《细菌:我们的生命共同体》 - 书摘
出版说明
在今天三联书店的前身——生活书店、读书出版社和新知书店的出版史上,介绍新知识和新观念的图书曾占有很大比重。
了解这种知识成果的内容,思考其与我们生活的关系,固然是明了社会变迁趋势的必需,但更为重要的,乃是通过知识演进的背景和过程,领悟和体会隐藏其中的理性精神和科学规律。
引言
肠道微生物对食物的依赖,使得人体得以调整体内的菌群:促进有益微生物增生,取代有害微生物。——埃黎耶·梅契尼可夫(Ilja Metschnikow),1908
即便如此,比起过往只靠清水和肥皂维持卫生的年代,现在的人们却丝毫没有比那时候更健康。随着我们向细菌全面宣战,层出不穷的疾病和健康问题也陆续涌现,像是糖尿病、病态性肥胖、过敏、自免疫病……各种病症不约而同蔓延开来,难道这些现象只是偶然?或者是人类成功战胜细菌必须一并承担的风险与副作用?
不用动刀的移植手术
这种治疗方式所根据的基本原理是:与患有肠道疾病的患者相比,健康的人所排出的粪便或排泄物里,通常住着较健康的菌群,如果能将健康的菌群成功移植并让其存活在生病的肠道里,那么理论上生病的肠道应该能重新恢复健康。
短短数年间的转变
结肠炎即大肠炎,难治性则是指大肠发炎的现象在接受治疗后仍旧一再重演,而其中艰难梭菌正是让这种慢性疾病变得棘手的主要祸首,粪便移植我们先前已经简略提过了。
我们不难想象医生是多么束手无策:在给予最好的医疗照顾并投以新型药物后,患者病况获得改善,而检验报告也证实梭菌属(Clostridium)细菌已被全数歼灭。然而数周后,病原体重整旗鼓、卷土重来,声势甚至更胜以往;这位女性患者当然就得再次重返医院接受治疗。
据索伊弗莱所知,在德国大约有20个由内科医生组成的团队采取类似的方式治疗这类肠道炎,首次尝试便获得成功的比例达九成左右。那篇《德国医师杂志》的报道在医学界引发不少正面回响,甚至连患者的“接受度都出乎意料地高”。
上述诸多案例一次又一次地指出了一个致命性的盲点:长期以来,我们之所以忽视身体里某个掌控我们健康、决定我们是否遭受疾病侵扰的部分,不单是因为这个部分总制造出令人不悦的气味,更是由于我们对此一无所知。
未知的国度
微生物可以说是我们的第二基因组。
人类体内的塞伦盖蒂不该丧命
塞伦盖蒂
微生物是维系生命不可或缺的关键要素,长久以来我们对微生物的认知却错得离谱。只因为数以千计的好细菌中潜伏了少数病原菌,我们就利用灭菌剂和抗生素大举扑杀。
他认为人体与寄居其中或表面的共生菌组成了一个维持着微妙平衡的生态系统,这个系统会说话、奔跑和进食,也懂得爱与阅读;当这个系统的平衡受到侵扰,我们就会生病。抗生素这类杀菌药物之所以被视为“生态灾难”,主要是因为它们在消灭病原体的同时,也一并摧毁了其他的益菌,这么一来,我们的某个部分也会跟着死去。
细菌会在代谢过程中分解养分,从中制造出其他物质供给其他细菌利用,或是以各种可能的方式发挥效用,这些物质也可能影响肠道细胞或穿过肠壁进入血液,遍及身体的各个角落,进到肺部接受重组,如此这般不停运转。
1000亿个工作伙伴
保守估计,寄居在人体内的生物体约有1000亿个,大多集中在消化道,这一数量几乎是人体细胞的十倍,甚至还要更多。
微生物的力量:从肠道到心理,再到肿瘤
假使有人对上述建议一概置之不理,那么他很快就会再次走进死胡同;就像那些耗费数十年医治胃溃疡却徒劳无功的医生,直到最后才发现一切都是细菌惹的祸,或是像那些眼睁睁看着结肠炎患者一再受到艰难梭菌折磨却束手无策的内科医生,直到他们终于尝试全面撤换肠菌组合。
而粪便细菌移植术仅是诸多选项当中的一种。
医学上所称的代谢综合征系指同时有大量腹部脂肪、高血压、脂肪代谢不良和糖尿病前期症状等问题出现,这类综合征会增加梗塞形成的概率,脑卒中和心力衰竭的风险也会随之升高,严重者甚至不得不面临癌症或阿尔茨海默病的威胁。不过代谢综合征是否应该被视为一种疾病,向来是个备受争议的问题,批评者们指出这是医疗机构基于商业考虑所创造出来的一种疾病。
细菌们,生日快乐!
举例来说,想要避免有害的链球菌(Streptokokken)攻击,最好的办法就是拥有好的链球菌,因为好的链球菌能快速有效地阻挡同属的致病菌种。这就像是一套运作健全的生态系统:当某个群落生境已被既有物种盘踞,对于任何想要入侵的新物种来说都是一件相当不容易的事,除非新物种所挟有的强大优势足以压制早已站稳地盘的竞争对手。
每个微生物群系都是独一无二的
比方说,一名来自都会区的5岁孩子到乡村度假3个星期后,身上的微生物指纹必然会发生明显变化;又或者受到细菌感染的患者服用大量抗生素消灭病原体,体内的菌群也会彻底改头换面,而这样的结果或许是患者所期望的,至少这么做赶走了坏细菌。
你的微生物地址是……?
人类的微生物群系虽然稳定,却是持续变动的。它们身上刻画着各种印记,有些会跟着它们一辈子(先天既有的种类),有些则只会停留几个星期(居住在海德堡),还有一些经过数日就会销声匿迹(到海德堡旅行)。
来自母亲的第一份生日礼物
幼儿的身体甚至可能削弱自己的免疫系统来支持细菌生长,至少在老鼠身上我们发现了这样的现象。(12)这么一来,微生物可以轻易地在新宿主身上定居下来。频繁的细菌感染也会随之而来,不过这本来就是让微生物大举进驻得要付出的代价。
蚊子磁铁
住在手肘上的菌群跟那些待在鼻尖上或是脚底板下的并不相同,手肘跟脚底板也各有自己的独特气味,而人体表层所散发出的气味绝大多数都是微生物所造成的。
我们可以在生物反应器中制作防蚊剂,然后跟防晒油或体香膏混合在一起,这么一来,曾经风行一时的Bac体香膏广告流行语“我的Bac就是你的Bac”(11)就有了一层全新的意义。
接吻、咬伤、妨碍
不仅如此,宿主的性激素似乎也加入了这场混战。不少女性一定都有过在排卵期间牙龈发炎的痛苦经验,类似情况也常在青春期或怀孕期间发生,这可能是因为女性类固醇(26)一方面激发了发炎媒介物质,另一方面也提供了良好的成长条件给导致牙龈发炎的细菌,其中有些特定受刺激的细菌经过代谢,再生后会为性激素的制造所用。
第三章 肠道同居宿舍
这些片段听起来有如全新的霍比特人冒险旅程,不过对一个踏上人体之旅的正常细菌来说,每一阶段都是它必经的路程。这趟通过人体中段的漫漫长途不但有8米长,而且还蜿蜒盘绕。
与胃部有些稀疏的寄生群落相比,小肠前端的微生物数量明显攀升,这个区段是十二指肠,因为它的长度大概等同于外科医生十二根手指的宽度。
盲肠:细菌避难所
为了增加物质交换的面积,肠道表面有被称为绒毛的凸起,如果试着把覆满绒毛的肠道摊平,整个肠道的表面积几乎就跟一个网球场一般大,大约是人体皮肤总面积的一百倍。毫无疑问,这里最吃力的一份差事绝对是肠细胞的更新,它们更新的速度飞快,平均每一天半就会更新一次。
第二个大脑
大肠是世界上细菌最多的地方,绝大多数细菌都依靠氧气维生,不过活跃于此的细菌种类倒是因人而异;一般来说,起码超过1000种。(2)然而,所谓多样性也只是一种相对的说法,若以细菌分类来看,这里的属和科其实不比人体其他部位来得多,不过其下所属的细菌种和门则多到数不清,像是厚壁菌门和拟杆菌属(Bacteroides)这两大类细菌和它们的各式变异株便主宰了整个肠道。
细菌摄取的植物纤维素越多,大肠内的细菌种类就会更多样,最后剩余下来的废物,像是不易消化的纤维素、坏死的大肠细胞、细菌尸体及先前被滚滚洪流搅碎的细菌,全部会经由直肠和肛门离开消化道。
肠道几乎是一个自主运作的消化器官,它的一举一动全都依靠满布神经的肌肉层,因此人们也把肠道称为腹脑。肠道可以通过神经的传导路径以及传导物质和掌管思考的大脑沟通联系,也能独立完成判断决策。腹脑之所以属于自主神经系统的一部分,就和我们能自主控制排泄的道理一样,否则我们就得在消化过程中不断重复向大脑确认每个环节,比方说,是否该将胃里的东西送往小肠?又或者是否该让大肠里那团黏糊糊的东西再往前推进一些呢?
肠道黑盒子
多数的肠道居民早已习惯了无氧生活,一旦接触到空气就会死亡。这意味着无论样本取得的来源为何,研究团队必须确保全程无氧,这同时也是各种为应对研究需求而生的肠道仿真器必须克服的一大难题。
牙膏——演化策动者
线粒体和叶绿体这两种细胞器有专属自己的遗传物质,但这些物质和细菌仍保有高度相似性,它们主要为自己所寄生的细胞运输或处理能量。乍听之下像是一套完美的奴隶制度,事实上这是一项从远古时期就存在的互惠协定:线粒体的辛勤劳动为它换来了保护、营养和繁殖的保证,而这一点人类老早就知道了。
原肠的祖先只是一团会吸收养分、排放废弃物的细胞群,后来这些细胞群逐渐向内迁移,形成一个凹陷,看起来就像是一只单边开口的囊袋。随着演化的进行,这些囊袋最终才发展为肠道的基本形态,也就是今天我们所拥有的肠道——一条有入口和出口的管状物。至于细菌是从什么时候开始出现在肠道内,没有人知道,不过显然早在演化初期两者就进行了首度接触。
第五章 动物农庄
除了设法获取更多再生能源和推行其他可行的节约措施,我们仍亟须改善排污状况,比如凭借改变全球牛的肠道细菌,让它们不再排放出甲烷这种比二氧化碳破坏力更强的温室气体,便能有效减少对环境的伤害。如果能将这套方法推广给所有住在栅栏里和稀树草原上的反刍动物,那当然再好也不过。
肠内完全无菌的牛要吃下一口牧草,便会立即倒地身亡;误食药店前整车抗生素的马匹也极有可能马上将先前吃进肚里的牧草或燕麦全数吐出来(1),就连白蚁一旦没了肠道细菌也会马上瘫软暴毙。
全面进驻
不过它们可不是随机抓来一些细菌就展开密切的同居生活,事实上,根据多年来的研究,人们发现,每种腔肠动物都有它自己独特且几乎是由固定班底所组成的混合菌群。比如水螅就自有一套遴选同居室友的机制:先前介绍过的弗劳恩和他在基尔大学生物中心的同事在不同种类的水螅身上发现了相当特殊的迷你蛋白质,这些蛋白质对某些微生物来说形同毒药,而有些则完全不受影响。(6)
内建的太阳能发电厂和制糖厂
牛胃里寄居着无数细菌、霉菌和其他微生物,仅一滴胃部内容物所含有的单一生物就比全球人口总数的十倍还多。这些微生物会分解植物性物质和纤维素,牛胃里的酶反而能置身事外,完全没有参与。白蚁的肠道也是如此,人类的也不例外,只是人不只以牧草或木头为生。
举例来说,人们一直到了1998年(9)才终于搞清楚微生物会将纤维素分解成一种相当重要的能量来源,也就是短链脂肪酸。
瘤胃是一种征兆
正是这些微生物将氢和二氧化碳从伤害环境的甲烷转换为乙酸,不但可给白蚁提供养分,同时也是所有动物取得碳的首要来源。
新种崛起
按照迈尔的想法,只要动物或植物能够自然地进行交配,并繁衍出同样具有繁衍能力的下一代,就可以被归为同种。这时,我们就不禁要质疑,为何微生物学家喜欢使用外行无法理解的OTUs(16)为细菌分类呢?虽然细菌有时也会彼此交换遗传物质,但事实上它们只需通过分裂来繁衍下一代。迈尔有一次接受本书作者之一的访谈时便直言不讳地指出,细菌根本毫无分类可谈;迈尔还采取一种诡异的说法驳斥金小蜂所提供的证据:虽然细菌显然会衍生出新的种类,不过并不能算是真正的菌种。
第六章 微生物学简史
起初,细菌在人们的眼中只是奇特的小动物,后来成了人人喊打的过街老鼠。今日,它们摇身一变,成为拯救世界的英雄。
列文虎克是市政府的公职人员,据说也从事布料买卖,为了精确判断货物质量,这名科学自学者便设计出一种镜片结构。
一个崭新的世界就此崛起,而列文虎克嘴里活生生的蛀牙菌也就此成了微生物学界首度在人身上发现的微生物族群。在此同时,另一名显微镜先锋英格兰人胡克(2)则观察到植物是由细胞所构成的,成为第一个以“细胞生命”这个在当时仍显突兀的主题发表论文的学者。
全是挤奶女工的功劳
詹纳对于病毒和抗体其实一无所知,他只知道挤奶女工的手上经常出现小型肿块,而这些肿块使得她们免疫于天花。(6)
名叫科赫的乡下医生
与此同时,植物学家科恩(15)也开始着手将细菌的种类和族群按照系统分类,并在1875年首创芽孢杆菌属(Bacillus)这个属名,因此被后人视为“细菌学之父”。
芬妮的配方与彼得里的热卖品
事实上,人们的认知到今天还是没有太大改变:细菌就是不健康的,就算无菌不见得一定是好事,但至少是安全的;也因此,“抗菌”仍旧是当今肥皂和各式清洁剂的最大卖点。
好细菌?
1900年前后,贝杰林克(23)就已经推断,比起植物或动物,细菌和霉菌更适合拿来研究遗传法则。
进阶的细菌疗法
对免疫系统来说,细菌就像个重要的训练伙伴,几乎所有的微生物都有类似的作用(见第十二章),在它们的大力相助下,青壮年期的人类不但健康、强壮,并且有能力抵御外来的侵害。
把你的果汁给我
2011年,两名利兹大学的心理学家提出了相对来说还算具体的假说:男女双方因接吻而交换彼此口水的过程中,男性会将自己体内巨细胞病毒(Zytomegalie-Virus)的特殊变异株“注入”女方体内。他这么做其实是有原因的,因为这么一来,眼前这名和他接吻的女性将来要是真的为他生下宝宝,她自然而然就会保护两人共同的孩子。要是感染的时间点再往后延,比方说在受孕的性行为过程中,胚胎的安危就可能受到严重威胁。(5)
注重卫生让我们成功避免了某些传染疾病,而我们也从未质疑是否应然如此;然而与此同时,闻所未闻的疾病却连番登场,像是过敏、自身免疫病、慢性肠胃炎、自闭症,等等。
第九章 抗生素:一场生态浩劫
据估计,全球每年喂给猪、牛、鸡等牲禽畜的抗生素用量约有1万吨,这些抗生素并不是用来治疗病痛,而是为了让它们快速增加体重。然而,没有人知道为何数量会如此惊人,就连人类每年都吞下近1300吨的抗生素。(1)有超重问题的人口与日俱增,探究其因,或许不只是因为人们吃得太多、食物的热量过高,抑或运动量不足,而是那些用来消灭微生物的药物所造成的。
制造脂肪的药物
检测出来的结果相当惊人,尤其是猪只的样本,朱克斯的同事向他报告,其中有个猪圈的成长速率增加了三倍之多。朱克斯直到1950年才公开了抗生素的秘密,自此,他所发现的混合物在全国获得了空前的成功,也让他从相关当局顺利取得制造许可。(3)至于抗生素是如何成功让牲畜体重在短时间内直线上升,这个问题到今天都还是个谜。
在欧洲,饲料中的微量抗生素原本被视为农牧业的一大功臣,但从2006年起,欧盟已全面禁止畜牧业使用抗生素。
对抗微生物的副作用
由此,布莱泽与研究团队发现,抗生素会促使基因产物将更多的糖转化为脂肪;不单如此,受到波及的还有动物体内的激素平衡,这些细菌会送出信号,使得老鼠的身体不但制造、同时也囤积更多脂肪。经过上述一连串异动与变化,实验室里的老鼠便成了足以提供更多能量的肥美肉块。(5)
从老鼠到人类
“要影响微生物的平衡,只要一点点就足够了。”
长寿的线虫
正在阅读本书的读者可能正一头雾水地坐在火车里,或许忍不住要问,这本书到底想传达什么信息?脑海里曾浮现这种疑惑却又不知该从何处入手快速撷取本书重点的读者可以先将上一段话盖住,让我们换个方式来说:无论是细菌自身或是受其影响的代谢过程都剧烈影响着植物、动物以及人类的生命。
畅销药物的毒子毒孙
德国药名为Zonegran的佐能安(Zonisamid)能有效控制癫痫发作,不过一旦缺少特定的肠道菌,这种药物就无法转化为活性状态,这样的机制恰好和地高辛的状况相反,却造成相同的结果:药物无法发挥作用。
如果有人说,这和我没有关系,我不认识对乙酰氨基酚这种东西,也不会服用,那是因为通常我们都只用药品名来称呼它,也就是扑热息痛(Paracetamol)。
只要一不小心在周末午后的烧烤派对上稍微多摄取一点儿蛋白质,不但可能会降低埃格特菌大嗑地高辛的食欲,更可能在肠内引发一场微生物风暴。这实在令人不敢想象。
最初的1000天:决定健康的关键期
另外,我们也能测量剖宫产所带来的长期影响,不过这些数据看起来不太妙。同自然分娩的宝宝相比,剖宫产的孩子经常有过敏或哮喘的问题,另外像是自闭症、I型糖尿病等自身免疫病,或是超重等问题也比较容易发生在剖宫产的宝宝身上。研究数据更显示,剖宫产宝宝的肠道菌相明显与自然生产的宝宝不同,活跃程度也相对偏低,因此,我们几乎可以确定新生儿体内缺少的微生物在某种程度上决定了特定疾病的好发与否,至于“正确的”肠内菌何时出现也就不是那么重要了,因为最终剖宫产宝宝大多还是会拥有这些菌群。
这究竟是怎么回事?我们现在才正要着手了解,不过有些事是再清楚不过的:在怀孕期间抽烟、饮酒和持续减肥绝对是不好的,自然生产永远比剖宫产好,出生体重超过2500克的新生儿未来的发育及健康状况会比较理想,哺喂母乳比喝罐装奶粉好,还有长期过度注重卫生对健康其实是有害的。
添加预防性抗生素的幼儿早餐
另外,我们也能挑选一个只在必要时才会给病人开抗生素的儿科医师,因为抗生素可能会影响肠道益菌,同时也会阻碍免疫系统的健全发展,甚至连大脑都难以幸免。
更多的托儿所!
他甚至还找到了用药剂量和药效之间的关系,假设我们从每个家庭所拥有的孩子数目来谈论用药剂量的话:每户的第一胎有20%的概率对花粉过敏,有两名手足的儿童的相应比例则会降到12%,如果在家排行老五或是更后面的孩子,这个比例就会一路下滑到8%左右。
偏执的守护者
战士永远是战士,偶尔还是得要有个对手,即便只是为了练习。要是我们几乎无菌的世界里少了真正的对手,那么诸如动物毛发、禾本科植物花粉或牛奶蛋白这类无害的过路人便会惨遭毒手,成为无辜的受害者,甚至宿主本身都可能受到伤害。
麸质和其他无福消受的东西
举例来说,一旦双歧杆菌(Bifidobakterien)的数量减少,肠道就会受到更猛烈的攻击,让发炎的情况更加严重。
综合上述研究结果,我们可以先得出一个简单的结论,那就是:我们应该为自己和熟识已久的微生物制造更多相遇的机会。显然前往农场度假还是不够,想要收放自如地运用防御能力,同时不让自己的身体受到伤害,我们的免疫系统就需要更多的锻炼。然而这整件事最蠢的地方在于,根本没有人知道谁才是正确的训练伙伴,毕竟我们一向就只有那么几个选项。
生牛奶才是关键
他根据研究所得的资料,建议那些患有非先天性哮喘的儿童服用幽门螺杆菌,至于日后可能发生的胃溃疡或胃癌等疾病,就只能等到其长大成人,具有健全的免疫系统后,再用抗生素治疗——也就是等到细菌履行训练免疫系统的职责之后。
第十三章 肥胖症、糖尿病及微生物的影响
就算是夜半时分独自待在一片寂静的厨房里,享受宵夜的也绝对不只你一人。我们肠道里那些小到肉眼不可见的共生伙伴其实一直都在,要是少了它们,我们根本无力处理所有吃进肚里的东西,更遑论要加以利用。
这名年轻的科学家在他所任职的实验室里培育了完全不带菌(steril)的老鼠,这里的无菌是没有任何微生物的意思,因为这些小动物仍然具有繁衍能力。(3)老鼠经由人工剖腹的方式被取出后,会直接被送进无菌箱里,无菌箱则搁置在另外用棚布隔离起来的无菌空间。这些无菌鼠就像是活在一个气泡里,因此也被称作泡泡鼠。
科学家们比较了这些无菌动物和其他与微生物共生的同类,证实肠内菌的存在价值的确不容忽视。跟体重正常的同类相比,实验室里的无菌鼠少了42%的皮下脂肪,尽管它们多吞进了将近三分之一的无菌饲料。
主导一切的史氏菌
光是这点就值得我们好好思考:单是一个只清洁了身体表层的动作,竟也影响了身体内部的菌群结构。在正常情况下,细菌就是以这种方式不断补充援军到肠道里。
昨日的生存优势、今日的威胁
肠道菌间接引发糖尿病的途径有两种。各种微生物代谢后所产生的短链脂肪酸会适时提醒身体抓紧机会储备能量,然而,当储存量累积得越来越多,许多人对胰岛素的反应会逐渐迟缓,进而丧失调节身体细胞吸收糖分的能力,直到最后再也无法发挥作用时,就会出现糖尿病的症状。
糖——房间里的大象
英文有句谚语“elephant in the room”,中文直译为“房间里的大象”,多是用来描述一群就算心知肚明,也仍对眼前显而易见的问题视若无睹的人。
职业介绍所的肠道职位
这两篇由欧洲实验室撰写的文章发表在专业杂志《自然》(Nature)一个星期后,戈登的团队随即在另一本同类型的杂志《科学》(Science)刊登了另一项重大的发现,宣称肥胖是会传染的。
会传染的纤瘦
不过首次以十八名肥胖的荷兰人作为受试者的医学研究倒是让我们从这场大梦中醒来。这项实验的捐赠者以及受试者,都是通过报纸广告与阿姆斯特丹医学中心的纽德柏(Max Nieuwdorp)取得联系,受试者当中有九人经由泪鼻管探针被植入正常体重捐赠者的粪便样本,另外九人则是植入了自己的粪便,相当于安慰剂的作用。这群医生希望借此厘清哪些效果纯粹是疗程本身所造成的,以及哪些才是移植的微生物群系所产生的疗效。
改变饮食:多样性与植物
同样让人感到困惑的还有益生元(Präbiotika)这种人类无法自行消化,但有益于细菌成长的物质。有项研究证明了属于这类物质的果聚糖(Fruktane)——由数个果糖单体聚合而成的分子——能带来一连串的正面效益,它们一路从较好的血中胰岛素浓度出发,通过肠黏膜屏障到达肠道细胞,降低受试者食欲的同时也连带减少热量摄取,达到减轻体重的效果。
当然,希望这一天永远不会到来——因为不管怎么说,预防总是胜于治疗。增加肠内菌群多样性最简单的方法就是通过饮食,只要食物种类多样,而且富含植物纤维,就距离专业杂志里那些专家学者大声疾呼“对你的微生物朋友好一点儿”的要求不远了。希望这么一来能让我们的同居室友好好地待在我们身边。
如果有天晚上再度踱步进厨房里,你或许应该想到这一点,然后用马克笔在冰箱的留言板上简短写下:“你不是一个人吃饭。”至于写着“只要思考,就不觉得孤单”的小板子应该挂到哪里,这就得再想想。我们会在下一章说明这句短语的道理在哪里。
第十四章 肚子的感觉:细菌如何影响我们的心理
莱特正在为美国国家卫生研究院的委员会进行一场演讲,随着演讲的进行,委员会里有越来越多专家不可置信地摇起头来,其中有一个还差点摇断了脖子。
50亿的问题
根据统计资料,将近有三分之二的慢性肠炎患者也出现了精神病的症状,患者们时常向医生表示,他们在罹患肠道疾病之前从未有过精神或心智上的困扰。
第十五章 微生物是助长还是抑制了肿瘤?
异环磷酰胺听起来虽然不怎么可口,但对人体完全无害,不过到了大肠,它却会制造出可能攻击遗传物质的反应分子,而受损的遗传物质正是致癌的因素之一。
乳杆菌的防护
许多癌症之所以形成,甚至最终危害人体健康,很可能是因为患者体内肠道菌群的组合正好适合某种癌症发展;或者用正面一点的方式来说:许多人之所以能健康到老或是与癌症绝缘,其实只是因为他们拥有或曾经具备正确的肠道菌群。
开菲尔可预防癌症?
人们或许会说,这些都只是揣测。但事实并非如此。首先,容易起疑的人——也就是心理状况不佳的人——通常会有肠胃疾病以及微生态失衡的问题;其次,疑虑本身也会左右癌症的生成以及存活概率;再次,尽管我们对微生物影响癌症生成、发展以及扩散的程度所知甚少,不过和前几年相比,我们现在又了解得更多了;最后,我们也已经大致掌握了一些对肠道微生物有益且健康的东西。
多酚,具有疗效的细菌饲料
所有癌症生成或扩散的过程几乎都和微生物群系脱不了干系:健康的代谢作用、癌细胞的代谢、神经信号、免疫反应和其他的防御机制、发炎现象等。相反地,宿主的反应,也就是我们的细胞和组织所产生的反应,也会对微生物群系造成影响,比如特定的细菌遭到消灭,又或者细菌凭借人体代谢获得或是被切断养分供应,诸如此类。
搭便车还是涡轮增压器?
类铎受体的英文为Toll-Like Receptors(TLR),不过toll在这里并不是指英文的“收费站”或“海关”,而是源自德文叹词toll(中译为“太棒了!”)。“铎”一词的诞生归功于一个发育生物学家,当时在德国,尤其在杜宾根,还会用面疙瘩(Spätzle)、黄瓜(Gurken)、链子(Kette)或咕噜声(Schnurri)这类有趣的字眼儿替基因命名,并以此为乐。诺贝尔奖得主尼斯莱因-福尔哈德(Christiane Nüsslein-Volhard)1995年在实验室发现了一只畸形的果蝇幼虫后,toll这个词脱口而出,因此这个导致果蝇发生突变的基因后来就被称为“铎”。
第十六章 用杆菌取代β阻断剂?
我们有太多理由强烈反对滥用抗生素,不过要是有人期待在这本书里读到对于这类药物的诅咒,可能会感到失望。因为抗生素是很棒的东西,前提是——如果人们审慎、恰当且合乎目的地使用它:抗生素不但能拯救人类性命,也能造福无数动物生灵。这项药物的发明让好几百万原本可能死于感染的人得以捡回一命。
抗生素和益生菌会让血液里的瘦素——脂肪细胞分泌的信使——浓度直线下降,这也是微胖者会发生心肌梗死的原因,同时,我们也相当确定这是由于微生物群系及其代谢产物发生了变化。
根据他们的实验结果,消化道的微生物基本上会以各种可能的方式影响心脏的健康,这项结果也因此证实了一个在数年前让许多心脏病专家百思不得其解的命题。同时,他们也经由瘦素发现了传递这种作用的重要信号,甚至可以说是最重要的信号。
人体试验
对健康来说,发炎反应犹如浮士德般的戏剧性人物,如果它强烈对抗外来入侵,那么对身体就是有益的,但如果这种炽热的疼痛感转而对内,引起慢性发炎,连带影响许多身体机制,最终让一切失去控制,那可就糟糕了。
给素食主义者的肉
倒是接下来的主张或许会让人感到惊讶:后来的研究明确指出,我们错把肥美的脂肪和食物里的胆固醇误会成不健康的成分了。值得注意的是,红肉并没有被包含在这张除罪清单里,看来红肉可能含有其他让动脉钙化的成分,而这很可能是肠道菌代谢引发的生物化学反应所造成的。
就像偶尔来块牛排般奢侈
生理学犹如至少拥有两具灵魂的浮士德:由肠道菌代谢生成的物质虽然会导致心肌梗死恶化,却可能同时具有预防癌症的作用。又好比同样是肠道菌所制造的短链脂肪酸通常被视为帮助甚多的物质,但有时它们也会在这里或那里惹出一些麻烦。一旦我们对于所有的运作机制、彼此间相互牵连影响的复杂网络有某种程度的了解,那么或许就能在面对一些恶意的惊喜时,找出治疗或预防的方法。不过关于肠道微生物及其作用于心脏和血管的远程机制,我们实际的研究其实还处在起步阶段。
第十七章 生病的肠道
数百万德国人有肠道不适的困扰,从消化不良到危害生命的慢性肠炎都是可能出现的症状,而罪魁祸首通常是细菌,只不过这些微生物其实也能帮上不少忙。
肠壁是一道将肠道内容物和人体内部阻隔开来的屏障,这道屏障就和人体的皮肤一样,将内与外分隔开来。肠壁一方面必须让养分通过自己进入人体内,另一方面又得挡下有害的细菌。沿着这道边界则有免疫细胞负责巡视警戒,任何靠近的对象都必须先经过盘查,身体才能决定是该释出善意欢迎来者,还是以防卫之姿迎战对方。这项任务并不轻松,因为免疫细胞不能不分青红皂白地直接迎头痛击来路不明的养分,而是得放行对身体有益的共生菌,同时阻挡病原体的威胁。处于这种随时可能爆发冲突的高风险状态下,这些守护人体边界的巡警有时一不小心反应过度,其实也不令人意外。
加拿大的数据约在6%,而墨西哥则至少有43%的民众长期有消化道疼痛或痉挛的问题。
肠躁症
调整胃酸分泌的药物也有引发肠躁症的嫌疑,这种药物会抑制小肠前段分泌酸性内容物,借此改变细菌的生存环境。对某些肠疾患者来说,停用质子泵抑制剂(Protonenpumpenhemmer)这类药物对改善病情也有帮助。(1)
腹痛、恶心、呕吐和腹泻属于慢性发炎性肠道疾病的几个关键症状,简单来说:克罗恩病及溃疡性大肠炎都属于慢性发炎性肠道疾病。
慢性发炎性肠道疾病最常见于北美及北欧地区,这也是为什么肠胃病学家相信,生活方式是重要的关键之一。高脂、高糖但缺乏纤维的食物似乎会助长发炎,一般来说,人通常要到20岁至30岁才会首次出现这种病征。儿童时期曾接受抗生素治疗的人似乎更容易在成年后罹患肠疾(3),而且患者多属收入较丰厚的族群,这一点和肠躁症明显不同。光是在德国,患有克罗恩病和溃疡性大肠炎的民众加起来少说超过30万人。有趣的是,在年轻时期切除阑尾虽然能减低溃疡性大肠炎发生的概率,却会增加罹患克罗恩病的风险。
有个普遍获得共识的理论认为,我们生活在一个几乎无菌的世界,饮用无菌水、吃的是可保存的包装食物,与微生物的接触可谓微乎其微,根本不足以让我们的免疫系统维持正常运作。
胆囊之爱
乳脂其实并不容易消化,肝脏必须制造大量的胆酸才能分解这种养分,这样的环境对大多数的细菌来说都是不利生存的,除了沃氏嗜胆菌(Bilophila wadsworthia),如鱼得水的它们反而会迅速繁衍。正常情况下,这种细菌对肠道容易发炎的老鼠并不会造成威胁,不过只要受到正确刺激,它就会开始快速繁殖,瓦解肠道细胞上的黏膜层。一旦黏膜层受到破坏,免疫系统就会启动,让大肠出现发炎反应。
请开一帖安慰剂
事实上,要让肠壁恢复平衡,重新植入特定菌群才是更好的办法。
若是植入数种菌群后仍不见改善,那么或许就得依靠粪便细菌移植术来挽救全面失衡的菌相。这项疗法的原则是:彻底清理不利细菌生存的肠道环境后,通过植入肠道健康者所捐赠的肠道内容物,试图打造一个全新的肠道空间。我们并不清楚到底有多少慢性发炎性肠道疾病的患者接受了健康者捐赠的粪便样本,可能有好几打,甚至上百或上千人。我们所取得的数据显示,这套治疗方式获得了相当广泛的良好成效。
打开胶囊、放进细菌、合上胶囊
日本的代田博士在20世纪30年代发现了干酪乳杆菌代田株,并以此推出一款名为养乐多的产品上市。过去二十年间,益生菌似乎有重回世界舞台之势,然而早在这股复兴浪潮再起之前,养乐多在日本已是历久不衰、长销好几十年的热卖商品了。不过养乐多直到1996年才首度登陆德国。
发酵、发酵、发财让人哈哈笑
事实上,“益生元”这个名称一直到1995年才正式出现(31),在此期间,人们也一点一滴地不断调整对于这个概念的认知。一开始,人们认为益生元是无法被消化的,不过后来他们发现有些肠道菌可以消化某些纤维素,因而重新调整了原先的观念。到了今天,益生元正式被定义为“可被选择发酵的食物成分,能促进胃肠道菌群的结构组成及活跃程度发生特殊变化,进而对宿主的健康及身体舒适产生助益”。(32)
基本上,益生菌是一种活体媒介,能促进肠道菌群发生对身体健康有益的变化,而益生元并不具有生命。理论上,两者同时作用所产生的效益会比各自运作时来得强大,而事实上,也已经有研究证实了这个假设。近来有篇评论文章指出:“如果要让决定大肠癌发生与否的生物标记发生变化,那么使用混合了益生菌与益生元的共生质(Synbiotics)会比单一的益生菌或益生元更有效率,就我们至今的观察,这样的现象还未曾出现过例外。”(36)
生物性预防与未来的益生菌
或许今后的益生菌也不具特别值得一书之处,例如加拿大皇后大学医学专家彼得罗夫(Elaine Petrof)所带领的研究团队认为未来将出现一种将粪便细菌移植术稍加改良的“微生物生态体系疗法”。
然而,有件事是未来细菌疗法和生物性预防绝对不会舍弃的:一种让人类及其共生菌共同健康成长的饮食方式。只是在谈及各种机能保健食品的完美效能,像是全麦燕麦粥、菊苣,以及保加利亚酸奶等,或是食品里那些已知或有待厘清的分子作用之际,甚或在进行元分析时,有一点必须牢记在心:进食最主要的意义还是心满意足地饱餐一顿,享受食物的美味。
第十九章 为健康捐赠的十亿
人们将它称为细菌疗法、粪便细菌移植术,或是优雅一点儿的说法:微生物群系修复工程,又或者如英文里的Transpoosion听来也不错(Poo即粪便之意)。
古老的方法
公元4世纪的中国晋代曾有一位名为葛洪的名医,流传至今的粪便悬浮物口服处方便是由他所发明,据传他借此治疗腹泻和食物中毒的患者,拯救了不少人的生命,他当时的做法也因而被视为奇迹。这些资料详载于中国第一部临床急救手册《肘后备急方》,书里同时也记录了如何利用成长一年的艾草治疗疟疾。
徒劳无功的研究
对于这套疗法,纽德柏的同事一开始还存有疑虑,甚至有人以嘲讽的语气问他是否也想以同样方式治疗医院里的心脏病人。不过现在已经有越来越多人想和他共事了。(8
第二十章 细菌策略:为个人微生物群量身打造的医疗
医疗的艺术主要由三根梁柱组构而成:护理、诊断与治疗。
理想的淘汰赛
此外,人们也必须尽可能改变原有的饮食习惯,这么做能增加获得好细菌的概率。戈登以实验证实了同样给予正确饮食的前提下,好细菌具有传染性而坏细菌则没有。同时,这项结论也真的“有机会在不久的将来得到证实”。(5)
肿瘤所培育的细菌
我们都知道癌细胞在发展的过程中——也就是它们在人体或动物体内的演化——会善加利用所在器官可能提供的所有资源促进自己的生长。它们会征募血管、挟持免疫系统、要求肝脏为其制造大量食物、彻底将宿主的代谢功能转为己用,以及诸如此类的事情。这么一来,假设癌细胞也会利用微生物的推论听起来也就没那么荒谬了。
成为超级巨星的外科医生
到了1943年,时值第二次世界大战,德军的连番轰炸使得伦敦笼罩在一片烟雾弥漫中。彼时已87岁高龄的莱恩,因一场由于视线不佳而酿成的车祸离开了人世。
更干净的肝与危险的霉菌
“人们应该试着提醒自己,不要总是摄取固定相同的食物,”恩宁格警告,“否则可能会危害健康。”有些时候,甚至连受人推崇的益生菌或益生元疗法也可能会对人体发动攻击,当然有些具有安慰剂的效果,但绝大多数其实并无特别的实质效益。
第二十二章 有效微生物:拯救世界的80种微生物
他构想出一套理论,更贴切地说,是一种哲学,来解释这些现象。根据这套哲学思想,我们可以将所有微生物分成三类:第一类负责自然界所有的发展与生长,第二类管理退化和腐烂,而第三类则被比嘉照夫描述为总是趋附强大势力的机会主义者。一旦破坏力量当道,土地就会生病;换作微生物占有优势,土地自然肥沃健康。比嘉照夫认为这套规则同样也适用在动物身上,人类当然也不例外。
结语
敬重你身上的共生菌。——杰弗里·戈登
身体的核心领域
人们容易在忘我的陶醉感中犯下错误,或者平心而论:同样的观察虽然可能会有不同解读,人们理解和研究的工具却会与时俱进,那些经不起考验的看法或观点自然会在知识发展的过程中逐渐遭到淘汰。
早在求学时期,勃尔克的免疫学教授就不断给他灌输一个重要概念:每两份公开发表的研究报告中至少就有一部分含有错误信息。
细菌的需求
多吃蔬菜,其他食物则必须适量。避免糖分、精制面粉,以及任何经过高度加工的食品。如果你莫名觉得上述建议似曾相识,也不用感到困惑,因为这些就是近来被视为“健康饮食”的基本法则。事实上,这些建议早就将肠道菌群的一举一动全都纳入考虑了——就算没有人意识到这一点,甚至到今天为止还是没有人可以掌握其中细节。其实只要在饮食上稍加留心,某种程度上就算是帮了肠道菌不少忙了。
为什么细菌是我们的朋友?
它们是人类的亲密好友,因为它们一直守在我们身边;是值得信赖的挚友,除非我们以恶劣至极的态度相待,否则它们不会轻易离去或是反过来咬我们一口;是惠我良多的益友,因为一旦少了它们的活跃,我们的日子就会很难过;是久远的老友,因为我们从很久很久以前就一直和它们搅和在一块儿;是把酒言欢的饭友,因为我们总是一同吃吃喝喝。正因如此,它们是独一无二的朋友,因为它们总是在一旁含蓄低调地默默付出,沉默到,直到不久前我们才终于留意到它们的存在。