3.细菌：你体内的微生物

生活中没有可怕的东西，只有需要理解的东西。我们现在了解的更多一点儿，畏惧的就会更少一点儿。

——玛丽·居里，诺贝尔物理学奖和诺贝尔化学奖获得者

你可能认为你的DNA决定了你是谁。这当然是部分原因，但并不是全部。DNA不仅来自你自己的人体细胞，也来自寄居在你皮肤、肠道以及身体其他地方的无数细菌。

即使你不是一个细菌恐惧症患者，但当想到体内生活着大量其他生物时，也会让你感到毛骨悚然。但没有人是无菌的，这很正常！一些免疫学家认为，世界属于细菌，我们人类只是生活在其中。这些细菌已经在地球上生存了35亿多年，是地球上已知最古老的生命形式，所以你不必害怕它们。细菌、真菌、病毒和你体内的其他生命形式都希望你活着，因为没有你它们就会死。它们以各种不可思议的方式保护你，从控制胃病到抗癌，它们在你的体内形成了一个完整的世界，统称为你的微生物组，是训练和发展免疫力的主要组成部分。

抗生素的过量使用是现代生活的标志之一，这导致细菌耐药性问题日益严重。我们常常依赖药物来快速治疗，而不是相信我们体内的自然系统可以控制疾病。通过了解你的微生物组如何工作以及如何照顾它，可以提高你的免疫力。当你照顾好这些有益的微生物，它们也会很乐意照顾你。

基础知识

意识到每天有数百万的细菌和病毒与你一同存在，这可能让你感到不安。但是，正如我的一位教授曾经说过的：“没有胆量，就没有荣耀！”

是的，它们中有些是危险的，甚至是致命的，但大多数都可以通过维持平衡来帮助保障你的健康。例如，有些病毒会在你的体内存活一生，却不会对你造成任何伤害。它们与它们的朋友生活在你的微生物组中，这是你身体的另一个系统，与你的免疫系统协同工作。微生物群是一个重新定义的术语，指的是一个特定区域中的微生物，而微生物组则指的是全局。我们可以把微生物群想象成一座城市，微生物组想象成整个星球。有些人会交替使用这两个术语将它们并为一类，但出于本书的目的，我们将使用它们的恰当术语，分开理解：微生物群用来指代特定区域，微生物组指整个生态系统。

微生物组由大约100万亿个微生物组成。微生物的数量超过人体细胞数量的10倍。你体内的微生物比细胞还多。例如，生活在门把手上的细菌与存在于你体内的细菌之间的主要区别是，你体内的大多数细菌都是安全的，并且可能对你有益。

第一批在你体内定居的细菌来自你的母亲，自出生以来就帮助你保持健康。它们可能来自产道，也可能来自剖宫产时母亲的皮肤。这些“好的”微生物群落代代相传，有助于大脑早期发育。母乳喂养的婴儿通过母乳获得额外的免疫力，因为母乳中富含来自母亲体内的有益细菌。新生儿肠道中的第一批微生物能分解母乳中的糖分，为他们以后的健康生活打下基础。

大多数微生物通过食物和饮料进入你的身体，它们存在于你的消化道中，通常是在大肠。所有这些细菌、真菌、单细胞原生动物、病毒都含有与你自己的基因相同的遗传物质。因为它们太小了，你可能会认为它们十分低级，但是微生物组中的细菌含有比你自己多200倍的基因。35亿年来，没有什么能在不经历一些出乎意料的打击的情况下存活！

细菌几乎在每个器官中都与你的免疫系统共存并相互作用。它们存在于皮肤、鼻腔、口腔、喉咙、阴道，其中肠道是分布最多的区域。不断的相互作用使你身体的免疫系统和那些寄居的微生物保持平衡。研究人员发现了免疫系统和微生物组是如何协同工作的，包括不同的疾病如何改变肠道内的微生物群构成。这些知识可以让我们从一开始就预防一些疾病的发生。

皮肤上的细菌

每天，你的皮肤都会遇到有毒物质、有害生物和其他压力。虽然皮肤是你内脏和环境之间的物理保护屏障，但它也是一个活跃的免疫器官。

据估计，有200亿个T细胞存在于你的皮肤中，远远超过身体其他部位的T细胞数量。这些免疫细胞会在有害细菌、真菌和病毒进入体内之前将其击退。由血液和淋巴管网络贯穿的真皮层（即表面下皮肤组织）包含淋巴细胞、白细胞、肥大细胞和巨噬细胞。为什么会有这么多不同种类的细胞呢？因为即使是很小的伤口，皮肤表面（表皮）上的任何有害细菌都可能会进入你的身体。穿刺伤口更糟糕，会形成无氧通道，使有害物质直接进入你的身体。

请记住，你的身体一直在寻找外来入侵者。文身之所以能留存下来，是因为皮肤中的免疫系统细胞吞噬了墨水并将其传递给了下一代细胞。研究表明，文身颜料可以引发持续的免疫反应，经历连续的捕获和释放循环而不会褪色。文身墨水的成分大多是人造的，因此对身体来说不是天然的，但墨水中的纳米粒子可以在全身传播，这会导致淋巴结肿大和过敏反应。仅仅为了一张漂亮的照片，就会给免疫系统增加不必要的负担。我自己有4个文身，我不后悔，但如果我能回到过去和十几岁的自己谈谈，我会建议他不要文身。

体内的细菌

在肠道中，细菌可以帮助你消化食物，保护你的肠道免受食源性病原体的侵害，产生身体无法自主合成的维生素，如维生素B ₁₂ 和维生素K。大多数人体内都有1 000多种不同类型的细菌，它们形状各异、大小不同，具有不同的功能，其中许多有助于消化，也可以作为早期的保护系统。

当你进食时，你会把许多新的细菌带入口腔中。已存在的有益细菌会消灭很多有害细菌，定期刷牙和使用牙线可以清除幸存下来的顽固细菌。如果有害细菌的数量占优势，就会导致口臭、牙龈炎（牙龈肿胀）、蛀牙，甚至心脏病。没错，不注意口腔卫生会导致血液中出现有害细菌，从而损害你的心脏。口臭是身体提示你不健康的方式。

当你摄入过多的加工糖、脂肪、化学物质而不是天然有益的食物（如蔬菜）时，其他疾病，如肥胖、肠易激综合征和糖尿病也会随之而来。蔬菜含有益生元，这是一种有助于肠道有益细菌繁殖的化合物（稍后会详细介绍益生元）。患有这些疾病的人通常肠道中有益细菌的比例低于正常水平。

拟杆菌门：有益菌

这些细菌生长在土壤、水果、蔬菜、海水、人类和其他动物体内。平衡的拟杆菌群产生的代谢物有助于减轻身体内的炎症。高纤维饮食可以增加它们的数量，而低纤维饮食则会降低身体对炎症做出适当反应的能力，尤其是在肺部引起的过敏性反应。

厚壁菌门：有害菌

这些不太友善的细菌大量存在于肠道中。当厚壁菌门的数量超过有益菌时，会损害葡萄糖和脂肪的新陈代谢。一些研究发现，厚壁菌门比例的增加与肥胖和2型糖尿病的增加有关。过多的厚壁菌门会使身体的新陈代谢和能量水平失衡。免疫学家认为，一些促进肥胖的细菌正在消耗人体内的能量，这使得人更容易受到肥胖相关健康问题的影响。

肠脑轴

越来越多的科学家将人类肠道称为人体的第二个“大脑”，因为它包含大约1亿个神经元，比脊髓或神经系统的总和还要多 。这些神经元控制许多反射，包括分泌酶来帮助分解食物以及收缩肌肉来帮助消化。

细菌的快乐

在压力大的情况下，胃部痉挛或有下坠感是大脑和肠道之间的对话。血清素，也被称为“快乐激素”，它向细胞发送信息，帮助调节情绪和幸福感。与普遍的观念相反，这种神经递质主要（约90%）来自你的肠道而不是大脑，它对肠道免疫力有极大的影响 ^[2] 。血清素还有助于保持体温、促进消化，改善血液循环、呼吸和睡眠。

一项研究表明，一种细菌混合物，主要是由血尿杆菌和生孢梭菌组成，它向肠道细胞发出信号以增加血清素 的产生。在没有这些细菌的情况下饲养的实验室小鼠的血清素含量比对照组低了50%。当研究人员将缺失的细菌添加到小鼠体内时，它们的血清素含量会恢复到正常水平 ^[3] 。

微生物组和免疫系统

儿科医生鼓励父母让婴儿在地板上爬行。这项活动不仅教会了孩子感受地表面、气味、深度和重力，还让他们接触了许多微生物。这种早期接触有助于婴儿免疫系统的发育。

在最佳状态下，肠道拥有自己的主动免疫系统，可以保护你免受不受欢迎的病毒、化学物质和其他环境因素的侵害。当错误的选择或“良好的意图”破坏了系统的平衡时，疾病就更容易发生。这些“良好的意图”指的是研究人员所说的卫生假说。该理论认为，极端的个人卫生防护会导致疾病增加，这是因为减少了与自然界的微生物的接触。从本质上讲，我们正在通过清洗、消毒和使用药物来削弱我们身体的所有自然防御力。如果你没有大量出汗，你就不需要每天都洗澡，每隔一天洗澡对你的皮肤和免疫系统会更好。

药物和现代科学帮助我们抗击疾病，但食用合成食品和过量使用抗生素，以及其他不良习惯会损害微生物组中抗病细菌的多样性。当严重的威胁来临时，这种不平衡会使你的身体处于一个较弱的位置。这就像在入侵军队增加兵力之前，把防守军队的一半撤出战场。防守的士兵都守不住城堡，更别说击退入侵者了。

当微生物环境管理不善时，病原体就会趁机进行不受控制的生长。这种伺机的生长可能导致严重的炎症，因为身体的免疫卫士已经失去了活力或根本不存在。这就是为什么肠道菌群失调会对你的整体健康造成如此大的损害。

细菌与癌症

一些肠道细菌可能会引发炎症甚至癌症。例如，研究人员一直在尝试查明允许癌症在上皮细胞中发展的机制。对于结肠癌而言，并没有单一的致病细菌物种。然而，这种上皮癌可能是由肠道细菌类型的转变引起的。

与此同时，科学家正在研究细菌是否能够治愈癌症。我曾在帕克癌症免疫疗法研究所参与了一项早期的临床试验，试图回答一个问题：肠道细菌是否能够帮助晚期黑色素瘤患者抗击癌症？

我们已经知道，不平衡的微生物组可能会导致疾病的发生。肠道通透性的增加可能会导致营养物质、矿物质和盐分渗漏并渗透到其他层，从而导致类风湿关节炎和1型糖尿病等炎症性疾病。肠道微生物组平衡良好的患者对免疫疗法的反应更好，因此我们从理论上推测，正确的肠道细菌可以作为一种新的免疫疗法工具。我参与设计、撰写、实施和评估的这项研究是同类研究中的第一个。

我和同事与美国各地的领先机构和专家合作，测试我们的假设。该临床试验研究了改变癌症患者的肠道微生物组是否可以增强或改变他们对免疫疗法的反应。在免疫疗法治疗之前、期间和之后，我们对所有参与的患者的肠道进行了测序，以分析他们肿瘤的变化，并跟踪他们免疫系统的变化。不幸的是，由于2019年新型冠状病毒疫情迫使我们停止了这项研究，但随后的证据表明我们的假设是正确的。

损害和多样性

你的肠道在身体其他部位和帮助消化食物并保持清洁的微生物之间，建立了一种强大的共生关系。不要把生活在你体内和表面的所有细菌都视为入侵者，而应视作你身体的有益延伸。打破这种平衡会造成体内功能失调的环境。

随着时间的推移，当致病微生物在体内积累时，它们会改变代谢过程和遗传活动，引发异常的免疫反应。新的研究似乎表明，自身免疫性疾病不仅通过DNA遗传给后代，还通过家族微生物的传播在家族中遗传 ^[5] 。正如你将在本书的第三部分中看到的那样，你可以重置你的微生物组，但首先你需要知道是什么因素损害了它，然后你可以努力修复和加强它。

失衡

科学家称体内的细菌失衡，特别是肠道中的细菌失衡，称为“菌群失调”。它会干扰你身体的正常工作流程，使你容易患上肥胖症、肠易激综合征，在某些情况下甚至会患上结直肠癌。越来越多的证据表明，菌群失调与糖尿病、纤维肌痛综合征、代谢性疾病、多发性硬化症、肌肉萎缩症、肥胖症、类风湿关节炎和其他疾病的增加之间存在明显联系。目前尚不清楚菌群失调是否促进了这些疾病的发展或与其前兆相关，但这种联系仍让代谢研究人员感到担忧。

许多因素都可能导致菌群失调，其中包括环境恶化。没错，你没看错。肠道微生物组多样性的缺乏将从全球范围开始，并最终影响个体。当栖息地、捕食者种群以及动植物的生物多样性全部减少时，生态退化就会发生。地球污染、砍伐热带雨林和建造露天购物中心都会降低生物多样性。由此产生的多米诺骨牌效应可以逆转进化，并将生命倒退到不那么复杂的稳定状态。科学家认为，宏观层面的破坏与微生物组中有益细菌的减少有关。

在过去几十年中，许多与免疫相关的疾病变得越来越普遍。这种发病率的上升首先发生在西方国家，最近蔓延到发展中国家。这些疾病包括过敏、炎症性肠病、代谢紊乱、1型糖尿病、多发性硬化症和结直肠癌。

移民到西方国家的人，尤其是在5岁之前移居的人，更容易患上这类疾病，这表明早期环境风险因素的影响。世界上发生的事情可以反映在你体内发生的事情上。一个个体可以以积极和消极的方式影响另一个个体。改变世界可以改变你的健康，反之亦然。那么，在个人层面上，你如何做到这一点呢？尊重和保护当地的栖息地；不要让你的宠物破坏当地的生态；支持当地农场；购买有机食品；种植对传粉昆虫友好的植物；减少使用、循环使用、回收再利用；等等。

除了环境因素之外，引起菌群失调的其他原因包括不良饮食、广谱抗生素的使用、饮酒和不良的口腔卫生习惯。好消息是，在个人层面上，你可以通过健康饮食、谨慎地使用抗生素、避免使用含有三氯生或三氯卡班的抗菌产品、减少或停止酒精摄入以及注意口腔卫生来控制或改变大部分影响因素。这些做法都可以帮助逆转对微生物组的损害。

此外，并不是所有的菌群失调都是不好的。例如，粪便移植可以很好地治疗艰难梭状芽孢杆菌小肠结肠炎或2型糖尿病。医学的下一个重大突破可能在于理解人体内不同系统之间的未知联系以及试图控制相关的疾病。

益生元和益生菌

首先，需要说明一下术语。益生元通常是指富含纤维的食物，它有助于你现有的肠道微生物组茁壮成长。益生菌食品含有活性微生物，这些微生物是有益的细菌，有助于恢复微生物组的平衡。近年来，这两种物质都越来越受欢迎，被用于食品、药片甚至美容产品领域。但它们并不是一样的。

益生菌可以通过取代潜在的有害细菌来改善你的健康。但这些好处仅适用于少数情况，而且益生菌市场几乎没有受到监管。它们不需要被证明有效就能销售，未得到严格的质量控制。包装好的益生菌不像天然食品那样有效，甚至有些益生菌可能会导致免疫系统较弱的人感染。

在2016年至2017年期间，美国食品药品监督管理局检查了650多家生产膳食补充剂的工厂，发现其中一半以上都存在违规行为。违规行为包括对产品纯度、强度甚至身份的担忧。这些工厂生产各种补充剂，包括益生菌和益生元 。甚至一些益生菌补充剂含有额外的微生物，补充剂的污染被认为导致了2014年一名婴儿的死亡 ^[7] 。

将益生元和益生菌纳入饮食中最好的方法是食用天然、有机的食物。

性别和微生物组

从出生开始，你的激素就会影响你的微生物组。除非你改变了你的天然激素，否则它们会在你的一生中持续影响你的肠道微生物组。性激素有效地决定了你体内细菌的类型。在青春期，当性激素分泌旺盛时，男性和女性之间的微生物学差异也会显现出来。雌激素水平的变化促使女孩成为女人，而睾丸素水平的变化促使男孩成为男人。

一些疾病似乎没有性别特异性，但被诊断为临床抑郁症的女性人数多于男性。抑郁症患者的微生物组与未患抑郁症的人不同。一些胃肠道疾病，如肠易激综合征，女性患病的比例是男性的两倍。出生时被确定为男性的儿童更有可能被确诊为自闭症谱系障碍，你猜对了，他们的肠道细菌也不同。这些激素数量或比例的波动（激素在我们所有人身上都天然地存在）可以解释为什么女性比男性拥有更多样化、更多变的微生物组。此外，这些不同的微生物组可能也导致了男性和女性的免疫反应的不同。

如果这一切听起来有点儿过于复杂，那是因为事实确实如此。请继续读下去，因为生命和维持它的系统同样复杂。

[1] Marjorie K.Jeffcoat, Robert L.Jeffcoat, Patricia A.Gladowski, et al, “Impact of Periodontal Therapy on General Health: Evidence from Insurance Data for Five Systemic Conditions,” American Journal of Preventive Medicine 47, no.2 (August 1, 2014): 166—74, https://doi.org/10.1016/j.amepre.2014.04.001.

[2] Thomas C.Fung, Helen E.Vuong, Cristopher D.G.Luna, et al, “Intestinal Serotonin and Fluoxetine Exposure Modulate Bacterial Colonization in the Gut,” Nature Microbiology 4 ,no.12 (December 2019): 2064—73,https://doi.org/10.1038/s41564-019-0540-4.

[3] Jessica M.Yano, Kristie Yu, Gregory P.Donaldson, et al, “Indigenous Bacteria from the Gut Microbiota Regulate Host Serotonin Biosynthesis,” Cell 161, no.2(April 9, 2015): 264—76,https://doi.org/10.1016/j.cell.2015.02.047.

[4] Mun-Keat Looi, “The Human Microbiome: Everything You Need to Know About the 39 Trillion Microbes That Call Our Bodies Home,” BBC Science Focus , July 14, 2020, https://www.sciencefocus.com/the-human-body/human-microbiome/.

[5] Amy D.Proal, Paul J.Albert, Trevor G.Marshall, “The Human Microbiome and Autoimmunity,” Current Opinion in Rheumatology 25, no.2 (March 2013): 234—40, https://doi.org/10.1097/BOR.0b013e32835cedbf.

[6] Luba VLikhanski, “A Science Lecture Accidentally Sparked a Global Craze for Yogurt,” Smithsonian Magazine , April 11 206, https://www.smithsonianmag.com/science-nature/science-lecture-accidentally-sparked-global-craze-yogurt-180958700/.

[7] Snigdha Vallabhaneni, Tiffany A.Walker, Shawn R.Lockhart, et al, “Fatal Gas trointestinal Mucormycosis in a Premature Infant Associated with a Contaminated Dietary Supplement—Connecticut, 2014,” Morbidity and Mortality Weekly Report 64, no.6 (February 20, 2015): 155—56, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4584706/. IQ2uGeujHGaTsndXgoV/RRPjdUlWa8FkfVKbhWWhVObLdyiC/QJC6vaOxN81mjak