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文 | 陈根
从基因的角度来看，人类本质上是相同的，构成DNA的4种碱基相互结合而且排序，指导着人类的生长、制作和运作。
万万年来，人类的基因也一直稳定地遗传，科学家曾对酵母、水稻和田鸡等生物体的整个基因组进行测序，研效果发现，我们星球上的全部生物在基因上都有一些重叠之处。之以是存在这种基因重叠，是因为我们在三、四十亿年前拥有一个相同的单细胞有机体祖先。它被称为末了的共同祖先。很多共同基因，在数十亿年的进化中得以生存下来的。
但从微生物角度来看，人和人之间却是完全差别。两个人同一身材部位上寄居的微生物种类都大不相同。随机选择两个人，然后查验第一个人分泌物中的单个微生物细胞，然后再查验第二个人的——只有约莫10％的概率会找到两人都有的微生物细胞。
基于人和人之间全然差别的微生物群落，再加上越来越多证据证实微生物对人体康健的重要意义，如何改写人体内的微生物群体以满意人体的康健需求就成了科学家们研究的新方向。大概，这个人类从前忽略的人体微观天下，带来的影响还将超越人们的想象，并带领人们进入一个全新的天下。
独一无二的存在
50万亿，这大概是构成人体全部细胞的数量。然而，微生物细胞数量要远远超过人类细胞数量的总和，比例高达10:1——居住在人体的微生物数量大概有1000万亿，超过我们满身细胞数量的10倍。
诺贝尔奖得主Joshua Lederberg曾经指出，人体与共生微生物构成了超等生物体。我们的身材各处都存在微生物，皮肤表面、呼吸道、消化道等，此中90%以上的微生物都住在肠道里。如果按重量来算，中等体重的成年人身上约莫有1.4千克的微生物。这个分量甚至使微生物构成为人体内部最大的器官之一，即与大脑重量相仿，比肝脏略轻。
科学家们还进一步发现，人体微生物的基因数量也远远多于我们的基因数量——每个人身材里约莫有2万个人类基因，但人体携带的微生物基因却有约莫200万到2 000万个。这意味着，从遗传的角度来说，我们所继承的基因99％都是微生物基因。
更重要的是，差别个体体内的微生物群落也是独一无二的，它们在人体变老、旅行、吃各种食物以及服用抗生素时都在不停变革。每个人体内的微生物群落对于天气、季节、朋友、疾病以及日常生活中的很多其他变量都会做出相应的反应。
实际上，人们体内的微生物群落从出生起就开始形成。婴儿在通过母亲产道时获得了这些微生物，因为产道内壁上有阴道细菌。固然差别的女性个体有差别的阴道微生物组，但在有身期间这些微生物组都进入了相同的状态。可以说，顺产为婴儿提供很多关键的基础微生物，这些微生物占据婴儿的身材后，就开始不停扩张，同时也在帮助婴儿消化食物，促进生长发育。
与之相对的，剖宫产的婴儿则拥有温顺产婴儿差别的微生物群落。纽约大学朗格尼医学中心的研究员玛丽亚·格洛丽亚·多明戈斯-贝洛研究发现，如果婴儿是经由阴道出生，那他（她）身上的微生物就与母亲阴道的微生物组相似；如果婴儿是剖宫产出生的，那身上的微生物就与成人皮肤上发现的微生物相似，与顺产婴儿身上的微生物组完全差别。
固然，微生物暴露和共生关系并不会在出生后就克制。比如，饮食就有助于塑造差别人们体内差别的微生物组。接受母乳喂养与配方奶粉喂养的孩子，体内的微生物差异很大。此中，吃母乳的婴儿可以打仗母乳中的特殊微生物，以及母乳中能促进益生菌增长的特殊糖。而当婴儿开始吃固体食物的时间，婴儿体内的微生物组会继续进化。
别的，每个人的基因组和特定微生物之间都有着清晰的相互作用，有着差别遗传因素的人在打仗到相同的微生物时，会履历差别的微生物共生过程、消化过程，甚至表现为差别的痤疮、体味以及其他无数的特质差异。
实际上，居住在我们体内的每一个物种都有着自己的遗传基因组。这些微生物群落所包含的DNA基因组数目要远比我们人体的细胞数量多得多。由于我们每个人都是一个共生体，这些微生物的快速变革也在驱动着我们的身材和进化过程的快速变革。因此，我们也可以将微生物看作继核心DNA基因组和表观遗传基因组之后的第三种基因组。
微生物与人体康健痛痒相关
每个人人体内的微生物群落不仅是独一无二的存在，对于人体康健也有着不可替代的重要作用。实际上，微生物群落与肥胖、心脏病、自闭症、免疫力、影象力、癌症和衰老都有着密切的关系。
生活在我们肠道和皮肤中的细菌群落会通力互助把食物转化为营养物质，帮我们治愈创口、抵抗并驱离有害的竞争性微生物、制造维生素、分解毒素。如果没有这些微生物，人体不仅无法很好地生存下去，更不大概保持康健。
尤其是肠道微生物，值得一提的是，肠道菌群中大部分是有益菌。肠道细菌作为肠道中的重要住民，通过中间代谢产物或表面抗原结构发挥相应的作用，到场机体生理运动的各个方面。肠道细菌可以将未被宿主消化吸收完的食物身分（重要是纤维）发酵成短链脂肪酸。肠道细菌还可以合成维生素供人体吸收，比如维生素K和B族维生素，以及部分人体所必须的氨基酸也都是由它们合成的。
在康健的人体内，部分肠道细菌可以或许减轻炎症反应，加强免疫功能。别的，也有些肠道细菌可以间接影响人类的大脑运动，与人类就寝、影象力、产生焦虑、抑郁症有关。比如肠道细菌直接分泌某些神经递质，比如γ-氨基丁酸，可以帮助就寝，维持和提高脑的年轻态。
显然，微生物对人类身材康健有着实着实在的影响，不仅云云，微生物的祖先谱系对人类身材康健也有着实着实在的影响。
图卡瑞斯是哥伦比亚副热带高地上的一座小镇，那边的人们饱受毒品暴力犯罪的扰乱。小镇附近有一座雄伟的火山，镇上有个小教堂。图马科也是哥伦比亚一座毒品盛行、犯罪猖獗的城市，它位于热带沿海地区。这两个地方都不是热门旅游城镇，但这两个地方对于明白胃癌、微生物与人类基因组的相互作用来说是最前沿的试验场——生活在图卡瑞斯的人患消化道炎症后发展成胃癌的概率是住在图马科的人的25倍。两个城镇都有90%多的人携带有同一种细菌——幽门螺旋杆菌，这种细菌每每与胃部溃疡有关。
基于此，科学家通过跟踪消化道中微生物的变异，发现了人类殖民历程的大致趋势——图卡瑞斯最早的人口是来自西班牙的白人和南美洲的原住民，致命的幽门螺旋杆菌感染则源自欧洲。图马科的人口最早重要来自非洲，和他们体内相对较弱的幽门螺旋杆菌来自同一块大陆。这种身材上的极度差异可以直接追溯到两群人是如何与同一种微生物的差别亚类协同进化的。
微生物改变人体康健状态的例子不胜罗列。有些人吃了肉更轻易得心脏病，因为他们的肠道细菌把维生素BT转化成了氧化三甲胺，而氧化三甲胺会加快动脉粥样硬化。还有些肠道细菌会制造一种酶，可以分解胆汁酸，从而淘汰脂肪的摄入、降低胆固醇水平。自体免疫性疾病，比如肠易激综合征、类风湿性关节炎、多发性硬化症以合格林-巴利综合征，都与特定的微生物有关。
打开了康健的新思绪
面临微生物与人体的相互作用，驯服微生物，重写人体内的微生物群落为人们走向康健打开了新的思绪。
实际上，当代人体内的微生物群落已经与已往有很大差别，这是一件好事，因为在天下上大多数地方，直到如今连出生这件事变都意味着极度伤害。在20世纪初时，美国有1/10的孩子在15岁前就短命了。卫生设施的改善、接种疫苗、利用抗生素和饮用净水改变了微生物群落，这极大地降低了新生儿的殒命率。
如前所述，我们已经知道，肠道微生物不仅可以让我们腹泻，也会影响我们的新陈代谢。我们的肠胃中有两大细菌族群在争取统治职位，肥胖者体内的微生物族群中包含有大量的硬壁菌门，而拟杆菌门的数量则相对较少。
对于体重减轻大概做了胃旁路手术的人们而言，他们体内这些菌群的数量比例呈现出了明显的下降趋势。在接受胃旁路手术的环境下，对患者产生影响的不仅是手术本身，还有由此带来的消化道微生物族群的改变。科学家在实验中将瘦老鼠体内的消化道细菌移植入遗传完全相同但体重超重的老鼠体内，仅这一项简朴的干预措施就使得超重老鼠的体庞大幅下降。
这种治疗方式对人类好像也有所作用。超重的女性天天吞服两个含鼠李糖乳杆菌的益生素胶囊，12周后体重减轻了5.4千克。但是，接受同样治疗的男性却没有出现体重下降。而如果继续研究男性与女性之间的肠道微生物群落差异，我们大概就能明白这是为什么。
在改善肠道微生物方面，另一项备受关注的技术，就是益生菌。益生菌是大多数自然存在于人体肠道内的细菌，也存在于发酵的食物中（如酸奶），重要包罗差别种属的双歧杆菌和乳酸菌。益生菌被定义为活的微生物，当数量足够多时，对康健就有益。益生菌被称为“良性细菌”或“有益细菌”，可以通过膳食增补剂、酸奶和栓剂获得。
如今，已经有很多研究者做了一些针对益生菌临床试验的研究。一些强有力的证据证实了益生菌对儿童腹泻和成年人肠道易激综合征的防备和治疗作用，应用远景包罗防备和淘汰早产儿坏死性小肠结肠炎（一种急性肠道疾病）的发生。潜在的应用远景可用于治疗肥胖症、降低胆固醇水平和治疗肠道易激综合征。益生菌还大概产生其他影响，包罗生产抗菌化合物，并通过与有害细菌竞争营养身分，与益生元一起把有害细菌挡在体外。
遗憾的是，按照目前的环境来看，围绕益生菌的一个问题就是，相对于进行踏实的研究，人们更多的是拿它来炒作。比如，益生菌对人体肠道康健有益的特点在单独环境下是否能起作用尚未得到证实。对于在超市里买到的微生物制品，在被运到超市而且放在货架上之后，大多数人也不清晰里面是否还有活性微生物——微生物只在极其特定的环境里才能生存。
固然，我们在编辑和改变自身微生物群落的时间，也在改变自己的生活，改变自己和子女的生存状态。细菌群落甚至会影响我们的味觉和嗅觉。一项2010年的果蝇实验研究显示，食物结构相同的果蝇倾向于相互交配，而不去考虑其他果蝇。而一旦这些果蝇开始摄入抗生素，它们就会自由地和其他任何果蝇交配。
固然，从人体微生物组中研发的技术，也可以应用到宠物、家畜、野生动物身上，甚至用在地球之上。在这样的配景下，人们就可以把微生物看作毗连人类康健、动物和环境的一张网，并终极明白如何改善身材内部的微观生态体系和我们自身的生态体系。（本文首发钛媒体APP） |
