身邊的微生物王國

朝夕相伴的微生物

結(jié)束了一天的課程后，美國俄勒岡州立大學(xué)的學(xué)生們陸續(xù)走出教室，與此同時(shí)供職于學(xué)校環(huán)境生物學(xué)中心的詹姆斯·米德教授卻走進(jìn)教室，開始了他細(xì)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(duì)應(yīng)的棉花棒分袋貼上標(biāo)簽密封裝好，用來研究在這間教室里我們?nèi)庋劭床坏降摹凹木诱摺薄⑸?。?jù)統(tǒng)計(jì)，大部分現(xiàn)代人90%的時(shí)間是在室內(nèi)度過的，但我們對(duì)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(huì)不會(huì)在我們身上一直寄居？這些都是米德教授所在的環(huán)境微生物學(xué)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(duì)周圍環(huán)境做一些細(xì)小的改變也會(huì)打破我們身邊的微生物群落平衡?，F(xiàn)代人很注重對(duì)生活環(huán)境的清潔打掃，室內(nèi)和室外也做出了明顯的區(qū)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(zhǎng)期生活在這種單一的微生物群落環(huán)境中，對(duì)我們?nèi)梭w自身的微生物群落分布也有影響?！?/p>

正常人身上的微生物數(shù)量是人體本身細(xì)胞的3倍多，消化和免疫系統(tǒng)都要依靠微生物才能正常運(yùn)作。當(dāng)19世紀(jì)的醫(yī)學(xué)家們提出，很多傳染疾病是病原體交叉感染的結(jié)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(duì)從不同區(qū)域采集到的微生物樣本研究后發(fā)現(xiàn)，教室里微生物的分布完全取決于這塊區(qū)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(fā)現(xiàn)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(jìn)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(duì)此米德教授得出結(jié)論：“我們可以說人體本身就是一個(gè)巨大的微生物移動(dòng)載體，當(dāng)我們?nèi)サ侥硞€(gè)地方或者接觸某個(gè)物體，都會(huì)在上面留下我們特有的微生物痕跡。”

為了研究社會(huì)的現(xiàn)代化進(jìn)程對(duì)微生物分布的影響，紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的瑪利亞·多明戈斯教授在四個(gè)不同區(qū)域采集了微生物樣本：原始部落，偏遠(yuǎn)小鎮(zhèn)，小城市和繁華大都市?！艾F(xiàn)代人生病了會(huì)服用含有抗生素的藥物，人們平常吃的都是經(jīng)過深度加工的食物，甚至人們呱呱落地都可以通過剖腹產(chǎn)而不是自然生產(chǎn)，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(duì)比研究，多明戈斯教授發(fā)現(xiàn)，原始部落人們自身和周圍環(huán)境中的微生物種類和數(shù)量最多，越靠近城市，城市的規(guī)模越大，微生物的種類和數(shù)量就越少。她認(rèn)為具體原因有以下幾點(diǎn)：“一個(gè)城市的發(fā)達(dá)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?，F(xiàn)代家庭中幾乎每個(gè)成員都擁有獨(dú)立的臥室和衛(wèi)生間，所以家中成員交叉使用的區(qū)域也就更少。同時(shí)，現(xiàn)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(fēng)，也是家中微生物數(shù)量大幅減少的重要因素。”

微生物“標(biāo)簽”

最近，美國《科學(xué)》雜志刊登了一篇研究家中微生物群落的文章，芝加哥大學(xué)阿貢國家實(shí)驗(yàn)室的杰克·吉爾伯和他的團(tuán)隊(duì)分別選取了7組家庭，要求他們搬到指定房屋住上6個(gè)星期。這幾組家庭分別來自美國不同的州，有著不同的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和種族背景。實(shí)驗(yàn)開始前，研究人員就采集了7個(gè)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(gè)星期后，研究人員再一次對(duì)他們的手、腳、鼻子及其他身體部位進(jìn)行了采樣，也對(duì)他們生活了6周后的房屋的門把手、地板、開關(guān)和廚房衣柜等地方做了采樣。

通過基因測(cè)試，吉爾伯團(tuán)隊(duì)在樣本中分離出了兩萬多種微生物物種，每個(gè)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(biāo)簽”來區(qū)分。吉爾伯團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)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(dāng)這幾組家庭搬進(jìn)指定房屋后，不到一天時(shí)間屬于這組家庭特有的微生物“標(biāo)簽”就鋪天蓋地取代了房間原有的微生物種類。

研究還發(fā)現(xiàn)，最常發(fā)生微生物轉(zhuǎn)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(xiàn)微生物轉(zhuǎn)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(dú)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?cè)瓉淼募?，屬于他們特有的微生物“?biāo)簽”仍然能完好地保存至少72小時(shí)。

研究人員還能通過微生物來繪制家庭成員的運(yùn)動(dòng)軌跡，了解他們每天的活動(dòng)范圍。吉爾伯闡述道：“如果能像指紋庫一樣建立一個(gè)健全的個(gè)人微生物‘標(biāo)簽’數(shù)據(jù)庫，那么通過對(duì)犯罪現(xiàn)場(chǎng)遺留的微生物采樣分析就能夠識(shí)別罪犯，或者通過皮膚微生物對(duì)比識(shí)別一樁罪案的兇手和受害人?！睋?jù)此，吉爾伯和他的團(tuán)隊(duì)正和美國警方開展合作。

醫(yī)院恰恰是細(xì)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(yī)院恰恰是細(xì)菌分布最泛濫的區(qū)域。美國疾病防治中心的數(shù)據(jù)顯示，全世界每天有200多人因?yàn)樵卺t(yī)院中感染細(xì)菌而死去。為了改善這個(gè)狀況，醫(yī)學(xué)專家們目前已經(jīng)成立了專門的醫(yī)院微生物檢測(cè)項(xiàng)目組。

芝加哥大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的研究者們對(duì)其下屬醫(yī)院的病房做了微生物采樣，通過分析他們發(fā)現(xiàn)，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(yī)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(gè)病人長(zhǎng)期住在同一間病房，病人出院后數(shù)月，他曾經(jīng)攜帶的病原體依然會(huì)留在這間病房里。即使病人離開后對(duì)病房展開大規(guī)模清潔消毒也只能消滅部分病原體，卻會(huì)給那些生命力頑強(qiáng)的病原體營造更大的生存繁殖空間，因而可能帶來更嚴(yán)重的后果。

微生物間的相互制衡

同理，當(dāng)人們?yōu)榱祟A(yù)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(dǎo)致一些不敏感微生物如霉菌和耐藥菌過度生長(zhǎng)，結(jié)果可能會(huì)引發(fā)多重感染等并發(fā)癥。如果一個(gè)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(huì)因?yàn)榄h(huán)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(gè)人自身微生物群落不平衡，或者他的免疫系統(tǒng)薄弱，他去到不同的地方時(shí)，他自身的微生物群落就很容易被環(huán)境中的微生物群落所取代?，F(xiàn)實(shí)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(yù)防疾病，但實(shí)際上最好的方式還是保證自身微生物群落的均衡。

多通風(fēng)有益健康

環(huán)境微生物研究所對(duì)美國俄勒岡州布羅維登斯醫(yī)院的空氣做了檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)有些病房由于窗戶常年緊閉導(dǎo)致室內(nèi)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(qiáng)的病原體。而那些經(jīng)常開窗通風(fēng)的病房中的微生物種類比較豐富，會(huì)有一些外面泥土和植物上特有的微生物種，房?jī)?nèi)微生物生態(tài)體系也更加均衡。

即使在醫(yī)學(xué)發(fā)達(dá)的今天，全世界仍有許多剛出生不久的嬰兒因?yàn)榧?xì)菌感染而夭折。美國伯克利大學(xué)的微生物學(xué)教授布蘭登·布魯克斯解釋：“這是因?yàn)閯偝錾男雰壕拖褚粡埌准?，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(zhǎng)到1個(gè)月以后情況才會(huì)好轉(zhuǎn)。當(dāng)務(wù)之急是要研究出哪些微生物群落是對(duì)新生兒們有利的，能幫助他們抵御其他細(xì)菌病毒的入侵，這樣才能降低新生兒細(xì)菌感染的死亡率?！?/p>

手機(jī)比廁所更臟

最近，美國俄勒岡州立大學(xué)的米德教授對(duì)17位學(xué)生的手機(jī)做了微生物檢測(cè)，得出了一個(gè)驚人的結(jié)論：世界上單位面積細(xì)菌分布最多的地方就是手機(jī)。從一個(gè)人手機(jī)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(tǒng)。

米德教授說：“讓我們匪夷所思的是，幾乎每部手機(jī)上都檢測(cè)到了專屬于生殖系統(tǒng)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(jī)主人有關(guān)他們?nèi)粘Ｊ褂檬謾C(jī)的習(xí)慣，但通過微生物檢測(cè)我們可以斷定他們經(jīng)常把手機(jī)帶進(jìn)廁所?！爆F(xiàn)代人如廁時(shí)都喜歡拿上手機(jī)打發(fā)時(shí)間，如廁后人們都記得要洗手但很少有人會(huì)想到應(yīng)該對(duì)手機(jī)也進(jìn)行一下清潔。于是，手機(jī)就成了各種細(xì)菌滋生的溫床。一個(gè)人若是生病了，你在他的手機(jī)上一定可以檢測(cè)到相同的細(xì)菌病原體。

但米德教授認(rèn)為這也不失為一個(gè)檢測(cè)人體微生物群落狀況的好方法，他說：“現(xiàn)在手機(jī)里有幫助人們控制體重的應(yīng)用程序，有記錄運(yùn)動(dòng)情況的程序，還有監(jiān)測(cè)人們睡眠質(zhì)量的應(yīng)用，也應(yīng)該開發(fā)一個(gè)幫助監(jiān)測(cè)周圍微生物狀況的應(yīng)用?！边@一設(shè)想如果真能實(shí)現(xiàn)，那么當(dāng)一個(gè)人住進(jìn)醫(yī)院時(shí)他用手機(jī)掃一下周圍環(huán)境就可以檢測(cè)到病房?jī)?nèi)有哪些病原體的存在。

對(duì)此，杰西卡·格林教授也表示：微生物群落對(duì)我們每個(gè)人的生活都有著至關(guān)重要的影響，科學(xué)家們深入研究微生物生態(tài)系統(tǒng)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(huán)境，使大家更健康，生活更幸福。

[譯自西班牙《真有趣》雜志]