文/陳根
越來(lái)越多的研究證實(shí)了人體和微生物間的密切關(guān)系。從考古學(xué)角度，我們也能夠輕易發(fā)現(xiàn)，在人類數(shù)百萬(wàn)年的演化里，微生物一直都具有重要作用。
《極簡(jiǎn)人類史》中，作者大衛(wèi)·克里斯蒂安描述人類在宇宙中的具體位置時(shí)指出：假如將整個(gè)130億年的宇宙演化史簡(jiǎn)化為13年，那么人類的出現(xiàn)大約是在3天前，而微生物大概出現(xiàn)在3年前。這樣看來(lái)，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(huán)境。事實(shí)上，微生物遍布地球的每一個(gè)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(dāng)然，還包括我們的身體。
長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，微生物總是作為疾病的致病源引起人們的關(guān)注。除了攻擊個(gè)人的免疫系統(tǒng)，它們還有可能造成大規(guī)模的傳染病，新冠的流行便是時(shí)下的例證。當(dāng)然，除了和人體的對(duì)抗，微生物也作為構(gòu)成人體的一部分長(zhǎng)久地影響著人體，而人類就是在不同的生化反應(yīng)里，與微生物一同進(jìn)化。
微生物的共生和互生
現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)為，人體細(xì)胞占身體內(nèi)細(xì)胞總量的43%，而其他部分則由非人類的微生物細(xì)胞群組成。從基因數(shù)量上來(lái)看，人類基因組大約由兩萬(wàn)個(gè)基因組成，但人體中的微生物群的基因大約在200萬(wàn)~2000萬(wàn)個(gè)。
于是，人體細(xì)胞和微生物構(gòu)成了人體內(nèi)的兩套基因組，一個(gè)是繼承自父母的人基因組，可以編碼大約2.5萬(wàn)個(gè)基因；另一個(gè)則是由微生物群構(gòu)成的，并且隨著人體的成長(zhǎng)成熟、飲食環(huán)境和生理狀態(tài)等的改變而發(fā)生變化的微生物基因組。
此外，現(xiàn)代科學(xué)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，微生物在消化、調(diào)解人體免疫功能、抵御疾病以及生產(chǎn)人體必須的維生素方面都扮演著重要角色。
從代謝和消化的角度上，口腔中友好的厭氧菌，開(kāi)啟了消化食物的第一步；盡管胃中是強(qiáng)酸環(huán)境，但仍然有細(xì)菌存活，它們會(huì)對(duì)胃酸的分泌產(chǎn)生一定影響；腸道中的細(xì)菌能夠合成多種營(yíng)養(yǎng)素，譬如維生素K，而這是人體自身細(xì)胞所合成不了的。
腸道中的食物殘?jiān)鼤?huì)通過(guò)結(jié)腸最終到達(dá)直腸，我們自身無(wú)法消化和吸收這些食物殘?jiān)?。但是，結(jié)腸里生活著的細(xì)菌卻能將它們進(jìn)一步消化。比如，果蔬里的纖維素不能被小腸直接消化，卻能被結(jié)腸里的細(xì)菌們利用，這些細(xì)菌會(huì)代謝分泌出一些叫“短鏈脂肪酸”的物質(zhì)，它們可以被我們的腸道吸收。值得一提的是，結(jié)腸中細(xì)菌為我們提供的能量，可以占到食物總能量的15%，這對(duì)早期人類的生存至關(guān)重要。
在調(diào)節(jié)人體免疫功能方面，人體內(nèi)的微生物和免疫系統(tǒng)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(zhǎng)過(guò)程中會(huì)分泌一種抑制其他微生物生長(zhǎng)的物質(zhì)，因此，人體中正常菌群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(tǒng)的發(fā)育過(guò)程中，微生物的作用依舊不可小覷。科學(xué)家經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)無(wú)菌環(huán)境生長(zhǎng)的老鼠，其小腸周圍的淋巴組織發(fā)育會(huì)產(chǎn)生紊亂，毛細(xì)血管系統(tǒng)沒(méi)有正常老鼠所擁有的完善，并且老鼠體內(nèi)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(tǒng)得到“訓(xùn)練”，有益的腸道微生物可以促進(jìn)人體內(nèi)部抗體的合成。同時(shí)，也能提高宿主免疫系統(tǒng)對(duì)自身細(xì)胞與自身微生物的識(shí)別容忍，進(jìn)而降低人體免疫疾病的產(chǎn)生。此外，腸道的微生物還能夠合成一定的抗炎物質(zhì)，可以抑制因過(guò)度免疫產(chǎn)生的不良反應(yīng)。
除腸道外，我們的皮膚以及粘膜表面也生存著許多微生物，它們同樣有非常重要的生理功能。皮膚表面正常菌群除了分泌抗生素外，還能夠幫助我們抵御病原菌，并且能夠?qū)⒆陨砥ぶ俚姆置谖镛D(zhuǎn)變成擁有保濕作用的一種油脂，使我們的皮膚得到滋潤(rùn)。
另外，皮膚與粘膜表面的微生物代謝能夠調(diào)節(jié)自身體表局部的酸堿性。比如，女性陰道中的乳酸菌代謝所產(chǎn)生的乳酸能夠?qū)㈥幍拉h(huán)境的pH值調(diào)節(jié)在4左右，在這樣的酸性條件下，多病原性的細(xì)菌、病毒與真菌都不能生存。經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，艾滋病經(jīng)過(guò)陰道傳播的最低病毒濃度比經(jīng)過(guò)血液傳播的最低濃度高出一萬(wàn)倍，這和女性陰道中生存的微生物有很大的關(guān)系。
復(fù)雜的共生，龐大的對(duì)抗
當(dāng)然，有共生，就有對(duì)抗。
非病源微生物則可與人類達(dá)成互利共生關(guān)系，而病原微生物可致人體感染疾病。此外，在一定條件下，由于個(gè)體免疫功能或外部原因等也可使非病源微生物轉(zhuǎn)化為病源微生物。微生物對(duì)機(jī)體的影響是復(fù)雜的，也是龐大的。
微生物的組成包括細(xì)菌、真菌、病毒和古細(xì)菌，其中細(xì)菌數(shù)量最多且占主導(dǎo)地位。細(xì)菌在多種條件下可影響人體健康，導(dǎo)致疾病的發(fā)生或干預(yù)疾病的進(jìn)程。
在皮膚表面主要存在枯草桿菌、白色葡萄球菌等，人體皮膚褶皺處由于皮膚面積較大且濕度較高，因此較平滑處更易于菌群生長(zhǎng)繁殖。如長(zhǎng)期不能保證皮膚的清潔，會(huì)引發(fā)過(guò)敏、汗腺堵塞、濕疹等多種皮膚病。
口腔與呼吸道由于較為潮濕，且溫度較為適宜，易滋生奈氏菌屬、乳酸桿菌以及真菌等。而由于呼吸道和空氣直接接觸，因此大氣中的細(xì)菌很容易進(jìn)入呼吸道，并附著在粘膜層與黏膜分泌物中。空氣的不清潔，很可能導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)的疾病狀態(tài)，例如上呼吸道感染等疾病。
除了細(xì)菌以外，病毒對(duì)人體健康的影響在傳染病大流行時(shí)期顯得更為深刻。病毒的發(fā)現(xiàn)可以追溯到19世紀(jì)，在研究煙草花葉病的原因時(shí)，Iwanowski提出致病因子與細(xì)菌的特性不相吻合，于是將這種物質(zhì)命名為“濾過(guò)性病毒”，為病毒學(xué)的創(chuàng)立奠定了基礎(chǔ)。
現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展，讓病毒的研究更加深入。目前發(fā)現(xiàn)的對(duì)于哺乳動(dòng)物致命的病毒就有32萬(wàn)種，它對(duì)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，由于大多表現(xiàn)出的致命性，也令人談病毒色變。
現(xiàn)存大部分病毒無(wú)法單獨(dú)進(jìn)行代謝活動(dòng)，需要通過(guò)將核酸注入宿主的細(xì)胞內(nèi)部進(jìn)行“繁衍”。病毒核酸一旦進(jìn)入宿主細(xì)胞核增殖，將會(huì)打亂細(xì)胞正常翻譯、轉(zhuǎn)錄，通過(guò)抗原蛋白對(duì)宿主細(xì)胞入侵損害或由于病毒入侵導(dǎo)致的免疫過(guò)激，從而導(dǎo)致宿主細(xì)胞損傷甚至死亡，這將對(duì)人類健康產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的負(fù)面效應(yīng)。
相較于細(xì)菌和病毒，真菌對(duì)于人體健康的影響大多表現(xiàn)為引起機(jī)體免疫功能的變化與引發(fā)癌癥。如：黃曲霉毒素B1（AFB1）、玉米赤霉烯酮(ZEN)等被認(rèn)為是致癌元兇。真菌造成的機(jī)體感染較細(xì)菌感染更頑固，治療也更加困難，且易復(fù)發(fā)并且根治難。
從微觀的角度來(lái)看，人體內(nèi)外的微生物在一定程度上控制著人類健康走向，在機(jī)體免疫系統(tǒng)適應(yīng)各類微生物存在的條件下甚至表現(xiàn)出促進(jìn)健康的功效，幫助人體合成營(yíng)養(yǎng)素、參與代謝活動(dòng)、調(diào)整免疫機(jī)能，但同時(shí)也對(duì)人體構(gòu)成一定威脅。
而當(dāng)我們站在一個(gè)宏觀的角度時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，在幾億年的時(shí)間里，人體和微生物的共生與對(duì)抗助推了歷史的演化。雅典瘟疫摧毀了輝煌的城邦文明，中世紀(jì)黑死病催生了文藝復(fù)興，流感休止了一戰(zhàn)，由于新冠病毒而造成的肺炎疫情在全球的大流行也將帶人類駛向未知的遠(yuǎn)方。
在人類歷史的幾千年演進(jìn)中，微生物作為構(gòu)成人體的一部分長(zhǎng)久地影響著人體。它摧毀著文明，也締造著文明。但是，人類正是在不同的生化反應(yīng)里，才與微生物一同進(jìn)化。
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