如果你想要在宴会上惹人生厌，那么你只要和人说：“从微生物学家的角度来看，人类只不过是个会走路会说话的细菌培养...



如果你想要在宴会上惹人生厌，那么你只要和人说：“从微生物学家的角度来看，人类只不过是个会走路会说话的细菌培养基而已。”

近些年的研究已经证实，通常在人们认为属于“自己”的身体中，其实包含了数目约为人类细胞10倍之多的微生物细胞。一个人体内和体表的微生物总质量大概只有几磅重，然而要论起基因多样性，这些“搭车客”远超宿主——它们所代表的基因量是人类基因的400倍。而且，在人类静脉里流淌的代谢物中有相当一部分也来自微生物。这样看来，微生物也是“人类”的一部分。

三个基本型

科学家早就发现人有4种血型，现在他们又发现了“菌型”——尽管人身上有成千上万种细菌，但脏器中的细菌系统可能只有三类。什么都有可能，或许几年后我们开始流行问：“你是什么菌型？”

这项研究发表在《自然》杂志上，由欧洲分子生物学实验室的皮尔·伯克领导的小组发现，这种被他们称为“菌型”的区别不因种族、性别、体重、健康程度或者年龄而转移。他们解释说，这种分类的形成可能是看婴儿时期哪些种细菌率先占据肠道，先来者会改变肠道使得后来者仅限于某些种类的细菌。

那么不同肠型的人有什么不同呢? 目前的答案是：体内释放的维他命不同。无论“菌型”如何，细菌都会帮助人类消化食物、合成维生素，完成我们自身细胞无法完成的任务。伯克发现，不同类型的区别在于细菌生态系统中酶的平衡状态，比如说，“菌型1”中细菌大多为拟杆菌属，有更多合成维生素B7（生物素）的酶，而“菌型2”大多为普氏菌属，更善于合成维生素B1（硫胺素）。可是，这种不同对健康的影响尚不明确。

无疑，这一分类方法可能具有医学上的实用性，但现在讨论具体作用还为时尚早。伯克估计，“菌型”对医学膳食和处方有帮助。此外还可能发展为代替抗生素的新疗法——不破坏人体内的细菌生态平衡，而是对症下药，补充良性细菌，使系统重新平衡。

研究者表示，这一成果尚待进一步检验，他们的样本人群数量不多，目前只是400人，且只来自欧洲、美国、日本，还须检验非洲、中国等其他地区的人群，此外发达地区和偏远乡村的人也可能有区别。

男女有别

肥胖、糖尿病和炎症也许都与肠道菌群失调有关，而在使用饮食疗法调节肠道微生物菌群失调时，我们可能需要根据性别差异来制定不同的治疗方案。

美国德克萨斯大学霍华德休斯医学研究所综合生物学系的丹尼尔·波尔尼克（Daniel Bolnick）及其同事们，通过对人类、鱼类和小鼠进行了针对性的研究分析，明确了宿主肠道内微生物菌群的组成是取决于宿主的饮食结构与其性别共同作用。

研究者使用野生棘鱼及实验室条件下培养的棘鱼、实验室条件培养的小鼠和人类的肠道微生物为样本，通过对其16sRNA进行测序分析，鉴定和测定了其中微生物菌群的种类和数量。在得到这些样本的数据后，研究者使用针对性的显著性分析方法分析比对。结果发现，饮食变化对肠道微生物菌群的影响效果因性别不同而具有显著差距。

研究作者还指出，目前依然不能完全解释为何存在这种性别相关的菌群改变差异，初步推测其可能与男女的荷尔蒙或者免疫系统存在不同有关。这个现象具体的机理还需要进一步的实验来阐明，但目前可以明确的是：今后性别差异需要被考虑到影响肠道细菌的重要因素之中。

也许不久之后，治疗和调节肠道菌群的药品或保健品上都会标出“男士服用”或“女士服用”的标签了。

你的心情我做主

人体内外的每一个角落都栖息着巨量的微生物，万幸这些细菌大部分都是无害的。而像肠道微生物这样的细菌甚至是积极有益的，它们能帮助人体消化以及保持肠道正常运转。这没什么好奇怪，毕竟细菌和人一样，都想保持一个良好的居住环境。但让人吃惊的则是，日渐增多的证据表明居住在肠道里的细菌或许可以对大脑造成影响，进而影响一个人的心情和行为。

爱尔兰科克大学的哈维尔·布拉沃带领研究小组将啮齿类研究对象分为了两组。他们对一组喂食带有鼠李糖乳杆菌的特制肉汤，这种肠道细菌经常被用于酸奶及其他乳制品之中。另一组则喂食以不带细菌的正常食物。

随后研究小组对这些小鼠进行了一系列的测试，以衡量这些啮齿动物的情绪状态。其中一项测试是迷宫测试，研究人员发现经过“细菌加强”的小鼠找到出口的几率是普通小鼠的两倍，研究人员将此理解为这些喂有细菌的啮齿动物更加自信，更加镇定。

另一个测试则是让它们在一个无法逃脱的容器中游泳。相比正常小鼠，喂有细菌的小鼠在放弃或获救之前所坚持的时间更长。或许可以理解为“细菌加强”过的小鼠有着更积极的心态。

肠道细菌能影响动物心情的这个想法有点荒诞，而且实验还有许多地方需要完善。随之来一个的问题便是：它对人体是否也适用呢？目前已有少许的研究暗示了其中的可行性。例如，细菌治疗似乎能够缓解类似肠易激综合征的精神疾病症状。

抵御疟疾，肠道细菌也来帮忙

人类与疟疾之间的惨烈战争从未停歇，每年有大约32亿人——也就是近乎全球人口的一半——暴露于疟疾感染的危险之中，经估算，实际患病者很有可能超过2亿，而最终因疟疾去世的人数更是高达58万。时至今日，仍然没有一种有效防治疟疾的疫苗上市。

而近期一项发表于《细胞》（Cell）期刊的研究又为疟疾治疗提供了新的思路。该研究发现，一种特定的肠道细菌成分可以诱导人体产生防御反应，从而抵御疟疾的传播。为此，果壳科学人对研究团队成员进行了采访。

与死对头一同演化

团队领导人、葡萄牙古博金汉科学研究所（IGS, Gulbenkian Institute of Science）的米格尔•索尔斯 （Miguel Soares）博士告诉果壳网，与其他大多数传染病相比，疟疾的特别之处不止体现在它那极易暴露与传播的特性上，更在于它对人类演化造成的深远影响。在这其中，镰状细胞贫血症（sickle cell anemia）就是一个著名的例子。

镰状细胞贫血是一种遗传病，在患者体内，编码血红蛋白β链的基因发生突变，影响了红细胞运输氧气的能力，并导致患者寿命缩短。然而，在疟疾肆虐的地区，这种不利于健康的基因突变却相当常见。这是因为，如果只携带一个镰状细胞基因，人不至于会发展到贫血症的程度，而镰状红细胞的存在反而会降低疟原虫繁殖的可能[3]。

而这一回，索尔斯和同事们探讨的是另外一个与疟疾有关的演化故事。前人研究发现，有不少病原体会表达一种名为“α-gal”的糖类，其中就包括引发疟疾的疟原虫。多数灵长类动物体内也存在调节合成α-gal的基因（α1,3GT基因），因此免疫系统并不会将它识别为“异己”。然而，当人类祖先在进化树上另起一枝时，调控α-gal合成的基因也失活了，α-gal不再是人类的自体成分。于是乎，在当今人类的免疫系统中，也有了负责对抗α-gal的免疫球蛋白，它们就形成了一道天然的抗疟疾防线。索尔斯博士指出：“α1,3GT基因的失活与导致镰状血红蛋白的突变不同，后者是局限于部分人群的权宜之计，而前者则成为了人类这一物种的固有属性。”

血液中的疟疾防线

α-gal抗体到底在疟疾歼灭战中发挥着什么样的角色？作为本研究的一部分，来自美国过敏与传染疾病研究所和非洲马里共和国巴马科科学技术大学的团队在马里开展了一次队列研究（cohort study）。

研究者们在疟疾暴发季对695名当地受试者进行了长达7个月的追踪调查，这些受试者每两周进行一次α-gal抗体检测。研究者们发现，成人的α-gal抗体水平显著高于儿童，而那些在随后的7个月中未感染疟疾的儿童抗体水平又高于感染疟疾的儿童。鉴于与成年人相比，儿童更易受到疟疾侵害，这一结果表明，α-gal抗体水平与疟疾易感性存在高度相关。

肠道细菌来帮忙

经历数百年的协同进化，肠道细菌与人类的生理活动建立了亲密的联系，对于免疫系统来说尤其如此。科学家们推测，人类之所以能够产生如此之多以α-gal为目标的免疫球蛋白，与肠道中部分表达α-gal的细菌的长期暴露有关，而本项研究为这一理论提供了直接的证据。

对于小鼠来说，即使通过分子生物学手段让它的α1,3GT基因完全失活，如果不接触病原，它也只能产生微量的抗α-gal抗体。本文的第一作者、IGS的巴提亚•伊尔马兹 （Bahtiyar Yilmaz）将一种能够表达α-gal的大肠杆菌移入了α1,3GT基因敲除小鼠的肠道。接受细菌移植的小鼠α-gal抗体水平大为提升，达到了疟疾高发区成年人类的水平。与此同时，这些小鼠抵抗疟疾感染的能力也显著高于普通的无菌小鼠。为α1,3GT基因敲除小鼠注射人工合成的α-gal也能引起类似的免疫反应。而随后的实验证明，在抵抗疟疾感染过程中发挥作用的正是针对α-gal的免疫球蛋白。

研究者在论文中推测，肠道菌群可能也可以解释儿童与成年人疟疾易感性的差异。由于环境和饮食结构的差异，低龄儿童的肠道菌群与成年人不同，而这可能就是导致儿童体内α-gal抗体不足的原因。

研究能给我们哪些启示？

索尔斯博士告诉果壳网，α-gal能够激发有效对抗疟疾的免疫反应，这一发现不仅可以增加我们对疾病的认识，也能帮助疟疾疫苗（虽然现在还未问世）更高效地发挥防护作用。目前科学家们正在进行一些疟疾减毒活疫苗的研发尝试，其作用机制很有可能也与α-gal有关，若能建立疫苗有效性和α-gal抗体反应之间的联系，也将对疫苗研发工作起到帮助。

可是既然如此，为什么身怀α-gal抗体的成年人还是不能完全对疟疾免疫呢？研究者推测，可能对于人类来说，天然产生的α-gal抗体水平还不够高。好在，通过人工的被动免疫也可以弥补这一不足。在研究中，巴提亚给未经免疫操作的小鼠注射了抗α-gal的免疫球蛋白，结果这批小鼠在经受了疟蚊折磨后，疟疾感染的发生率与对照组相比也有显著降低。

近些年来，肠道菌群领域掀起了一股研究热潮，果壳网也邀请索尔斯博士对这种“研究热”发表了自己的看法。索尔斯指出，目前的确存在不少关于肠道细菌研究的质疑和反例，为了真正确定肠道菌群对人体健康的影响，我们也需要对现象背后的机制继续进行充分研究。他说：“我想我们研究的特别之处在于，我们不光描述了现象，还揭露了现象背后的分子基础，我相信该领域的发展路线也应该如此。换句话说，我们必须理解，肠道菌群到底是通过什么样的分子机制影响着人类的健康和生理状态。”（编辑：窗敲雨）

扩展阅读

肠道菌群：你所不知的那部分“自己”

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