身邊的微生物王國

朝夕相伴的微生物

結束了一天的課程后，美國俄勒岡州立大學的學生們陸續走出教室，與此同時供職于學校環境生物學中心的詹姆斯·米德教授卻走進教室，開始了他細致的樣本采集工作。他先用不同的棉花棒分別擦拭了地面、桌子、椅子、墻壁和許多角落，然后將各處對應的棉花棒分袋貼上標簽密封裝好，用來研究在這間教室里我們肉眼看不到的“寄居者”——微生物。據統計，大部分現代人90%的時間是在室內度過的，但我們對周圍與自己朝夕相處的微生物卻知之甚少。這些微生物究竟是如何來到我們身邊的？它們會不會在我們身上一直寄居？這些都是米德教授所在的環境微生物學中心研究的課題。

米德教授解釋道：“除了使用抗生素，人為地對周圍環境做一些細小的改變也會打破我們身邊的微生物群落平衡。現代人很注重對生活環境的清潔打掃，室內和室外也做出了明顯的區域劃分，所以人們家中的微生物群落和外部世界相比更單一，而長期生活在這種單一的微生物群落環境中，對我們人體自身的微生物群落分布也有影響。”

正常人身上的微生物數量是人體本身細胞的3倍多，消化和免疫系統都要依靠微生物才能正常運作。當19世紀的醫學家們提出，很多傳染疾病是病原體交叉感染的結果，各種抗菌肥皂和酒精消毒液便開始大面積普及，這種過度的清潔在專家們看來似乎有些矯枉過正了。

微生物的不同分布

米德教授對從不同區域采集到的微生物樣本研究后發現，教室里微生物的分布完全取決于這塊區域和跟人體最常接觸到的是什么部位。比如，在椅子上采集到的微生物中，乳酸桿菌非常多，而在桌子上采集到的微生物中，有很多人體皮膚上的正常菌群和唾液中的消化酶。地面上的微生物就比較混雜，米德教授發現了很多屬于室外的微生物，大多是附著在人們鞋底上被帶進來的，而在墻面這種和人接觸不多的地方就只有一些空氣中存在的微生物。對此米德教授得出結論：“我們可以說人體本身就是一個巨大的微生物移動載體，當我們去到某個地方或者接觸某個物體，都會在上面留下我們特有的微生物痕跡。”

為了研究社會的現代化進程對微生物分布的影響，紐約大學醫學中心的瑪利亞·多明戈斯教授在四個不同區域采集了微生物樣本：原始部落，偏遠小鎮，小城市和繁華大都市。“現代人生病了會服用含有抗生素的藥物，人們平常吃的都是經過深度加工的食物，甚至人們呱呱落地都可以通過剖腹產而不是自然生產，這些生活方式上的變化很大程度上改變了身體的微生物群落。”

通過對比研究，多明戈斯教授發現，原始部落人們自身和周圍環境中的微生物種類和數量最多，越靠近城市，城市的規模越大，微生物的種類和數量就越少。她認為具體原因有以下幾點：“一個城市的發達程度越高，人們所能支配的空間就越大，同樣單位面積的空間被人們接觸到的可能就更小。現代家庭中幾乎每個成員都擁有獨立的臥室和衛生間，所以家中成員交叉使用的區域也就更少。同時，現代家居中合成材料制成的家具變多，人們更加注重開窗通風，也是家中微生物數量大幅減少的重要因素。”

微生物“標簽”

最近，美國《科學》雜志刊登了一篇研究家中微生物群落的文章，芝加哥大學阿貢國家實驗室的杰克·吉爾伯和他的團隊分別選取了7組家庭，要求他們搬到指定房屋住上6個星期。這幾組家庭分別來自美國不同的州，有著不同的社會、經濟和種族背景。實驗開始前，研究人員就采集了7個家庭中每位成員的微生物群落和他們家中的微生物群落樣本，6個星期后，研究人員再一次對他們的手、腳、鼻子及其他身體部位進行了采樣，也對他們生活了6周后的房屋的門把手、地板、開關和廚房衣柜等地方做了采樣。

通過基因測試，吉爾伯團隊在樣本中分離出了兩萬多種微生物物種，每個家庭攜帶的微生物種類不盡相同，換言之，不同的家庭可以用各自不同的微生物“標簽”來區分。吉爾伯團隊的研究結果顯示：家中的微生物的種類完全取決于家庭成員攜帶的微生物，當這幾組家庭搬進指定房屋后，不到一天時間屬于這組家庭特有的微生物“標簽”就鋪天蓋地取代了房間原有的微生物種類。

研究還發現，最常發生微生物轉移的地方是手和門把手以及地板與腳之間，而鼻子是最少出現微生物轉移的部位。夫妻之間、父母與年幼的孩子之間的微生物差異最小，而處于青春期的少年，由于開始注重自己獨立的空間和生活，和父母的微生物群落差異比較大。即便人們搬出了他們原來的家，屬于他們特有的微生物“標簽”仍然能完好地保存至少72小時。

研究人員還能通過微生物來繪制家庭成員的運動軌跡，了解他們每天的活動范圍。吉爾伯闡述道：“如果能像指紋庫一樣建立一個健全的個人微生物‘標簽’數據庫，那么通過對犯罪現場遺留的微生物采樣分析就能夠識別罪犯，或者通過皮膚微生物對比識別一樁罪案的兇手和受害人。”據此，吉爾伯和他的團隊正和美國警方開展合作。

醫院恰恰是細菌最多的地方

也許你不敢相信，充斥著消毒藥水和抗生素的醫院恰恰是細菌分布最泛濫的區域。美國疾病防治中心的數據顯示，全世界每天有200多人因為在醫院中感染細菌而死去。為了改善這個狀況，醫學專家們目前已經成立了專門的醫院微生物檢測項目組。

芝加哥大學醫學中心的研究者們對其下屬醫院的病房做了微生物采樣，通過分析他們發現，正如人們家中的微生物完全是人們自身微生物群落的翻版，醫院病房的微生物群落也是由住在這間病房的病人決定的。如果一個病人長期住在同一間病房，病人出院后數月，他曾經攜帶的病原體依然會留在這間病房里。即使病人離開后對病房展開大規模清潔消毒也只能消滅部分病原體，卻會給那些生命力頑強的病原體營造更大的生存繁殖空間，因而可能帶來更嚴重的后果。

微生物間的相互制衡

同理，當人們為了預防傳染病而服用含有抗生素的藥物，很可能打破自身的微生物群落平衡，導致一些不敏感微生物如霉菌和耐藥菌過度生長，結果可能會引發多重感染等并發癥。如果一個人身上的微生物群落平衡且身體健康，無論去任何地方都不會因為環境中微生物群落的不同而改變自身原本的菌群平衡。反之，如果一個人自身微生物群落不平衡，或者他的免疫系統薄弱，他去到不同的地方時，他自身的微生物群落就很容易被環境中的微生物群落所取代。現實生活中，人們往往試圖通過服用抗生素藥物或者清潔的方式來預防疾病，但實際上最好的方式還是保證自身微生物群落的均衡。

多通風有益健康

環境微生物研究所對美國俄勒岡州布羅維登斯醫院的空氣做了檢測，發現有些病房由于窗戶常年緊閉導致室內空氣中的微生物種類比較單一，病房中存在的多是一些生存能力比較頑強的病原體。而那些經常開窗通風的病房中的微生物種類比較豐富，會有一些外面泥土和植物上特有的微生物種，房內微生物生態體系也更加均衡。

即使在醫學發達的今天，全世界仍有許多剛出生不久的嬰兒因為細菌感染而夭折。美國伯克利大學的微生物學教授布蘭登·布魯克斯解釋：“這是因為剛出生的小嬰兒就像一張白紙，他們身上的微生物群落跟大人相比更少也更脆弱，等他們長到1個月以后情況才會好轉。當務之急是要研究出哪些微生物群落是對新生兒們有利的，能幫助他們抵御其他細菌病毒的入侵，這樣才能降低新生兒細菌感染的死亡率。”

手機比廁所更臟

最近，美國俄勒岡州立大學的米德教授對17位學生的手機做了微生物檢測，得出了一個驚人的結論：世界上單位面積細菌分布最多的地方就是手機。從一個人手機上微生物的分布，就可以了解他身上甚至是他家里的微生物系統。

米德教授說：“讓我們匪夷所思的是，幾乎每部手機上都檢測到了專屬于生殖系統的微生物，這些微生物一般都只分布在浴室或者廁所。雖然我們沒有詢問手機主人有關他們日常使用手機的習慣，但通過微生物檢測我們可以斷定他們經常把手機帶進廁所。”現代人如廁時都喜歡拿上手機打發時間，如廁后人們都記得要洗手但很少有人會想到應該對手機也進行一下清潔。于是，手機就成了各種細菌滋生的溫床。一個人若是生病了，你在他的手機上一定可以檢測到相同的細菌病原體。

但米德教授認為這也不失為一個檢測人體微生物群落狀況的好方法，他說：“現在手機里有幫助人們控制體重的應用程序，有記錄運動情況的程序，還有監測人們睡眠質量的應用，也應該開發一個幫助監測周圍微生物狀況的應用。”這一設想如果真能實現，那么當一個人住進醫院時他用手機掃一下周圍環境就可以檢測到病房內有哪些病原體的存在。

對此，杰西卡·格林教授也表示：微生物群落對我們每個人的生活都有著至關重要的影響，科學家們深入研究微生物生態系統的目的，就是希望有朝一日，可以通過改善我們自身和身邊的微生物群落來改善我們的生活環境，使大家更健康，生活更幸福。

[譯自西班牙《真有趣》雜志]