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今书网 -> 其他类型 -> 猫头鹰的万花筒 第145夜 肠道菌群
- 喧闹的微生物世界
每一个人都自成一个世界。前额是一小块敞亮的草地，关节是干燥的荒漠，眼睛是咸咸的海洋，而肠道是繁盛、茂密、巨大的原始森林，里面住着千奇百怪的生物。
正如我们人类寄生在地球上一样，我们的身体里也住了很多寄居者——细菌。如果距离拉得够近，便可以看见它们的身影，显微镜下它们看起来就像是黑色布景上闪亮的一点一点。
几百年来我们一直都忙于研究自己身处的这个大世界，忙着研究宇宙、研究动物、研究植物、研究生命的哲学。我们可以制造巨大的机器，可以飞上月球，可是我们自身这个世界和它的居民还是一个未开发的世界，等待着我们去认知。肠道应该是这个未知世界里最有吸引力的新大陆，这里聚集着这个世界最多的物种。对于肠道的研究现在才真正地开始，就像基因学研究一样，这个学科充满着未知，却也承载了希望和惊喜。它有可能只是个潘多拉的盒子，却也有可能是通往更大世界的通道，一切都拭目以待。
2007年起我们才开始给人体世界的居民们勾画族群分布图。为了勾画出尽量详细准确的地图，很多很多人都贡献了自己的样本——用棉花棒在身上所有能想到的部位提取了微生物：口腔里三个不同位置、腋窝下、脑门上……便便被检测了个遍，连私密处的分泌物都没有被放过。
族群分布图一出来就让大家惊诧无比：长期以来一直以为是无菌的地方，原来也住满了原住民，比如肺部。如果以细菌种类和数量来判断，肠道绝对能压倒性地胜出，一统天下了，因为我们浑身上下99%的微生物种类都可以在肠道里找到。这并不是说除了肠子以外，身上其他部分都没有或者只有少量的微生物，而是说肠子里的居民真的太多太多太多了……
一个人就是一个生态系统
我们所认识的细菌都是单细胞组成的小小生命体。它们有的生活在冰岛沸腾的温泉水中，有的生活在凉凉的狗鼻子上；有些就像我们人类一样依靠氧气汲取能量，有些却一遇氧气就挂掉，因为它们的能量来源是某种酸或金属元素，我就不跟你们说这些细菌闻起来是什么味儿了，一言难尽啊……
说到气味，人身上能闻到的各种气味其实都是细菌一手创造的，不管是爱人皮肤上淡淡的自然香味，还是邻居身上能把人熏得八丈远的狐臭，“罪魁祸首”都是活跃在我们身上的微生物。
我们喜欢看冲浪运动，但打喷嚏的时候从来都不会想到，在刚刚打喷嚏的瞬间，鼻腔的菌群是怎样来了个激情冲浪的。运动时我们会出很多汗，但没有人会想到，运动鞋里的细菌对从脚丫子袭来的阵阵热浪有多么地尽情享受。我们偷偷摸摸地吃了一小块蛋糕，心想没人看见，殊不知肚子里的细菌已经在眼巴巴地望着、齐声呼唤着“蛋糕蛋糕蛋糕蛋糕……”。不管你在做什么，这些看不见的寄居客成天都忙忙碌碌，人体这个世界也成天熙熙攘攘。
慢慢地我们开始意识到，人体世界的细菌大多数都是无害的，不但无害，而且是有益的。
也许你已经知道了，肠道里微生物的总重量能达到2公斤，差不多有1000万亿个细菌；1克粪便里所含的细菌比地球上的总人口还要多。
也许你也知道了，这些微生物能帮助我们分解消化不掉的食物，为肠道供给能量，制造维生素，降解毒素或者药物，操练免疫系统，等等等等。不同类型的细菌就像是不同的厂商，负责生产不同类型的产品——酸、气体和油脂。
也许你还知道了，肠道菌群状况与我们是什么血型有关，有哪些讨厌的细菌会让我们拉肚子。
但是你是否真的知道，所有这一切到底对每个人意味着什么？
如果你吃了会导致拉肚子的病毒，估计你很快就能意识到。但你也能意识到你身体里数以百万、亿、十亿计的寄居户每天辛劳工作的成果吗？你又到底被谁寄居了呢？不同的寄居户组成对你又会有什么不同的影响呢？
患有超重、营养不良、神经疾病、抑郁或者慢性肠道疾病的病人，他们的肠道菌群比例发生了变化。换句话说，如果肚子里的微生物过得不好，那很可能你也会过得不好。
有些人神经很强大，也许是因为他体内负责生产B族维生素的细菌特别多，有些人误吃了发霉的面包居然也没事，有些人吃什么都长肉。近年来科学家开始把人体作为一个生态系统来研究。可惜这方面的研究才刚刚起步，根本还是小学生水平，而且还是那种一笑嘴里少颗门牙的低年级小学生。
不同肠道区域的细菌密度
过去因为人们对细菌知道得不多，就把它归在了植物类，所以英文里的肠道菌群这个词直接翻译过来就是“肠道植物群”（gut flora）。“植物群”这个名称现在在科学上看来当然是不准确的，正确叫法应该叫作“微生物群”（microbiota，拉丁语里指幼小的生命）。“植物群”虽然不准确，但它倒是很形象地描绘出了细菌的一些特质。因为和植物相似，细菌也可以按照它们的生长地点、养料或者毒性来区分属性。
总体上来说，消化系统越往上（进口）走细菌数量越少，越往下（出口）就越多，到了大肠的直肠就已经多到数不清了。
细菌对自己的住所各有偏好，有的喜欢住在小肠里，有的就只愿意待在大肠里，有的是盲肠的铁粉，有的就乖乖待在肠黏膜上，还有一些不老实的，总爱凑得离肠细胞很近。
想要把这些肠道居民给认全了还真不太容易，首先要想把它们从住地里给请出来就很困难。本来想把肠道细菌放进实验室的培养皿中繁殖观察，结果人家根本不喜欢你给安排的新家，就是不在里面安居乐业、传宗接代。
像皮肤细菌就没心没肺多了，往培养皿里一放就吃喝拉撒睡照旧，呼哧呼哧地给你生一堆。这么一比，就能看出肠道细菌实在是太难伺候了。
我们的肠子平时把它们娇惯坏了，里面不仅一年四季暖湿宜人，而且还帮它们遮挡氧气，给它们按点喂食。一半以上的肠道细菌一旦换个环境就无法成活，肠子就是它们全部的世界。
十年前还有很多科学家认为，所有人肠道里的细菌或多或少都是一样的，比如说把粪便放进培养皿里，所有人的粪便里都能找到大肠杆菌，肠道细菌的研究也就仅限于此。而今天，我们可以借助新型的仪器把粪便样本一直扫描到分子层面，通过这样的方式我们找到了数亿肠道细菌的基因残留。
十年后的今天我们知道，大肠杆菌在肠子里连百分之一的量都不到，而肠子里还生活着上千种其他不同类别的细菌。而且不仅仅有细菌，还有一些其他少数民族住户，比如病毒、酵母、真菌和其他多种多样的单细胞生物。
作为身体的国防部长和最高审判长，免疫系统的首要目的就是保护我们的身体。有时候只不过是小小的花粉误入了鼻子，它都会无法忍受立刻反攻，你要是花粉过敏的话一定对它的雷霆手段深有体会：通红的眼睛，止不住的鼻涕……可是如此严格的免疫系统，怎么会容忍得下这么多杂七杂八的细菌、真菌、酵母在它的管辖范围内吃喝拉撒、生老病死呢？
免疫系统和肠道细菌的爱恨纠葛
我们每天都有可能死去好几次。可能是得了癌症，可能是细胞老化，可能是成了细菌的下酒菜，也可能是被病毒侵蚀了。但每次我们又都被救活了！
生长畸形的细胞会被扼杀在萌芽里，真菌孢子（真菌的主要繁殖器官）会被消灭，细菌会被扫荡，病毒会被斩除。这项救命服务是由免疫系统带领的团队提供的。术业有专攻，这支团队里众多的细胞中，有辨认专家，有专业杀手，有“帽子”制造商（见第185页“被戴‘帽子’的沙门氏菌”一节），还有谈判专家，它们通力合作，所向披靡。
身体里绝大部分的免疫系统都在肠道里（大约占了80%），理由很简单，细菌界的妖魔鬼怪、大小明星都在这里聚集，免疫系统自然是要来这里会会它们的。
细菌们的大本营都隐藏得极好——在肠黏膜里，背后深处是肠壁细胞。这个位置对免疫系统也很理想，既有足够的空间让它施展拳脚，又足够远到不会伤害肠壁细胞。免疫系统团队就是在这里和每一个新来的细菌不打不相识的。
免疫细胞和细菌们在肠道里混熟了以后，日后若是在肠道外再相见，大家也好迅速各就各位。
但这个相熟的过**的很复杂，需要免疫系统花十二万分的心思，因为它必须时刻抑制自己防御的冲动，允许大多数细菌继续存活，但同时它又必须把危险分子从那么一大堆细菌里挑出来。
如果非要和每一个肠道细菌打个招呼、说声“你好”的话，差不多要花三百万年的时间，而免疫系统每天对每一位可不仅仅是说声“嗨”，它还要再补充上两句：“你不错”或者“你还是死了让我更放心”。
此外，它还要能分辨出什么是细菌细胞，什么是人体细胞，不能误伤了自己人。这乍一听会觉得没什么了不起，这不是理所当然的嘛，但是事情不是那么简单的。有些细菌表面的细胞结构和我们某些身体细胞的结构类似，比如引发猩红热的病菌就是这么奸诈。
对付这种细菌一定要尽快用抗生素扫除，不然会混淆免疫系统的认知。比如它会误认为膝盖里藏有会导致喉咙痛的病菌，然后开始攻击我们的关节。当然这种失误发生的概率很小，但是还是会有发生的可能。
类似的情况也出现在了那些年轻的糖尿病患者身上，科学家观察到，他们的免疫系统摧毁了制造胰岛素的自身细胞。这可能是由于免疫系统和肠道菌群沟通有误造成的，要不就是因为免疫细胞培训得不够好，或者它根本就完全错误判断了。
为了避免各种沟通有误或者误判的状况，身体本来是有一套非常严密的管理体系的。在所有的免疫细胞被放入血液执行任务之前，它们都要先从细胞史上最严格困难的训练营毕业才行，在训练营里它们要认识并记住每一个自己人——人体自己的细胞结构。在训练营里，如果一个免疫细胞认不出它面前的是自己人还是外人，不管它是完全没反应还是先试探性地戳戳对方看看情况，这都是绝对致命的错误，因为这就意味着它考核失败，永远也不可能毕业去血液里工作了。
那些会攻击自己人的免疫细胞，在训练营里就会被淘汰掉。训练的时候，它们会学到，要么化敌为友，包容外来客，要么准备好战斗，消灭敌人。这个非黑即白的训练准则在大多数情况下都很有效，很少出现灰色地带。
灰色地带虽然少但还是有的，而且一旦出现就很棘手。比如说一个外来者看上去有些像细菌，但其实它又不是细菌，那怎么办？
比如红血球表面的蛋白质和细菌就很像，要不是免疫细胞在训练营早就认识了红血球，血液也要被它们攻击了。如果你的红血球表面的蛋白质是A型的，你就是A型血，那么你的免疫系统只要是A型血就可以兼容，来自其他人的A型血也可以，比如说发生摩托车事故时或者分娩大出血的情况下，输血不可避免。
但是输血绝对不能输不同血型的血，因为免疫系统不兼容。免疫细胞之前在训练营里没学过其他类型的红血球，理所当然地就把它们和以前见过的细菌联想成了一类，然后立刻进入战斗模式。如果不是免疫细胞之前在肠道里被肠道细菌训练过，它们自然也就不会把红血球表面和细菌类似的蛋白质看成是战斗的信号，那我们输血时也就不会非同类型的血不可输了，那么也就没有“血型”这一说了。
新生的小婴儿肚子里面还没几个细菌，理论上来说，给他们输不同血型的血时是不会有排异反应的。（因为小婴儿的血液里会有从妈妈那里得到的抗体，所以医院为了安全起见，一般都用和妈妈同一血型的血液进行输血。）一旦免疫系统和肠道菌群基本发育完成，人们就只能兼容同一种血液类型了。
如果抗体和红血球能结合，就会发生凝血。B型血人的抗体可以和A型血红血球结合，所以给B型血的人输入A型血就会发生凝血
血型的形成只是众多由细菌引发的免疫现象中的一种，也许还有更多，只是我们现在还没有能力发现而已。每一种细菌对免疫系统的作用各有不同。
我们现在已经知道的有几种细菌，它们能让免疫系统更温和，更包容一些，举例来说，它们有的可以让免疫系统多生产出一些友好的免疫细胞，有的则可以像可的松或者其他消炎药那样作用于细胞。有这些细菌的地方四下一片和睦，免疫系统也就变得没那么好斗了。这估计也是这些细菌曲线救国的一招好棋，免疫系统兼容性强了，它们也自然不用再担心哪天免疫系统会来找它们的麻烦了。
而关于幼小的脊椎动物（包括人类），在它们的小肠里却发现了喜欢挑唆免疫系统的细菌，这立刻引来了诸子百家的各种猜测及各种推论。
比如说推论一：这些“挑唆犯”真实的目的是降低小肠内部细菌的密度。小肠的警报级别一提高，能容得下的细菌也就少一些，这样它才好图个清静，全力以赴地进行消化工作。推论二：这些“挑唆犯”不喜欢乖乖依附在肠黏膜，而是长年占据着小肠绒毛。这让人不禁想起，不少病原体，像是大肠杆菌里的危险分子，也有相似的居住喜好。如果它们到了小肠，发现能住的地方早就被“挑唆犯”们占得满满的，那它们只能离开。当然它们离开的时候如果有满腔怨气，也就只能发在你头上了。
这个效应叫作“殖民保护”。大部分的肠道细菌都是这样来保护我们的，它们把位置占了，坏人来的时候就没位子了。可惜小肠里的“挑唆犯”属于见光死型，到现在我们也无法在实验室里养殖它、好好研究它。那是不是至少已经可以确定，它不会给人体带来伤害呢？答案是未必。也许物极必反，有些人可能正是因为它们对免疫系统过度刺激反而受到了伤害。这里还有很多很多的问题有待回答。
在纽约实验室无菌小白鼠的身上我们找到了第一部分的答案。它们真的是世界上最干净的生物了，在无菌的环境下剖腹产出生，生活在彻底消毒过的笼子里，吃的是蒸汽消毒过的食物。与这些小白鼠打交道的人也必须绝对地注意，因为即使是空气，如果未经过滤，里面也带着细菌。
如此干净的动物只可能会出现在实验室里，自然界是不会有的。感谢这些小白鼠，研究人员才有机会知道，当一个免疫系统处于完全无事可做时是个什么样的状态。肠道中没有菌群会怎样？从未受过训练的免疫系统面对病原体时会有什么样的反应？有哪些变化是用肉眼就能分辨出来的？
每一个和无菌小白鼠打过交道的人，对它们的评价都是诡异二字。
这些小白鼠过于好动，完全不像普通的老鼠那样行事谨慎小心，吃得比普通小白鼠多，消化也要比普通小白鼠慢。它们的盲肠奇大无比，萎缩的肠子里面也没有绒毛，肠子里面的血管和免疫细胞也要少很多。最普通的病原体就能轻易地打倒它们。
给它们注入了其他老鼠的肠道菌群后，令人惊奇的事发生了。如果给它们注入的是患有2型糖尿病小鼠的肠菌，很短的时间后它们就会开始没法正常代谢糖类。
如果喂给它们的是肥胖老鼠的肠菌，很快它们也会开始肥胖。除此之外，研究人员还给无菌小鼠注射了单一种类的肠菌，以便观察每种细菌在肠道里的作用和角色。有些肠菌可以顺利帮助小白鼠结束无菌时代的诡异行为——免疫系统被启动激活了，盲肠收缩回了正常大小，小白鼠也开始正常进食。有些肠菌被注入之后啥作用也不起，小白鼠该怎样还怎样。还有些肠菌，只有和别的种类的肠菌共同合作时才能发挥效用。
感谢这些无菌小白鼠，肠道菌群的研究才得以向前迈进了一大步。我们现在甚至可以断言，就像我们生活着的大世界时时刻刻都在影响着我们一样，我们体内的小世界也同样深刻地影响着我们。更让人兴奋的是，每个人与每个人的小世界都不尽相同。