人體細(xì)菌數(shù)量為細(xì)胞10倍

人體細(xì)菌數(shù)量為細(xì)胞10倍各司其職的細(xì)菌不管是細(xì)胞數(shù)量，還是擁有的基因各司其職的細(xì)菌不管是細(xì)胞數(shù)量，還是擁有的基因數(shù)量，寄生在人體表面和內(nèi)部的細(xì)菌都遠(yuǎn)超人體本身?，F(xiàn)在，科學(xué)家正在思考：掌控人體的，到底是我們還是那些共生細(xì)生物學(xué)家曾認(rèn)為，人體是一座生理之島，完全可以自行調(diào)控身體內(nèi)部的運(yùn)轉(zhuǎn)。我們的身體能分泌消化酶消化食物，合成營養(yǎng)物質(zhì)維護(hù)身體組織和器官；可以感受到自身發(fā)出的信號(hào)，比如饑與飽；免疫細(xì)胞能識(shí)別危險(xiǎn)的微生物（病原體），向它們發(fā)起進(jìn)攻，同時(shí)避免傷害到自身組織。但在過去十多年中，研究人員發(fā)現(xiàn)，人體并不是一座自給自足的世外小島。它更像一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，一個(gè)龐大的社會(huì)。在我們的身體內(nèi)，住著數(shù)以萬億計(jì)的細(xì)菌和其他微生物。它們寄生在我們的皮膚、生殖器、口腔，特別是腸道等部位。實(shí)際上，人體細(xì)胞并不是人體內(nèi)數(shù)量最多的細(xì)胞，共生細(xì)菌的數(shù)量是人體細(xì)胞的10倍。由微生物細(xì)胞和它們所包含的基因組成的細(xì)菌群落，不僅不會(huì)危害我們的健康，反而對(duì)人體有益，能幫助身體進(jìn)行消化、生長和防御。 小小的細(xì)菌居然有如此大的影響力。生物學(xué)家已經(jīng)對(duì)人體內(nèi)數(shù)量最多的一些細(xì)菌，進(jìn)行了深入研究。最近，他們又開始研究其他細(xì)菌。這些研究，有助于我們更加了解自己身體的功能。也讓我們更清楚，為什么有些疾病發(fā)病率越來越高，比如肥胖

癥和自身免疫性疾病。 你看不見我 提到身體內(nèi)的微生物，人們通常會(huì)想到病菌。事實(shí)上，研究人員也在很長一段時(shí)間，只關(guān)注那些有害病菌，忽視了那些有益的細(xì)菌。美國加州理工學(xué)院的生物學(xué)家薩基斯?K?馬茲曼尼安(SarkisK.Mazmanian)認(rèn)為，這源于我們的一些錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)?！肮路甲再p迷住了我們的眼睛，人類自以為擁有所有保持健康所需的功能，這些有益細(xì)菌雖然不屬于人體，卻相伴我們一生，它們是我們身體內(nèi)不可或缺的一部分。”人從很小的時(shí)候開始，體內(nèi)就有一個(gè)微生物群落，當(dāng)然，這些細(xì)菌并不是與生俱來的。每個(gè)人都是在與周圍環(huán)境接觸的過程中，漸漸形成自己的共生細(xì)菌群落的。一般說來，子宮內(nèi)沒有細(xì)菌，所以生命之初的胎兒是真正無菌的個(gè)體。但是，當(dāng)新生兒通過產(chǎn)道時(shí)，母親體內(nèi)的共生細(xì)菌，就會(huì)轉(zhuǎn)移到嬰兒身上，并開始繁殖。隨著與父母、祖父母、兄弟姐妹、朋友，還有床單、毯子、寵物等的接觸，嬰兒體內(nèi)的細(xì)菌會(huì)變得越來越多，到嬰幼兒晚期，我們體內(nèi)已經(jīng)形成了地球上最復(fù)雜的微生物群落。大約5年前科學(xué)家開始研究這種微生物生態(tài)系統(tǒng)。當(dāng)時(shí)他們面臨一個(gè)難題腸道內(nèi)的細(xì)菌已經(jīng)習(xí)慣了以群當(dāng)時(shí)他們面臨一個(gè)難題腸道內(nèi)的細(xì)菌已經(jīng)習(xí)慣了以群居方式、在無氧環(huán)境中生存，單個(gè)細(xì)菌在開闊的培養(yǎng)皿中根本無法存活?，F(xiàn)在，這個(gè)難題已經(jīng)解決了。研究人員不再研究細(xì)菌個(gè)體，而是改成研究細(xì)菌的基因即鏈狀究細(xì)菌個(gè)體，而是改成研究細(xì)菌的基因即鏈狀DNA和RNA的結(jié)構(gòu)。由于DNA和RNA可在常規(guī)的有氧實(shí)驗(yàn)環(huán)境下進(jìn)行研究，因此科學(xué)家可以從人體中提取細(xì)菌樣本，再從樣本中提取遺傳物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。每種共生細(xì)菌都有自己的“身份證”16S樣本中提取遺傳物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。每種共生細(xì)菌都有自己的“身份證”16S核糖體RNA基因，在每種細(xì)菌中，這種基因都不一樣。該基因可以編碼核糖體中特定的RNA分子（核糖體是細(xì)胞中負(fù)責(zé)合成蛋白質(zhì)的機(jī)器）?？茖W(xué)家試圖通過確定這類基因的序列，打造一本“人體細(xì)菌手冊(cè)”。這樣，我們就可以知道自己體內(nèi)有哪些細(xì)菌，和別人體內(nèi)的細(xì)菌有什么不同。接下來要做的，是分析細(xì)菌群落中的其他基什么不同。接下來要做的，是分析細(xì)菌群落中的其他基因，搞清楚哪些細(xì)菌在人體中比較活躍、有什么功能。這項(xiàng)工作也非常復(fù)雜，細(xì)菌不僅數(shù)量巨大，在提取過程中它們的基因還會(huì)混在一起。鑒定一種基因?qū)儆谀膫€(gè)菌種很難。相對(duì)而言，鑒定一種細(xì)菌基因是否活躍就比較簡單了。幸運(yùn)的是，在最近十年中，我們有了更強(qiáng)有力的計(jì)算機(jī)和超快的基因測(cè)序儀，只要不怕麻煩，完全可以完成過去無法完成的細(xì)菌分選和分析工作。 在美國和歐洲，各有一組科學(xué)家利用這種新技術(shù)，對(duì)人體內(nèi)的細(xì)菌基因進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。2010年初，歐洲小組發(fā)表了他們對(duì)人體消化系統(tǒng)中細(xì)菌基因數(shù)目的統(tǒng)計(jì)結(jié)果330萬個(gè)基因（來自1000多個(gè)菌種），差不多是人結(jié)果類基因數(shù)量的150倍（人類有2萬?2.5萬個(gè)基因）。 在研究人體內(nèi)細(xì)菌群落的過程中，有許多令人驚奇的發(fā)現(xiàn)如，你幾乎找不到細(xì)菌群落組成完全一樣的兩個(gè)人，即使是同卵雙胞胎。人類基因組計(jì)劃（HumanGenomeProject）已證

實(shí)：所有人的DNA99.9%都是相同的?？雌饋?，細(xì)菌基因的變異對(duì)人類個(gè)體的命運(yùn)、健康、行為造成的影響，遠(yuǎn)勝于我們自己的基因。不同人的體內(nèi)，細(xì)菌種類和數(shù)量雖然大不相同，但對(duì)于大多數(shù)人來說，他們體內(nèi)的、發(fā)揮關(guān)鍵作用的有益細(xì)菌基因其實(shí)都差不多，盡管這些基因來源于不同的益細(xì)菌基因其實(shí)都差不多，盡管這些基因來源于不同的菌種。另外，即使是最有益的細(xì)菌，如果它們?cè)诓磺‘?dāng)?shù)牡胤酱罅孔躺脑挘部赡軐?dǎo)致嚴(yán)重的疾病。比如，細(xì)菌跑到血液中，就會(huì)導(dǎo)致敗血癥；進(jìn)入腹部器官之間的組織網(wǎng)絡(luò)中，就會(huì)導(dǎo)致腹膜炎?；蚬蚕頋摲膽?zhàn)友幾十年前，通過對(duì)動(dòng)物腸道消化作用和合成維生素的研究，人們第一次發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌可以造福人類。20世紀(jì)80年代，研究人員發(fā)現(xiàn)，維生素B12可以幫助人體細(xì)胞產(chǎn)生能量、合成DNA、制造脂肪酸，但形成維生素B12的酶必須依賴細(xì)菌才能生成。科學(xué)家在許多年前就知道，腸道內(nèi)的細(xì)菌可以分解食物中某些難以消化和吸收的成分，但直到最近，他們才發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣的細(xì)節(jié)：在人體的共生細(xì)菌群落中，還有兩種細(xì)菌能影響人的消化和食欲。多形擬桿菌人的消化和食欲。多形擬桿菌（Bacteroidesthetaiotaomicron）的名字可能來源于希臘姐妹會(huì)或兄弟會(huì),它是一種最優(yōu)秀的碳水化合物降解細(xì)菌，能夠?qū)⒃S多植物類食品中的大分子碳水化合物降解為葡萄糖和其他易消化的小分子糖類。人體中沒有基因可以合成降解碳水化合物的酶，而多形擬桿菌的基因，能合成260多種消化植物成分的酶從而幫助人體高效地從橙子、蘋果、土豆、小麥胚芽等食物中提取營養(yǎng)素。 通過對(duì)小鼠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，研究人員發(fā)現(xiàn)，多形擬桿菌可與宿主發(fā)生相互作用，向宿主提供營養(yǎng)物質(zhì)。研究人員先將小鼠飼養(yǎng)于一種完全無菌的環(huán)境中（保證它們不攜帶任何細(xì)菌），然后再讓小鼠與多形擬桿菌接觸。2005年，美國華盛頓大學(xué)圣路易斯分校的研究人員發(fā)現(xiàn)，多形擬桿菌通過食用多糖分子，即結(jié)構(gòu)復(fù)雜的碳水化合物而存活。多形擬桿菌會(huì)讓這些營養(yǎng)物質(zhì)發(fā)酵，生成短鏈脂肪酸（也就是它們的排泄物），為小鼠提供養(yǎng)分。通過這種方式，細(xì)菌從那些本來無法消化的碳水化合物中得到了熱量，比如燕麥片中的膳食纖維。研究人員還發(fā)現(xiàn)，如果要獲得相同的體重，那些沒有攜帶多形擬桿菌的小鼠，需要比攜帶了這種細(xì)菌的小鼠多吃30%的食物。不可或缺科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，一些線索指向一種非常新穎的觀點(diǎn)：經(jīng)過20萬年的進(jìn)化，人體內(nèi)的細(xì)菌群落和免疫細(xì)胞已經(jīng)達(dá)成了和平共處，也就是一種平衡。在過去的億萬年中，經(jīng)過不斷磨合，免疫系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)化得既不會(huì)具有過強(qiáng)的攻擊性（進(jìn)攻自己人），也不過于放松（放過敵人）。例如，T細(xì)胞會(huì)在識(shí)別和反擊入侵人體的病原體時(shí)扮演重要角色，同時(shí)還會(huì)引發(fā)一系列炎癥反應(yīng)（腫脹、變紅、發(fā)熱等）。但是，人體在產(chǎn)生大量T細(xì)胞后，又會(huì)很快產(chǎn)生調(diào)控性T細(xì)胞，抵消促炎T細(xì)胞產(chǎn)生的效應(yīng)，緩解炎癥。正常情況下，調(diào)控性T細(xì)胞會(huì)在促炎T細(xì)胞肆虐之前迅速發(fā)揮作用。美國加州理工學(xué)院的馬茲曼尼安稱「問題是，這些促炎T細(xì)胞抵御外敵時(shí)采取的措施，比如釋放毒性化合物，會(huì)破壞我們自己的組織?！毙疫\(yùn)的是，調(diào)控性T細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生一種蛋白質(zhì)來抑制促炎T細(xì)胞。最終使得炎癥反應(yīng)減弱，免疫系統(tǒng)不再攻擊人體自己的細(xì)胞和組織。一旦好斗的促炎T細(xì)胞與平和的調(diào)控性T細(xì)胞之間達(dá)成平衡，人體就會(huì)保持良好的健康狀況。 多年來，研究人員都認(rèn)為這種自我平衡的系統(tǒng)，完全是由免疫系統(tǒng)生成的。但是，馬茲曼尼安和同事發(fā)現(xiàn)，一個(gè)免疫系統(tǒng)是否健康、成熟，取決于有益細(xì)菌是否一直與其發(fā)生作用。這個(gè)事實(shí)再一次說明，我們并不是自己命運(yùn)的主宰者?！凹?xì)菌可以使我們的免疫系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)得更好，這可能是一個(gè)顛覆傳統(tǒng)的觀念，”馬茲曼尼安說，“不過，事實(shí)越來越清楚：免疫系統(tǒng)后面的驅(qū)動(dòng)力，正是那些共生細(xì)菌。”馬茲曼尼安和他在加州理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)人（約70%?80%）體內(nèi)都有一種細(xì)菌——脆弱擬桿菌。這種細(xì)菌可以釋放消炎物質(zhì)，幫助免疫系統(tǒng)保持平衡。他們以免疫系統(tǒng)有缺陷的無菌小鼠為研究對(duì)象，這種小鼠的調(diào)控性T細(xì)胞在功能上存在障礙。當(dāng)研究人員向小鼠植入脆弱擬桿菌后，這種嚙齒類動(dòng)物的免疫系統(tǒng)可以恢復(fù)正常，促炎T細(xì)胞和抗炎T細(xì)胞之間重回平衡狀態(tài)。這其中的機(jī)制是什么呢？在20世紀(jì)90年代初，研究人員對(duì)脆弱擬桿菌表面伸展出的幾種糖分子進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)起作用的就是這些糖分子。

2005年，馬茲曼尼安和同事證明：這些分子中，有一種稱為多糖A的分子，可以促進(jìn)免疫系統(tǒng)的發(fā)育成熟。不久后，他們又發(fā)現(xiàn)，多糖A可以給免疫系統(tǒng)發(fā)信號(hào)，使之制造更多的調(diào)控性T細(xì)胞，后者再告訴促炎T細(xì)胞不要攻擊脆弱擬桿菌。相反，那些缺乏多糖A的脆弱擬桿菌在腸內(nèi)黏膜層中則無法生存，因?yàn)槊庖呒?xì)胞會(huì)把這種細(xì)菌當(dāng)作病原體攻擊。2011年，馬茲曼尼安和同事在美國《科學(xué)》(Science)雜志上發(fā)表論文，詳細(xì)描述了上述效應(yīng)中的分子反應(yīng)，第一次闡明了微生物與哺乳動(dòng)物之間的共生現(xiàn)象?！按嗳鯏M桿菌對(duì)人體非常有益，幫助我們彌補(bǔ)了人體本身DNA的不足，”馬茲曼尼安說，“很多時(shí)候，它對(duì)我們的免疫系統(tǒng)發(fā)號(hào)施令，進(jìn)行操縱?！钡?，與許多病原體不同的是，這種操縱并不會(huì)抑制或減弱我們免疫系統(tǒng)的性能，相反，還有助于免疫系統(tǒng)發(fā)揮功。我們體內(nèi)的其他細(xì)菌，也可能對(duì)免疫系統(tǒng)有相似的作用。他提醒說：“這只是第一個(gè)例子。毫無疑問，還會(huì)有更多的例子出現(xiàn)?！边z憾的是，因?yàn)槿藗兩罘绞降母淖?，脆弱擬桿菌與幽門螺旋桿菌一樣，正面臨滅絕?！八^的社會(huì)發(fā)展，已經(jīng)在很短的時(shí)間里，完全改變了我們與微生物世界之間的聯(lián)系，”馬茲曼尼安說，“在努力使自己遠(yuǎn)離病原體的同時(shí)，我們也斷絕了自己與有益微生物之間的聯(lián)系。我們的本意是好的，但我們將為之付出沉重的代價(jià)?！痹诖嗳鯏M桿菌的好的，但我們將為之付出沉重的代價(jià)?！痹诖嗳鯏M桿菌的例子中，代價(jià)可能是自身免疫系統(tǒng)的紊亂。如果沒有多糖A對(duì)免疫系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)，令其產(chǎn)生更多的調(diào)控性T細(xì)胞，那些好斗的T細(xì)胞就會(huì)攻擊它們所撞見的任何東西，包括人體自己的組織。馬茲曼尼安認(rèn)為，近年來免疫系統(tǒng)疾病，比如克羅恩氏病、I型糖尿病、多發(fā)性硬化癥等疾病的發(fā)病率提高了七八倍，就與有益細(xì)菌的減少有關(guān)?！皩?dǎo)致這些疾病的，既有自身原因，又有外界原因，”馬茲曼尼安說「我相信外界原因就是共生細(xì)菌群落，它們的改變正在影響我們的免疫系統(tǒng)。”我們生活方式的改變，導(dǎo)致微生物群落發(fā)生改變，脆弱擬桿菌和其他抗炎微生物減少，進(jìn)而導(dǎo)致調(diào)控性T細(xì)胞發(fā)育不良。對(duì)那些遺傳學(xué)上的易感人群來說，這種變化可能會(huì)導(dǎo)致免疫性疾病和其他疾病。 當(dāng)然，以上描繪的只是一種可能?，F(xiàn)階段的研究只能說明，共生細(xì)菌數(shù)量的減少與免疫疾病發(fā)病率提高之間存在關(guān)聯(lián)。但究竟誰是因，誰是果，就很難分清了。以肥胖癥為例：一方面，人體內(nèi)固有的細(xì)菌數(shù)量減少，導(dǎo)致了自身免疫疾病和肥胖癥的發(fā)病率直線上升；另一方面，這些疾病也使體內(nèi)環(huán)境不再適宜共生微生物生存。馬茲曼尼安認(rèn)為，前者才是矛盾的主要方面，腸道內(nèi)細(xì)菌群落的改變導(dǎo)致了免疫性疾病發(fā)病率提高。但是，“這還有待于科學(xué)家進(jìn)一步驗(yàn)證，進(jìn)行相關(guān)研究，證明其中的因果關(guān)系，闡明隱藏在其后的機(jī)制「馬茲曼尼安說「這是我們的責(zé)任，也是我們的工作。”對(duì)共生細(xì)菌的研究——脆弱擬桿菌（BF-839）（BF-839）1983年9月，中國最早的細(xì)菌專家之一張季階教授，從健康的嬰兒體內(nèi)分離出一株革蘭氏陰性短桿菌給這種細(xì)菌命名為脆弱擬桿菌（BF-839）,它是一群生活在機(jī)體內(nèi)益于宿主健康的微生物，它維護(hù)人體健康和調(diào)節(jié)免疫功能的作用已被廣泛認(rèn)可。脆弱擬桿菌（BF-839）是唯一一個(gè)中國人發(fā)現(xiàn)的菌種，填補(bǔ)了國內(nèi)外的空白，獲得了國家專利。國際聯(lián)機(jī)檢索認(rèn)證：脆弱擬桿菌專利。國際聯(lián)機(jī)檢索認(rèn)證：脆弱擬桿菌（BF-839）是繼雙歧桿菌、乳酸桿菌之后，被人類發(fā)現(xiàn)的第三大新菌種，無毒、無遺傳毒性，占人體菌種的