“你認為自己是個人,但我認為90%~99%的你是細菌。”
研究微生物的美國普林斯頓大學教授邦尼·巴斯勒就是這么說的。因為,人體內的細菌實在太多了!人體大約有1億億個細胞,但在任何時間都至少有10億億個細菌細胞,是人體細胞的10倍。人有3萬個基因,而人體內的細菌卻有300萬個基因,是人自身基因的100倍。
給小伙伴做大調查
聽到“細菌”兩字別害怕,住在我們體內的細菌大多是友好的小伙伴。直到十幾年前,人們還以為這些細菌只是把人體當成房子,并在通常情況下與人和諧共處。但現在,科學家發現,這些小伙伴對我們的健康起著至關重要的作用。它們幫助我們消化食物,合成我們不能合成的營養素;它們能參與調節人體的內分泌系統;它們還能刺激身體,提高人體的免疫功能。
除了細菌,我們身體里還住著一些病毒、真菌以及其他微生物。它們會常常發生變化,有些時候的變化就會讓我們生病。科學家決定,要把健康人和病人體內的小伙伴一一調查清楚,辨認出它們的特點和變化,弄明白為什么體內微生物的改變會導致疾病。于是,“人類微生物組計劃”啟動了。
科學家在志愿者的嘴、鼻子、喉嚨、肘部、腸道等小伙伴常住的地方采集微生物樣本,然后,在實驗室里培養和觀察它們,還利用新的科學技術快速測定它們的基因。2012年6月,人類微生物組計劃獲得了重大進展。科學家為人體內的微生物列了一個巨長無比的名單,建立了人體微生物組的數據庫。
他們發現,人體內的小伙伴有幾個明顯的特點。
首先是種類繁多,數目巨大。在人體內,研究人員至少找到了1萬種微生物。光是基因測序獲得的數據就有3.5太字節那么大。為了研究這么大的數據,研究人員甚至必須專門開發新的計算分析工具。
其次,小伙伴們的組成也很多變。地球上的沙漠和海洋對于我們來說是完全不同的生態系統,而人體內的不同部位對微生物來說,差異之大也好比沙漠和海洋,住在不同部位的微生物就很不相同。即使是在同一部位,不同的人攜帶的微生物也很不一樣。但變化程度又根據部位的不同而不同。比如,在不同的人的唾液中,微生物的組成很相似,但是生活在皮膚上的微生物種類很容易發生變化。
我有好多好多小伙伴
這些微生物不僅數量多,還需要互相依賴,形成一個復雜的生態系統。有時,一組小伙伴自個兒無法存活,還需要其他小伙伴的幫助。當這些細菌的合作出了問題,我們就有可能患上肥胖、糖尿病等代謝疾病。
糞便治病
既然微生物對人體健康是那么重要,那可不可以把健康人的小伙伴“借”給病人,幫助病人對抗疾病呢?好主意!2010年,美國的胃腸病學家亞歷山大·寇拉斯就用這種方法治愈了一名病人。病人因為感染艱難梭菌而嚴重腹瀉。這種細菌在健康人的腸道里也有,但當病人用了某些抗生素后,腸道內的其他細菌大幅減少,失去競爭對手的艱難梭菌就會大量繁殖,讓人患上腸炎。僅在美國,艱難梭菌每年會導致14 000人死亡。
糞便里含有大量的腸道細菌群,因此寇拉斯采用的方法就是從健康人的腸道里提取出糞便樣本,稀釋后再注入病人的結腸里。醫生們認為,新來的健康版本的腸道細菌可以和艱難梭菌競爭,限制后者的數量,同時還可以幫助其他細菌直接殺死艱難梭菌。
從糞便中借細菌的治療方法是不是效果更好呢?其他醫生經過仔細的比較發現,從糞便中借細菌的治療方法有高達94%的治愈率,比標準的抗生素療法有效三四倍呢。而且,五分之四的病人只需接受一次糞便移植,病情就能消退。新加入的細菌似乎能很好地融入病人的身體,不會讓病人的身體感到有“外人”加入。
細菌藥丸
不過,讓別人的糞便進入自己的身體,聽上去還是好惡心啊!而且,最讓藥物監管機構擔心的是,醫生在把“好”菌群移植到病人體內的同時,也有可能引入 “壞”細菌,畢竟健康人腸道內的微生物也是很復雜的,萬一里面混有其他致病細菌呢?
這些問題讓科學家開始考慮制造“細菌藥丸”。他們希望能根據病人體內微生物失衡的具體狀況,選擇病人需要的細菌,再按照精確比例制成藥丸。這樣一來,病人服用細菌藥丸就能達到治病的效果。
最近,加拿大科學家托馬斯·路易報告了他的研究結果。他和同事對提取的糞便進行了特殊處理,去掉了其中的食物殘渣,只保留干凈的細菌。隨后,他們把這些細菌注入三層膠囊中,保證細菌在進入病人的小腸后才被釋放出來工作。
還有一些生物醫藥公司也在研發細菌藥丸,希望能夠更精確地控制藥丸中細菌的種類和數目,除了針對艱難梭菌的感染外,還有治療代謝疾病和炎癥的細菌藥丸。