yī)學(xué)進(jìn)入基因時(shí)代而變得活躍起來(lái)。尤其是自2005年左右第二代基因測(cè)序技術(shù)出現(xiàn)以后，快速、一次性、大規(guī)模地解碼DNA成為現(xiàn)實(shí)?？茖W(xué)家們從此可以扔下顯微鏡，轉(zhuǎn)而從基因的層面了解腸道細(xì)菌。
生物學(xué)家曾經(jīng)以為，人體是一座自給自足的生物孤島，然而在過(guò)去10年里，研究人員證明，人體是一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，或者說(shuō)是一個(gè)“社會(huì)網(wǎng)絡(luò)”，其中有數(shù)以萬(wàn)億的細(xì)菌和其他微生物寄居在我們的皮膚、陰部、口腔，尤其是腸道里。事實(shí)上，人體當(dāng)中細(xì)菌的細(xì)胞數(shù)量是人體自身細(xì)胞的十倍之多。而且，這些微生物細(xì)胞及其基因(被稱為“元基因組”)形成一個(gè)混合的小社會(huì)，不僅不會(huì)危害人類健康，還會(huì)在消化、生長(zhǎng)和自我防御等方面成為我們基本生理機(jī)能的助手。
這方面最好的例子是丁酸鹽。人體腸道的上皮細(xì)胞每3天脫落更新一次，這一代謝過(guò)程需要一種名叫丁酸鹽的物質(zhì)。但食物中很少直接含有丁酸鹽，人體自身也不能合成，它的主要來(lái)源是腸道菌群的代謝廢棄物。更有趣的是，腸道細(xì)菌要靠“吃”膳食纖維才能產(chǎn)生丁酸鹽，而膳食纖維又恰恰是人體不能自身消化的。因此，人對(duì)膳食纖維的需要，不僅是為自己，而且也是為了這些細(xì)菌，否則腸道上皮細(xì)胞長(zhǎng)不好，就容易長(zhǎng)出息肉乃至患結(jié)腸癌。
鑒于人與寄生于其體內(nèi)的微生物的關(guān)系如此密切，2005年，美、德、日、中等13國(guó)在法國(guó)召開(kāi)人類微生物組圓桌會(huì)議，會(huì)議發(fā)表的《巴黎宣言》宣布啟動(dòng)人類第二基因組計(jì)劃——“人類元基因組計(jì)劃”。在上世紀(jì)90年代，歷時(shí)13年、耗費(fèi)30億美元的人類基因組計(jì)劃曾測(cè)定了人類自身的25000多個(gè)基因。而人類第二基因組計(jì)劃的測(cè)序工作量，預(yù)計(jì)至少相當(dāng)于人類基因組計(jì)劃的10倍。
上海交通大學(xué)教授趙立平代表中國(guó)參加了上述會(huì)議。根據(jù)這個(gè)會(huì)議，各國(guó)自2007年始陸續(xù)開(kāi)展了行動(dòng)。其中比較大的項(xiàng)目有，美國(guó)斥資1億美元的“人體微生物群系項(xiàng)目”，歐盟總經(jīng)費(fèi)達(dá)1200萬(wàn)歐元的“人類元基因組第七框架項(xiàng)目”。2008年，根據(jù)中法簽署的《中法腸道元基因組研究聯(lián)合聲明》，上海交大聯(lián)合中科院幾家單位，與法國(guó)農(nóng)科院聯(lián)合啟動(dòng)了“中法腸道元基因組合作項(xiàng)目”，著眼于腸道菌群與肥胖及糖尿病的研究，由趙立平任項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。目前，該項(xiàng)目的第一階段工作已經(jīng)完成。
在過(guò)去10年，進(jìn)入到這個(gè)領(lǐng)域的學(xué)者，幾乎都沒(méi)有醫(yī)學(xué)背景，大多數(shù)都是像趙立平一樣的微生物學(xué)家。醫(yī)學(xué)家習(xí)慣于從某一種病原菌出發(fā)，去尋找特定的微生物對(duì)人體健康的影響。而面對(duì)腸道菌群這樣一團(tuán)雜亂無(wú)章的細(xì)菌混合體時(shí)，只有熟悉微生物生態(tài)學(xué)的科學(xué)家們才能游刃有余?！斑@實(shí)際上是兩種思維模式：自下而上與自上而下，”趙立平說(shuō)。在最開(kāi)始，大家需要把腸道菌群本身的情況摸清楚，共有多少種菌都有什么基因。而現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入第二階段，要研究與疾病相關(guān)的都有哪些關(guān)鍵菌群，它們都是怎么發(fā)揮作用的。
2012年11月，國(guó)家自然科學(xué)基金委在上海召開(kāi)了一次會(huì)議，探討未來(lái)中國(guó)的腸道菌群研究該怎么走。與會(huì)專家，除了趙立平等兩三位微生物學(xué)者，絕大部分都是臨床各科的醫(yī)生。對(duì)此，趙立平坦承，“隨著腸道菌群的基本情況越來(lái)越清楚，腸道菌群的致病機(jī)理將會(huì)是研究的重點(diǎn)。醫(yī)學(xué)家在這個(gè)天地大有作為，未來(lái)他們將占據(jù)主流?！?br> 微生物組學(xué)是當(dāng)今生命科學(xué)最熱門(mén)的領(lǐng)域之一，在此基礎(chǔ)上，中國(guó)科學(xué)家首次確定了一種細(xì)菌是肥胖的病因。這個(gè)拿自己做試驗(yàn)的科學(xué)家成功減肥的故事，也從腸道微生物學(xué)的角度，尋找到一個(gè)詮釋古老中醫(yī)藥理論的新途徑
合體的毛衣下沒(méi)有隆起的肚腩，72公斤，對(duì)于身高173厘米、年滿50歲的趙立平來(lái)說(shuō)，“剛剛好”。但在四年前，他還是個(gè)體重90多公斤的大胖子。今年6月，連同瘦身前后的對(duì)比照片一起，他的減肥故事登上了美國(guó)《科學(xué)》雜志。趙立平的隆重“出場(chǎng)”，不僅因?yàn)樗难芯款I(lǐng)域正巧符合當(dāng)期雜志的封面主題——“微生物組學(xué)”，更因?yàn)樗且晃挥掠诎炎约寒?dāng)成“小白鼠”的科學(xué)家——他通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群，實(shí)現(xiàn)了自己的減肥目標(biāo)。
在2010年美國(guó)舉行的人類微生物組大會(huì)上，趙立平講述了自己減肥的故事。腸道菌群理論在自己身上的見(jiàn)證，讓他更有資格為這個(gè)當(dāng)下大熱的學(xué)科領(lǐng)域代言。美國(guó)華盛頓大學(xué)基因組研究所副主任喬治·溫斯托克評(píng)價(jià)說(shuō)，“趙立平帶來(lái)了一股清新的空氣。令人耳目一新的是，他是以一種置身度外的、客觀的、科學(xué)的方式來(lái)呈現(xiàn)他的研究發(fā)現(xiàn)?！?br> 盡管如此，上海交通大學(xué)教授趙立平并不愿多談他個(gè)人的減肥經(jīng)驗(yàn)。他認(rèn)為自己研究的是科學(xué)問(wèn)題，而非養(yǎng)生之道。況且，在中國(guó)，仍有人對(duì)他的學(xué)術(shù)研究“不買(mǎi)賬”。他曾在一次科普活動(dòng)上提到“苦瓜與山藥有助于減肥”“腸道細(xì)菌分為‘好的’和‘壞的’兩種”，事后有人就給他扣上了“偽科學(xué)”的大帽子。趙立平說(shuō)，他擔(dān)心自己被誤解為“科學(xué)界的張悟本”。
發(fā)現(xiàn)“致胖細(xì)菌”
2004年，美國(guó)科學(xué)院院士、華盛頓大學(xué)教授杰弗瑞·戈登和他的同事們做了一個(gè)著名的實(shí)驗(yàn)，這是科學(xué)家在研究腸道菌群與肥胖關(guān)系時(shí)，用無(wú)菌動(dòng)物做的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)。
所有的動(dòng)物包括人在內(nèi)，剛出生時(shí)，腸道里是沒(méi)有細(xì)菌的。通過(guò)生產(chǎn)與哺育等環(huán)節(jié)的接觸，母親會(huì)在第一時(shí)間將自己的菌群傳遞給孩子，因此，母親與子女、兄弟姐妹之間的腸道菌群會(huì)有一定的相似性?？茖W(xué)家將剛出生的小鼠放進(jìn)一個(gè)完全無(wú)菌的隔離包里，它們吃的食物、飲用的水與呼吸的空氣都是過(guò)濾過(guò)的。這樣飼養(yǎng)出來(lái)的小鼠，腸道里始終是無(wú)菌的。相比正常小鼠，它們的最大特點(diǎn)是非常的苗條，但當(dāng)把菌群接回小鼠的腸道，讓它們成為正常小鼠，它們的飯量變小了，體重卻恢復(fù)到正常水平。
2006年，戈登將普通飼料換成高脂飼料，重復(fù)了上述實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：無(wú)菌小鼠即使吃高脂飼料也不會(huì)發(fā)胖，同時(shí)它們的代謝率也比有菌小鼠低。也就是說(shuō)，有菌動(dòng)物比無(wú)菌動(dòng)物代謝消耗大、吃得少，但體內(nèi)的脂肪存儲(chǔ)反而多，這顯然與人們通常認(rèn)為的“多吃、少運(yùn)動(dòng)、多余的熱量變成脂肪存起來(lái)”的規(guī)律相悖。
在過(guò)去，人們大多從基因的角度來(lái)研究肥胖。而戈登的實(shí)驗(yàn)，是從腸道菌群這一新的角度，來(lái)解釋肥胖，認(rèn)為菌群的“有和無(wú)”與體重的“大與小”之間有關(guān)聯(lián)。這個(gè)發(fā)現(xiàn)非同一般，趙立平說(shuō)，以前，人們只知道腸道菌群與腸炎有關(guān)，但戈登的研究，則是第一次提出，腸道菌群還與肥胖、糖尿病等代謝性疾病都有關(guān)系。
然而，戈登的研究并非終結(jié)之作，他只是打開(kāi)了通往未知世界的一扇門(mén)。腸道菌群有上千種，究竟哪一種與肥胖及代謝病關(guān)系最密切，仍然是一個(gè)謎。2006年，戈登小組在《自然》雜志上發(fā)表論文認(rèn)為，肥胖主要與“厚壁菌門(mén)”相關(guān)，而健康人的腸道里則是“類桿菌門(mén)”的細(xì)菌比較多?？墒?，他們的這一結(jié)論不僅在業(yè)界有爭(zhēng)論，而且，生物學(xué)分類從大到小是“門(mén)綱目科屬種”，從“門(mén)”的層面來(lái)考察菌群與肥胖的關(guān)系也顯得過(guò)于粗略。
趙立平認(rèn)為，應(yīng)該從更微觀的層面，比如“種”的層面去追溯菌群與肥胖的關(guān)系。在2009年發(fā)表在《國(guó)際微生物生態(tài)學(xué)會(huì)會(huì)刊》(英文簡(jiǎn)稱ISME會(huì)刊)上的一篇論文中，趙立平和同事們將小鼠從正常飲食轉(zhuǎn)變?yōu)楦咧嬍常种匦伦屍浠謴?fù)正常飲食，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了80種與飲食改變相關(guān)的細(xì)菌。根據(jù)進(jìn)一步分析，在肥胖時(shí)，小鼠體內(nèi)較多的是可以產(chǎn)生內(nèi)毒素的細(xì)菌，如硫酸鹽還原菌。內(nèi)毒素可導(dǎo)致人體出現(xiàn)慢性炎癥，而炎癥則是身體開(kāi)始被破壞的先兆。吃高脂飼料越多，這類細(xì)菌就越多。在健康的小鼠體內(nèi)，較多的是雙歧桿菌一類的有益菌。硫酸鹽還原菌屬于“變形菌門(mén)”，雙歧桿菌則屬于“放線菌門(mén)”，兩個(gè)菌都與戈登提到的那兩個(gè)門(mén)無(wú)關(guān)。
對(duì)肥胖的追根窮源遠(yuǎn)未結(jié)束。趙立平選擇了一名體重175公斤、26歲的男性大胖子，試圖從他身上探索肥胖的致病菌?！搬t(yī)學(xué)上一般認(rèn)為，對(duì)于這么胖的人，營(yíng)養(yǎng)干預(yù)和運(yùn)動(dòng)干預(yù)都是無(wú)效的，唯一的辦法是做胃腸的繞道手術(shù)。如果我們能夠通過(guò)改變飲食來(lái)調(diào)整腸道菌群，使他瘦下來(lái)，那就說(shuō)明我們的理論立得住?！壁w立平說(shuō)。
在進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)干預(yù)前，這名肥胖者腸道內(nèi)最優(yōu)勢(shì)的菌群是陰溝腸桿菌，但干預(yù)4周后這種細(xì)菌就幾乎檢測(cè)不到了。在9周減重30公斤后，患者的身體狀況從“三高”等嚴(yán)重的代謝紊亂狀態(tài)逐步恢復(fù)正常。整個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，他總共減了51.4公斤的重量。
趙立平懷疑陰溝腸桿菌可能是引發(fā)患者炎癥和代謝紊亂的元兇，便將經(jīng)過(guò)處理的該菌接種到無(wú)菌鼠體內(nèi)，同時(shí)喂以高脂飼料。結(jié)果，小鼠嚴(yán)重地發(fā)胖，其肥胖程度與對(duì)照組——吃同樣飼料的正常有菌小鼠是一樣的，而且還出現(xiàn)了糖尿病的特征——胰島素抵抗。由于戈登等人已經(jīng)證明無(wú)菌小鼠吃高脂飼料不會(huì)肥胖，因而可以推論，陰溝腸桿菌是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)可導(dǎo)致肥胖與代謝紊亂的腸道細(xì)菌。
由于趙立平的這一實(shí)驗(yàn)滿足“科赫法則”——確認(rèn)疾病病原體的金科玉律，因此可以說(shuō)，陰溝腸桿菌是人體肥胖和代謝紊亂的致病菌之一。之所以說(shuō)是“之一”，趙立平說(shuō)，由于人的腸道菌群千差萬(wàn)別，他們推測(cè)，導(dǎo)致肥胖的細(xì)菌可能有多種。因而，他們的這項(xiàng)工作有開(kāi)創(chuàng)性意義：它為鑒定更多的參與肥胖和代謝紊亂發(fā)生、發(fā)展的腸道細(xì)菌奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)也建立了一種新的肥胖模型，可用于藥物篩選、療效評(píng)價(jià)和機(jī)理研究諸多方面。這項(xiàng)最新的研究成果于近日在線發(fā)表在ISME會(huì)刊上。
研究腸道菌群與肥胖及糖尿病的關(guān)系，對(duì)于中國(guó)人來(lái)說(shuō)有更重要的含義。在過(guò)去30年里，中國(guó)人的糖尿病發(fā)病率由最初的不到1%升至今天的10%。這主要還是環(huán)境的變化，尤其是飲食結(jié)構(gòu)變化所引起的。趙立平說(shuō)，不同人種對(duì)代謝性疾病的抵抗力是不同的，也就是說(shuō)，白種人即使很胖也不一定患病，而中國(guó)人稍微一胖就容易得病。因此，搞清楚什么樣的膳食結(jié)構(gòu)與腸道菌群可以避免肥胖，是中國(guó)在腸道菌群領(lǐng)域最值得深挖的方向。
追尋“藥食同源”
從南京農(nóng)業(yè)大學(xué)分子植物病理學(xué)專業(yè)博士畢業(yè)的趙立平，工作之后接觸的，無(wú)非是“如何用有益菌來(lái)防治大白菜腐爛”之類的問(wèn)題。一天，研究畜牧問(wèn)題的同事告訴他，聽(tīng)說(shuō)細(xì)菌可以用來(lái)治療豬和雞的腹瀉，但不知怎么做。這引起了趙立平的好奇，他給了同事一些菌群，其中有一兩種菌果然有效。趙立平從此對(duì)動(dòng)物腸道菌群產(chǎn)生了強(qiáng)烈的興趣。從那以后，他逐漸把研究方向鎖定在研究人體內(nèi)微生物菌群與健康的關(guān)系上。
與此同時(shí)，趙立平自己漸漸變成了腰圍115厘米的胖子?；楹髢赡?，他收獲了博士學(xué)位和一個(gè)女兒，以及20公斤的贅肉。后來(lái)他去康奈爾大學(xué)做博士后，在美國(guó)又胖了10公斤，高血壓、高血糖、高膽固醇“三高”的癥狀也相繼出現(xiàn)，眼看著他的體型將沿著一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中年男人的走勢(shì)肆無(wú)忌憚地發(fā)展下去。他曾經(jīng)試過(guò)節(jié)食和跑步，但沒(méi)有什么作用。在讀到戈登的文章后，他打算將這一成果先用到自己身上驗(yàn)證驗(yàn)證。
用什么食物來(lái)改善腸道菌群？趙立平轉(zhuǎn)向中國(guó)特有的傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)尋求靈感。他的父親是中醫(yī)的堅(jiān)定信奉者，曾一天兩次服用一種刺鼻的黑色藥湯治愈了自己的乙肝。在趙立平幼年生病的時(shí)候，父母也常常先帶他去找當(dāng)?shù)赜忻睦现嗅t(yī)求診。這些經(jīng)歷，使趙立平在接受了現(xiàn)代科學(xué)以后，并沒(méi)有對(duì)中醫(yī)產(chǎn)生排斥感。他翻閱了《黃帝內(nèi)經(jīng)》等典籍，并向中醫(yī)討教。其中，中醫(yī)里“苦寒類食物清熱解毒”，“可使米脂入腹，莫使酒脂入腸”等觀念，給他留下了深刻印象。
2006年，趙立平開(kāi)始了以苦瓜、山藥與粗糧為主的食物療法。他設(shè)想，這些在中醫(yī)看來(lái)是“藥食同源”的食物可能能改變消化系統(tǒng)中細(xì)菌的生長(zhǎng)。兩年內(nèi)，趙立平減去了20公斤體重，血壓和膽固醇水平也降了下來(lái)。通過(guò)對(duì)自己的腸道細(xì)菌進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，一種具有抗炎特性的細(xì)菌從實(shí)驗(yàn)前的檢測(cè)不出，生長(zhǎng)到了細(xì)菌總數(shù)的14.5%。
通過(guò)拿自己做實(shí)驗(yàn)，趙立平不僅得到了“苗條的身材”，也為自己的科研建立了基本的信心。2009年，他又在太原開(kāi)始了第一次臨床實(shí)驗(yàn)。在國(guó)際上，對(duì)腸道菌群的研究多在動(dòng)物身上進(jìn)行。由于物質(zhì)生活的富足與健康觀念的相對(duì)落后，今天的中國(guó)，已經(jīng)擁有3.25億個(gè)胖子，幾乎就要超越美國(guó)成為“胖人的國(guó)度”。因此，應(yīng)趙立平的招募前來(lái)報(bào)名的胖人非常多，以至于需要在他們中間進(jìn)行一場(chǎng)“海選”——通過(guò)體檢來(lái)淘汰那些同時(shí)患有其他并發(fā)癥的人，只留下單純性肥胖患者。他們很快就召集了123名志愿者。
他為123名肥胖志愿者確定了一個(gè)9周的方案，量身定制膳食，讓他們定期接受腸道菌群和代謝參數(shù)的檢測(cè)與監(jiān)控。他們?cè)谝?guī)定飲食終止后的14周內(nèi)對(duì)90位患者進(jìn)行了追蹤。93%完成該實(shí)驗(yàn)的參與者，體重減輕了約7公斤，同時(shí)他們腸道中的產(chǎn)毒細(xì)菌減少，有益菌增多。
趙立平的人群試驗(yàn)贏得《科學(xué)》雜志關(guān)注的原因之一，是他對(duì)中醫(yī)“藥食同源”理論的運(yùn)用。那些受試者所吃的食物不僅是低熱量的，更重要的是改變了人體腸道內(nèi)的菌群組成。
趙立平對(duì)黃連素的研究，則更加直接地證明了中藥的作用原理。黃連素又叫小檗堿，是中藥黃連的主要有效成分，它本是一種治療細(xì)菌性腹瀉的非處方藥。但近年來(lái)，國(guó)內(nèi)有不少醫(yī)生將其用于糖尿病的治療，取得了很好的療效。然而，醫(yī)學(xué)界始終沒(méi)有搞清楚這一作用的機(jī)理。
在對(duì)小檗堿的體外研究中，它的使用濃度都在毫克級(jí)，但大量研究表明，小檗堿的生物利用度很低，口服后很難入血，基本都以原藥的形式從糞便排出體外，其在人體血液內(nèi)的濃度只能達(dá)到微克級(jí)。一個(gè)藥物如果不能入血是不能發(fā)揮作用的，因而，小檗堿對(duì)糖尿病的作用機(jī)理就像一團(tuán)迷霧。
2004年以來(lái)，有很多研究顯示，結(jié)構(gòu)失調(diào)的腸道菌群可能會(huì)造成內(nèi)毒素入血，誘發(fā)慢性炎癥，造成肥胖、糖尿病、冠心病等代謝性疾病。于是，趙立平猜想，小檗堿在穿過(guò)腸道時(shí)，可能會(huì)改善腸道菌群的結(jié)構(gòu)，減少內(nèi)毒素入血，減輕慢性炎癥，從而達(dá)到治療或預(yù)防糖尿病的目的。
于是，他們以大鼠作為模型，用高脂飼料誘導(dǎo)肥胖和胰島素抵抗等代謝紊亂，在飼喂高脂飼料的同時(shí)，灌服一定劑量的小檗堿。結(jié)果令人稱奇：小檗堿有效防止了肥胖和胰島素抵抗。根據(jù)這一結(jié)果，可以通俗地說(shuō)，如果你在吃垃圾食品時(shí)，吃一些黃連素，就可能起到防止長(zhǎng)胖的作用。
趙立平采用高通量測(cè)序技術(shù)測(cè)定動(dòng)物的腸道菌群，結(jié)果顯示，小檗堿非常顯著地改變了腸道菌群結(jié)構(gòu)。2012年8月，這一研究結(jié)果發(fā)表在《公共科學(xué)圖書(shū)館·綜合》雜志上，解釋了對(duì)小檗堿預(yù)防代謝綜合征的機(jī)理。
小檗堿調(diào)節(jié)菌群作用的研究，為解釋苦寒類中藥的機(jī)制提供了新的思路?，F(xiàn)在，一種新的觀點(diǎn)開(kāi)始受到重視：很多慢性病的發(fā)生發(fā)展與腸道菌群結(jié)構(gòu)失調(diào)都有密切關(guān)系，中藥則有可能是通過(guò)改善腸道菌群結(jié)構(gòu)來(lái)發(fā)揮療效的。中國(guó)科學(xué)院微生物研究所研究員朱寶利，曾直言批評(píng)過(guò)中醫(yī)對(duì)很多問(wèn)題的夸大其辭，但他認(rèn)為，趙立平的研究是令人鼓舞的，“他正朝著正確的方向前進(jìn)。”
在瘦身成功以后，趙立平依然保持著多吃粗糧、多吃素少吃肉的習(xí)慣。他解釋說(shuō)，人們平時(shí)總會(huì)發(fā)現(xiàn)身邊有些人怎么吃也吃不胖，但事實(shí)并非如此。人在年輕時(shí)亂吃東西或許還能保持好身材，那是因?yàn)楦闻K的解毒功能好；隨著年齡增長(zhǎng)，身體器官機(jī)能下降，腸道菌群惡化對(duì)身體健康的影響就會(huì)越來(lái)越大。在他發(fā)出的每一封電子郵件的末尾都有這樣一句話：“EAT RIGHT，KEEP FIT，LIVE LONG，DIE QUICK。”
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