医院验血能查出什么:你是一个“超级有机体”！

你是一个“超级有机体”！
与其说你是一个人，
不如说是一个人和微生物组成的“超级有机体”。
科学家说，
在不久的将来，
我们对自身体内生态系统的担心，
不亚于我们担心地球生态系统的失衡。
华盛顿大学基因组研究中心对新生儿的大便很感兴趣。新生儿排泄物能够用来研究坏死性小肠结肠炎，这是一种肠道疾病，黏膜甚至肠深层都会坏死，5%的早产儿死于此病。以往人们认为这种病和细菌感染有关，是一种传染病，目前已经证实它和一种微生物有关，这种微生物破坏了肠道菌群和人体之间的平衡而致病。为了进一步证实这种看法，华盛顿大学的研究人员希望在新生儿大便中找到一个不正常的菌落组合，提示什么婴儿将出现这种疾病。
这个研究是“国际人类微生物组联盟”（IHMC）工作中的一部分，他们的目标是分析人体健康和疾病状态下人和微生物之间的关系。“这会改变我们对人体内寄生微生物的认识，人们将会认识到我们尽最大努力用抗生素等药物来消灭的微生物是我们的朋友，而非敌人。事实上，我们和这些微生物密不可分，它们能帮助训练我们的免疫系统，提高我们的消化能力。我们每个人都是一个巨大而复杂的人类生态系统的一部分，与其说你是一个人，不如说是一个人和微生物结合的超级有机体。”伦敦帝国理工大学的杰里米·尼克尔森（JeremyNicholson）教授这样告诉本刊记者，他一直在从事人体微生物的研究。
“超级有机体”这个观点让研究人员必须从整体上研究人类生物学。以坏死性小肠结肠炎为例，如今可以把它看成一种生态灾祸，也就是各种微生物之间相互合作失调的结果。同样，节段性肠炎以及更常见的肥胖和糖尿病，可能都和肠道生态系统失衡有关。“肥胖和糖尿病越来越流行，这提示我们内部的生态系统受现代生活方式的威胁，对我们的健康产生深远的影响。在不久的将来，我们对自身体内生态系统的担心，不亚于我们担心地球生态系统的失衡。”尼克尔森说。
微生物学家研究人体生态群落的时候喜欢用统计数据。“这不足为奇，微生物的数量非常巨大。差不多每个人都是100兆微生物的家，其中大部分是细菌，少部分是病毒、真菌、原生动物和古细菌。”尼克尔森说。在这个人体和微生物组成的超级有机体中，你是少数派，微生物细胞的数量和你自身细胞的数量比是10比1。它们无处不在，在肠道、口腔、皮肤黏膜和生殖器，无所不在。人生只有一个阶段和微生物绝缘，那就是子宫内的胎儿。从细胞数量角度来说，你出生时是100%的人，死亡时是90%的微生物。“在人生的漫长阶段中，你和一大群微生物共存，理解这一点能更好地帮助我们认识自己。”
微生物殖民最复杂的地方就是肠道，那里聚集了人体大量的微生物。正常分娩时，婴儿会沾染上母亲阴道和排泄物中的微生物；而剖腹产出生的婴儿，第一时间获得的微生物则来自于最初接触他们的人的双手。在婴儿出生的最初几个月，肠道菌群会经历几次巨大的变化，不同种类的菌群在那里生根发芽。到3岁时，成熟的肠道生态系统已经形成，大多数菌落都驻扎在结肠。研究人员发现，约有1000多种微生物居住在不同的人体内，每一个人都携带有其中的几百种。具体的不同可能和基因组成、生活方式、环境和饮食有关。
4月20日，欧洲分子生物学实验室在《自然》杂志发表了一个最新研究。他们分析了欧洲、美国、日本等地400多人的肠道菌群，发现人类有三种不同的肠道类型，被称为“菌型”（enterotypes），任何人基本都是其中的一种。这种分类的形成可能因为婴儿时期某些种细菌率先占据肠道，这些率先入侵者会改变肠道，使得后来者仅限于它们的同党。
至于不同肠道类型有什么不同？研究说，不同类型的区别在于细菌生态系统中酶的平衡状态，比如说，“菌型1”中细菌大多为拟杆菌属（Bacteroides），有更多合成维生素B7的酶，而“菌型2”大多为普氏菌属（Prevotella），更善于合成维生素B1。不过，这种不同对健康的影响尚不明确。
“我们要严肃对待我们体内的小动物园。一个平衡并且健康的肠道帮助我们保留抵抗疾病的微生物，也和免疫系统的发展有关。”尼克尔森告诉本刊记者。婴儿获取一些细菌，人体的免疫系统想要清除这些细菌，而有些细菌却存活下来。肠道菌群会刺激人体肠道免疫系统的发育，并且不断“训练”它，让它增加“分辨敌我”的能力。它还和防止人体过敏有关，经过肠道菌群合理“训练”的人体免疫系统不会轻易做出过激的反应，也就是说让人“过敏”。实验表明，在缺乏肠道微生物的老鼠中，免疫系统不能彻底成熟，对很多致病分子无法做出免疫反应。而且在这种老鼠中，小肠内壁的微绒毛发育也不正常，微绒毛能够增加肠道和食物的接触面，促进吸收。
实际上，每个人都在和自己的肠道细菌共同演化，最后达到一种平衡，这种平衡包括菌群和人体环境之间，菌群内多个菌层之间的相对动态平衡。一旦这种平衡被打破，比如大量服用抗生素或化学药物、高脂高蛋白饮食、出现焦虑烦躁的情绪等，菌群的种类与数量发生明显的改变，于是菌群失调，某些原不致病的细菌就会失去控制大量繁殖，或离开原定居的部位扩散到身体其他部位，如大肠杆菌进入呼吸道可引起咳嗽、咳痰，甚至肺炎等。因此，维持菌群的平衡非常必要。
“很多研究支持了我们的看法，我们的肠道微生物集体行动，是一个额外的、有着自身功能的器官。但是要想弄明白这些肠道微生物如何进行确切的相互作用是一件非常困难的事情，它们数量庞大，大部分无法在实验室培养。”尼克尔森说。基因组技术的出现改变了这种情况，从样本里直接提取DNA进行测序的方法，帮科学家建立了一个美好的前景——我们体内究竟是怎样的？目前已经知道，人类的结肠由两个主要的细菌门类支配，壁厚菌门和拟杆菌门，此外还有少数的变形菌，一小部分真菌和原生动物，不过对此知之甚少。
基因组研究催生了一种称为“元基因组学”的研究方法，这个方法不同于传统着眼于单个有机体的基因组研究，它通过收集生态系统中所有的基因，建立一个整体的“元基因组”。“人体肠道元基因组计划”（MetaHIT）中有一部分的参与者患有肠道炎症，例如溃疡性结肠炎。之前的研究显示这一组人的肠道细菌种类的多样性较低。果然，在“人体肠道元基因组计划”研究中显示，他们比正常人少25%的微生物基因。去年，“人体肠道元基因组计划”在3月4日出版的《自然》杂志发表文章说，他们研究了124名欧洲人的排泄物，发现了330万不同的微生物基因，是人类基因组2万个基因的15倍，于是研究人员呼吁肠道系统可被视作人类的“第二基因组”。
这些基因是做什么的呢？“很多用来弥补人体自身基因组新陈代谢的不足，如果没有肠道菌群的帮助，我们将无法合成足够的维生素B，更不要说维生素K。除此之外，微生物还发挥着许多其他作用。例如，它们包含的一些基因能将复杂的碳水化合物转化为一种叫做短链脂肪酸的简单分子，这种脂肪酸大概占我们能量总需求的5%～15%。它们还有一些重要基因，可以帮助我们分解植物纤维素以及复合的糖类，例如水果和蔬菜中发现的胶质。如果没有它们帮忙，我们将无法消化食物。”尼克尔森说。
“那种认为肠道菌群在我们身体的生物化学调节中起不到什么作用的想法已经过时了，肠道菌群非常重要。”尼克尔森告诉本刊记者，他甚至发现，人体的肠道菌群影响着人体对止痛药扑热息痛的代谢和反应。“人体肠道元基因组计划”也发现微生物基因参与代谢药物和其他非饮食化合物，例如毒素和食物添加剂。看来，今后制药公司在研究新药的时候，需要把我们的微生物元基因组以及人体基因组都考虑进去，医学将变得越来越复杂。                   文/曹玲