我，我自己，我們
把人類(lèi)看作是有著(zhù)許多競爭和合作物種的生態(tài)系統，可以改變醫學(xué)的實(shí)踐過(guò)程。
男人是什么？或者說(shuō)明確的說(shuō)，女人究竟是什么？從生物學(xué)角度上面來(lái)說(shuō)，答案是很明顯的。人類(lèi)是從一個(gè)帶有父母基因的受精卵演變而來(lái)的個(gè)體。然而，越來(lái)越多的生物學(xué)家認為這個(gè)定義是不完整的。他們認為人類(lèi)并不單是一個(gè)個(gè)體，同時(shí)也是一個(gè)生態(tài)系統的集合。他們看來(lái)一個(gè)受精卵的演變也僅僅是這個(gè)生態(tài)系統的集合的組成部分。其他還包括數萬(wàn)億的細菌，每個(gè)都是同等的一個(gè)個(gè)體。他們存在于人的腸內，口中，頭上，皮膚和每一寸與他身體表面接口和小洞里。
一個(gè)健康的人僅僅是內臟中就有一百萬(wàn)億的細菌。比他在他父親的精子和母親的卵子孕育出生時(shí)，他身上的細菌多10倍。而且這些細菌各不相同，精子和卵子提供23000不同的基因。這個(gè)微生物群統稱(chēng)為人體的共生菌包含300萬(wàn)左右。不可否認，很多的這些上百萬(wàn)的細菌是一個(gè)同一個(gè)細菌的變體，但同樣的，也有很多不是變體，甚至這些細菌數量的多少也影響了人體的遺傳組合。
這也確實(shí)是一個(gè)系統，人體的進(jìn)化和細菌的利益已經(jīng)趨于相同。作為原料交換和微生物的庇護所，讓它們住在人體內，提供食物。它們也會(huì )保護它們的主人不受侵害。已經(jīng)趨于成為一個(gè)整體了。都不希望人和一方受到傷害。盡管在有些不好的時(shí)候這樣的一種利益關(guān)系會(huì )受到損害。之后這些微生物群就會(huì )胡作非為引起很多的疾病。
會(huì )引起疾病的細菌之前毫無(wú)征兆。但疾病初期還是有征兆的。通常，它們不是像20世紀人類(lèi)已經(jīng)很擅長(cháng)用藥品解決的急性感染（那些傳染病會(huì )讓20世紀的醫生誤認為是幼苗引起的，這種方式，也導致了醫學(xué)科學(xué)在鑒別人體微生物系統的豐富性和實(shí)用性上的發(fā)展緩慢)。它們現在是一種慢性疾病，至少在發(fā)達國家關(guān)心的主要問(wèn)題。比如從肥胖癥，糖尿病，心臟病，哮喘，多發(fā)性硬化，像孤獨癥樣地神經(jīng)病這些主要都是微生物所引起的。
一個(gè)細菌的一生
換個(gè)角度去考慮這些微生物，把它們看成是人體內的一個(gè)附加器官，只是有點(diǎn)特別。它跟其他的器官差不多重（大約一公斤，或者超過(guò)2英鎊）。它雖然不像心和肝一樣是一個(gè)獨特地器官?；蛘咚皇且粋€(gè)沒(méi)有真實(shí)形狀的器官。像免疫系統就是一些分散在身體的細胞。但它們有一個(gè)器官的特征，稱(chēng)之為有序排列的細胞系統。
這些微生物也一樣是有組織的。生物中大概有100大種細胞稱(chēng)做類(lèi)群，每種細菌都有不同的生物化學(xué)能力。人體微生物群主要受四種門(mén)類(lèi)的菌群所控制：放線(xiàn)菌，擬桿菌，厚壁菌，變形菌門(mén)。很明顯，在人體內的細菌都是以一種專(zhuān)門(mén)的方式所存在，是專(zhuān)門(mén)的不是一成不變的。就像每個(gè)地區的生態(tài)系統比如森林、草原、珊瑚礁都不同一樣，微生物系統也是各有不同。例如那些生長(cháng)在馬拉維，委內瑞拉邊區的小孩比北美的小孩含有的維生素B菌要多。他們也能更好的從母乳中提取營(yíng)養，因為他們體內含有很多的酶，叫做水解酶。這種酶能轉換碳水化合物為可用的糖叫做聚糖。這種聚糖在奶中含有很多。
這種酶對我們意義重大。聚糖對人體23000種基因來(lái)說(shuō)都很難消化，只有這種細菌酶可以消化我們的聚糖。然而，自然選擇在奶中含有很多的這種酶，這是關(guān)于協(xié)同進(jìn)化的一個(gè)很好的例子。
此外，早期營(yíng)養的作用，在生活中被放大了。像牛奶中的多糖類(lèi)，如果沒(méi)有酵素助消化的話(huà)，消化系統是很難將大量的碳水化合物消化的。微生物群系體內更大的基因組有更大的能力，復雜的碳水化合物根本不能與它相匹配。 它們被無(wú)情地分解，還釋放出脂肪酸分子，特別點(diǎn)的成為甲酸，乙酸和丁酸，通過(guò)腸壁進(jìn)入到血液循環(huán)之中去，就這樣，它們通過(guò)生物化學(xué)的方法分解并釋放能量（其中有10%到15%的能量供成人日常代謝）或者轉化成為脂肪留下。
地球上的肥胖癥
從營(yíng)養學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，微生物群系不平衡的時(shí)候就會(huì )影響它的寄主：它們供給軀體的物質(zhì)可能過(guò)量也可能少量。一份由密蘇里州圣路易斯市華盛頓大學(xué)醫學(xué)院 Jeffrey Gordon博士通過(guò)對細菌和肥胖的研究做出了對這種影響的初步分析。Gordon博士在2006年發(fā)表了一篇關(guān)于細菌在肥胖和瘦弱的美國人腸內的復雜分布的文章。他發(fā)現肥胖的人比瘦弱的人體內含有更多的硬壁菌門(mén)，卻有更少的擬桿菌門(mén)。如果通過(guò)節食使人變瘦，那么他的體內菌群的分布也相應的與瘦人一樣。
在老鼠身上的實(shí)驗表明這不僅僅是改變細菌就可以改變這種狀況的問(wèn)題。事實(shí)上，他們通過(guò)抑制一種促進(jìn)產(chǎn)生脂肪的激素的分泌，同時(shí)抑制一種可以阻止脂肪燃燒的酶的產(chǎn)生來(lái)減肥。這或許可以解釋農業(yè)中的一件奇怪的事情，通過(guò)給牛喂食抗生素可以幫助它們增肥——雖然這個(gè)過(guò)程增加的是牛的肌肉和脂肪。
我們已經(jīng)證明了腸內的菌類(lèi)與肥胖有關(guān)，Gordon博士就在想如果反過(guò)來(lái)這個(gè)理論能不能成立。他到馬拉維考察研究，在去年的一次會(huì )議中說(shuō)道他發(fā)現反過(guò)來(lái)也確實(shí)成立。如果菌類(lèi)的種類(lèi)搭配不正確的話(huà)也會(huì )引起營(yíng)養失調。
為了證實(shí)這一點(diǎn)，他和他的團隊跟蹤觀(guān)察了317對雙胞胎（一些是異卵雙生的，一些是同卵雙生的）。在這些雙胞胎中，有43%是兩人的營(yíng)養狀況都很好，有7%是兩人都營(yíng)養不良。但關(guān)鍵的是，剩下的50%中，全是一個(gè)營(yíng)養狀況很好，另一個(gè)卻營(yíng)養不良的。
就像瘦的和胖的西方人，一個(gè)營(yíng)養狀況很好的和一個(gè)營(yíng)養不良的雙胞胎體內都含有不同的生物體系。營(yíng)養不良的孩子的體內缺乏合成維他命和消化復雜的碳水化合物的能力。當Gordon博士把一些微生物細菌移植到一只專(zhuān)門(mén)的老鼠體內，在之前這只老鼠體內內臟是沒(méi)有細菌的，這些細菌在嚙齒動(dòng)物中表現與人類(lèi)同樣的結果。
似乎表明了即使有些人的飲食足以來(lái)滿(mǎn)足所需營(yíng)養，菌類(lèi)也可能會(huì )引起他出現營(yíng)養不良的現象。
如果這是真的（人們的研究也證明了這點(diǎn)），那么這就是一個(gè)特別的結果。很明顯，營(yíng)養不良的膳食會(huì )引起一些營(yíng)養不良。但在一些雙胞胎當中，他們吃的膳食都一樣而且充足，當然有些雙胞胎是不一樣的。也許我們可以調整內臟里的細菌來(lái)治療營(yíng)養不良。
既然微生物菌群對治療營(yíng)養上的問(wèn)題有療效，那么很明顯也可以用來(lái)治療心臟病，糖尿病和多發(fā)性硬化癥以及其他疾病。
對人類(lèi)的觀(guān)察和在老鼠身上的實(shí)驗表明，微生物菌群與心臟病的關(guān)聯(lián)是與其他疾病的兩倍。帝國理工學(xué)院的 Jeremy Nicholson 對人體進(jìn)行了觀(guān)察，倫敦的 Nicholson醫生研究了疾病與新陳代謝的關(guān)系，得出結論：人類(lèi)尿液中的甲酸與他的血壓成反比（這就是患心臟疾病的風(fēng)險因素）。這種關(guān)系表現了腎臟中的甲酸就是一個(gè)信號分子，吸收一些本來(lái)應該和尿液一起排出去的鹽分通過(guò)血漿回到身體里。因為考慮到甲酸的主要來(lái)源是內臟中的微生物菌群，所有Nicholson醫生認為各種復雜的細菌與心臟病有關(guān)。
俄亥俄州的克利夫蘭醫學(xué)院的Stanley Hazen 提出微生物菌群以另外一種方式影響心臟。他和他的同事用老鼠來(lái)做實(shí)驗，這些老鼠都被用專(zhuān)門(mén)的食物喂養以至于它們的動(dòng)脈都硬化了。他們發(fā)現把老鼠體內的微生物菌群用抗生素全部給殺死，這樣成功的化解了它們的動(dòng)脈硬化——盡管原因尚不清楚。
微生物菌群與肥胖的關(guān)聯(lián)性是根據一些病態(tài)肥胖的人，他們選擇一種叫腸吻合術(shù)的程序來(lái)使小腸不工作以減少食物被人體吸收。這些人都會(huì )患糖尿病。腸吻合術(shù)是很有效一種治療肥胖的方式。用它來(lái)治療糖尿病更是出奇的有效。80%的病例在幾天內就恢復了。Nicholson 以及他的團隊根據在老鼠身上做的實(shí)驗表明腸吻合術(shù)改變了內臟中的微生物菌體的組成部分。Nicholson醫生認為這就是糖尿病突然消失的原因。
第二型糖尿病是討論中的一個(gè)問(wèn)題。它是由于細胞對胰島素的不靈敏造成的，胰島素是一種控制血糖量的荷爾蒙。胰島素的靈敏性是信號分子網(wǎng)絡(luò )復雜性和不完美的性的一部分。
Nicholson博士懷疑，盡管他也無(wú)法證明這個(gè)網(wǎng)的中心就是與微生物菌群有關(guān)，就像甲酸在高血壓中的作用一樣。腸旁路術(shù)通過(guò)破壞微生物菌群，重置信號，之后糖尿病就消失了。
信號故障
除了心臟病和第二型糖尿病以外，Nicholson醫生也考慮了一下人體自體免疫系統就是人體免疫系統對健康的細胞的攻擊包括攻擊微生物菌群。在內腸壁上有很多免疫系統，它們的工作很不值得羨慕，就是從壞的細菌中區分出有益的細菌。它們的工作是根據細菌表面的分子（通常是蛋白質(zhì)和碳水化合物）。偶爾有與人體細胞形式相似的細菌那么免疫系統也會(huì )將那一類(lèi)型的細胞一起消滅。由于微生物菌群和人體不健康之間有很多的聯(lián)系，目前尚不清楚它們只是運氣不好，還是微生物菌群中的一些細胞受到影響，從而使它們從那個(gè)整體的生態(tài)系統中分裂了出來(lái)，成為了壞的細胞。
Nicholson醫生認為自體免疫系統與微生物菌群之間有聯(lián)系的疾病還包括1型糖尿?。ú皇怯?/span>抗胰島素引起的，而是由胰島素分泌細胞的自身免疫的破壞所引起的），哮喘，濕疹和多發(fā)性硬化癥。一樣雖然細節還是比較含糊，但是微生物菌群內的一些細菌在不同的情況下似乎在搞亂免疫系統，從而對身體內其它的一些細胞不利。
關(guān)于多發(fā)性硬化癥，去年德國弗萊堡免疫生物學(xué)和表觀(guān)遺傳學(xué)研究所的Kerstin Berer和她的同事已經(jīng)發(fā)表了一項研究報告。他們再次在小鼠身上做的實(shí)驗顯示，腸道內的細菌參與到了反對神經(jīng)細胞讓它們被孤立的活動(dòng)當中，從而導致了多發(fā)性硬化癥。
這些和別的一些關(guān)于微生物菌群的出錯引出了一個(gè)有趣的問(wèn)題。如果腸道細菌使你生病，如果把它們換出來(lái)就能夠健康了嗎？酸奶行業(yè)廣告已經(jīng)已經(jīng)高呼好多年了：“補充你所需有益的細菌”。意思就是一種外部適合的菌類(lèi)對于健康是有幫助的。
培養的問(wèn)題
臨床試驗已經(jīng)確切表明益生菌（一種已發(fā)現的細菌混合物，例如，在酸奶中就有此類(lèi)細菌）可以緩解過(guò)敏性腸道的癥狀，這些人群的腸道菌通常不太正常。至于益生菌能否對其他人群產(chǎn)生有益效果還尚無(wú)從知曉。Gordon醫生的研究團隊在去年發(fā)表的論文中稱(chēng)，在同卵雙生子中體內微生物不受酸奶的影響；當雙生子中的其中一人要求經(jīng)常喝酸奶直到2個(gè)月，而另一位并不這樣吃，然而微生物群并無(wú)變化。
酸奶所能攜帶的細菌種類(lèi)有限。不過(guò)另外一種干預措施允許整個(gè)微生物生態(tài)系統從一個(gè)腸道移植到其他腸道中去。這就是通過(guò)移植少量糞便來(lái)達到目的。俄克拉荷馬市的浸禮會(huì )醫學(xué)中心的Mark Mellow使用糞便移植技術(shù)治療溶血棱狀芽胞桿菌感染（這種桿菌會(huì )造成嚴重的腹瀉和其他癥狀），特別是讓已住在醫院中的病人接受此種治療。
根據美國疾病防治中心的數據，難消滅額溶血棱狀芽胞桿菌僅在美國就造成14000人死亡。原因在于這種桿菌對許多普通的抗生素無(wú)效。因此需要諸如野戰重炮的藥物、萬(wàn)古霉素和甲硝唑這樣的藥物來(lái)進(jìn)行清除。同樣他們也清除了腸道中大多數微生物群。如果進(jìn)行清理后并沒(méi)有消滅溶血棱狀芽胞桿菌，它將卷土重來(lái)繼續造成惡果。
Mellow醫生已發(fā)現使用來(lái)自健康的人體身上取得糞便進(jìn)行灌腸療法治療這些病人常常有效。新的微生物迅速生長(cháng)之后占據了直腸的空間，從而清除病菌。去年他和他的同事宣布他們已經(jīng)用這種方法在五家醫院為77名患者進(jìn)行治療，初期治愈率達91%。而且，當那7名初次未能痊愈在接受第二次治療時(shí)，有六名患者都恢復了健康。盡管糞便移植手術(shù)用以治療溶血棱狀芽胞桿菌尚未進(jìn)行嚴格臨床實(shí)驗，對于這種疾病也算是有了一種有效且便宜的解決方案。
然而，最驚人的的說(shuō)法應該是，微生物菌群和人類(lèi)健康的關(guān)系同樣影響著(zhù)人腦。長(cháng)久以來(lái)，人們就知道患有自閉癥的人群通常也具有腸道疾病，通常其腸道內的微生物群也與常人不同。特別的是，他們的腸道內富含梭菌類(lèi)。這對于治愈他們的病癥來(lái)說(shuō)十分關(guān)鍵。一個(gè)功能健全的微生物系統并不是一種不存在沖突的系統，競爭存在于任何系統中，即便那些穩定且富有活力的系統也是如此。梭菌類(lèi)通過(guò)分泌酚類(lèi)（石炭酸，最初的消毒劑，就是酚類(lèi)物質(zhì)）來(lái)清除其他細菌以占據他們的生態(tài)位置。不過(guò)酚類(lèi)對人體健康細胞也有毒害作用，所以人體需要中和以減輕危害。硫酸鹽可以中和酚類(lèi)物質(zhì)。體內如果擁有過(guò)多的梭菌將產(chǎn)生過(guò)量的酚類(lèi)物質(zhì)，從而使人體內硫的儲備流失。硫也是體內其他組織的必須品——包括腦發(fā)展。如果非常態(tài)的微生物群導致腸需要過(guò)量的硫，腦部將反常的生長(cháng)方式來(lái)滿(mǎn)足需要。
不管這些疾病是否真的是微生物所導致的，這些微生物滋養了人類(lèi)是毫無(wú)疑問(wèn)的，它們著(zhù)實(shí)在人類(lèi)維持正常的新陳代謝的方面提供了很大的幫助，或者至少一部分，甚至在許多情形下也造成了傷害，也許它們可能通過(guò)一種未知的方式影響人類(lèi)的世世代代。
繁衍游戲
許多涉及微生物的醫學(xué)疾病都讓我們迷惑。它們看起來(lái)是在經(jīng)營(yíng)一個(gè)家庭，不過(guò)沒(méi)人能查出其涉及的基因。這也許是因為這些效應巧妙的由不同基因所傳播。不過(guò)也可能是因為其中一些——僅僅是一些——這些基因還始終未在人類(lèi)基因組中發(fā)現。
微生物也能遺傳，但不像精子卵子中所攜帶的基因那樣準確而已。許多微生物在母親分娩時(shí)留在孩子身上。其他的微生物來(lái)源于兒童所直接接觸的生存環(huán)境。這就是說(shuō)有可能那些無(wú)法定位的遺傳性疾病的致病基因已經(jīng)遺傳給后代，然而導致疾病是細菌性的。
這遠遠不是一個(gè)有趣的智力游戲了。要知道治療遺傳疾病不容易，而通常情況下都是無(wú)法治愈的?，F在我們期待有藥物能夠治愈遺傳疾病，但是人類(lèi)基因組做到，細菌卻可以通過(guò)醫療手段和特定方式進(jìn)行操縱。它們可以通過(guò)抗生素和移植的方式得到修正。如果微生物確實(shí)如目前研究所重視的那般重要，那么我們將展開(kāi)一種全新的治療方式。
聯(lián)系客服
