陳根：穿越人類幾千年，微生物的博弈與共生

文/陳根

越來越多的研究證實了人體和微生物間的密切關係。從考古學角度，我們也能夠輕易發現，在人類數百萬年的演化裏，微生物一直都具有重要作用。

《極簡人類史》中，作者大衛·克里斯蒂安描述人類在宇宙中的具體位置時指出：

假如將整個130億年的宇宙演化史簡化爲13年，那麼人類的出現大約是在3天前，而微生物大概出現在3年前

。這樣看來，微生物似乎比人類還要古老得多。

微生物促成了海洋生物的演化，造就了今天的地理環境。事實上，微生物遍佈地球的每一個角落。我們能想到的地方，都有微生物的存在，海洋、冰川、沙漠、火山，當然，還包括我們的身體。

長時間以來，微生物總是作爲疾病的致病源引起人們的關注。除了攻擊個人的免疫系統，它們還有可能造成大規模的傳染病，新冠的流行便是時下的例證。當然，

除了和人體的對抗，微生物也作爲構成人體的一部分長久地影響着人體，而人類就是在不同的生化反應裏，與微生物一同進化

。

微生物的共生和互生

現代科學認爲，人體細胞占身體內細胞總量的43%，而其他部分則由非人類的微生物細胞羣組成。從基因數量上來看，人類基因組大約由兩萬個基因組成，但人體中的微生物羣的基因大約在200萬~2000萬個。

於是，人體細胞和微生物構成了人體內的兩套基因組，一個是繼承自父母的人基因組，可以編碼大約2.5萬個基因；另一個則是由微生物羣構成的，並且隨着人體的成長成熟、飲食環境和生理狀態等的改變而發生變化的微生物基因組。

此外，

現代科學已經發現，微生物在消化、調解人體免疫功能、抵禦疾病以及生產人體必須的維生素方面都扮演着重要角色

。

從代謝和消化的角度上，口腔中友好的厭氧菌，開啓了消化食物的第一步；儘管胃中是強酸環境，但仍然有細菌存活，它們會對胃酸的分泌產生一定影響；腸道中的細菌能夠合成多種營養素，譬如維生素K，而這是人體自身細胞所合成不了的。

腸道中的食物殘渣會通過結腸最終到達直腸，我們自身無法消化和吸收這些食物殘渣。但是，結腸裏生活着的細菌卻能將它們進一步消化。比如，果蔬裏的纖維素不能被小腸直接消化，卻能被結腸裏的細菌們利用，這些細菌會代謝分泌出一些叫“短鏈脂肪酸”的物質，它們可以被我們的腸道吸收。值得一提的是，

結腸中細菌爲我們提供的能量，可以佔到食物總能量的15%，這對早期人類的生存至關重要

。

在調節人體免疫功能方面，人體內的微生物和免疫系統相互作用，貫穿了我們的一生

。微生物影響人體的免疫功能方式有很多種：首先，微生物在生長過程中會分泌一種抑制其他微生物生長的物質，因此，人體中正常菌羣平衡能夠幫助我們阻止其他病菌的入侵。

其次，在人體免疫系統的發育過程中，微生物的作用依舊不可小覷。科學家經過實驗發現，通過無菌環境生長的老鼠，其小腸周圍的淋巴組織發育會產生紊亂，毛細血管系統沒有正常老鼠所擁有的完善，並且老鼠體內的抗體也非常少，抵抗能力弱。不但如此，微

生物還可以不斷的使我們的免疫系統得到“訓練”，有益的腸道微生物可以促進人體內部抗體的合成。同時，也能提高宿主免疫系統對自身細胞與自身微生物的識別容忍，進而降低人體免疫疾病的產生

。此外，腸道的微生物還能夠合成一定的抗炎物質，可以抑制因過度免疫產生的不良反應。

除腸道外，我們的皮膚以及粘膜表面也生存着許多微生物，它們同樣有非常重要的生理功能。皮膚表面正常菌羣除了分泌抗生素外，還能夠幫助我們抵禦病原菌，並且能夠將自身皮脂腺的分泌物轉變成擁有保溼作用的一種油脂，使我們的皮膚得到滋潤。

另外，皮膚與粘膜表面的微生物代謝能夠調節自身體表局部的酸鹼性。比如，女性陰道中的乳酸菌代謝所產生的乳酸能夠將陰道環境的pH值調節在4左右，在這樣的酸性條件下，多病原性的細菌、病毒與真菌都不能生存。經過研究發現，艾滋病經過陰道傳播的最低病毒濃度比經過血液傳播的最低濃度高出一萬倍，這和女性陰道中生存的微生物有很大的關係。

複雜的共生，龐大的對抗

當然，有共生，就有對抗。

非病源微生物則可與人類達成互利共生關係，而病原微生物可致人體感染疾病。此外，在一定條件下，由於個體免疫功能或外部原因等也可使非病源微生物轉化爲病源微生物。

微生物對機體的影響是複雜的，也是龐大的。

微生物的組成包括細菌、真菌、病毒和古細菌，其中細菌數量最多且占主導地位。細菌在多種條件下可影響人體健康，導致疾病的發生或干預疾病的進程。

在皮膚表面主要存在枯草桿菌、白色葡萄球菌等，人體皮膚褶皺處由於皮膚面積較大且溼度較高，因此較平滑處更易於菌羣生長繁殖。如長期不能保證皮膚的清潔，會引發過敏、汗腺堵塞、溼疹等多種皮膚病。

口腔與呼吸道由於較爲潮溼，且溫度較爲適宜，易滋生奈氏菌屬、乳酸桿菌以及真菌等。而由於呼吸道和空氣直接接觸，因此大氣中的細菌很容易進入呼吸道，並附着在粘膜層與黏膜分泌物中。空氣的不清潔，很可能導致呼吸系統的疾病狀態，例如上呼吸道感染等疾病。

除了細菌以外，病毒對人體健康的影響在傳染病大流行時期顯得更爲深刻。

病毒的發現可以追溯到19世紀，在研究菸草花葉病的原因時，Iwanowski提出致病因子與細菌的特性不相吻合，於是將這種物質命名爲“濾過性病毒”，爲病毒學的創立奠定了基礎。

現代醫學的發展，讓病毒的研究更加深入。目前發現的對於哺乳動物致命的病毒就有32萬種，它對人體的害處毋庸置疑。著名的“天花病毒”“艾滋病病毒”“埃博拉病毒”等，由於大多表現出的致命性，也令人談病毒色變。