31《我们只有10%是人类》你的微生物区系还好吗?

“在过去的一二十年间,我们终于意识到,体内的微生物也是我们的一部分,它们的基因也是我们宏基因组的一部分,这份领悟可能对人类的生活产生更大的意义。……你不能选择你的基因,但你肯定可以选择你身体里的微生物。”

——阿兰娜·科伦

大家好,我是漫游。

今天和您分享的是《我们只有10%是人类》,作者阿兰娜·科伦。

人体另外的90%是什么?

为什么现在肥胖、过敏、孤独症越来越多?

人如其“食”有科学依据吗?

关于本书

阿兰娜·科伦(Alanna Collen)是一名演化生物学家。22岁那年她到马来半岛研究蝙蝠,被蜱虫叮咬后感染了热带病毒,身体疼痛、疲倦和感觉困惑等症状反复发作。经过了一个长期的抗生素疗程,她的感染才被“治愈”。

然而,“治愈”感染并不等于重获健康。阿兰娜身上又出现新的症状,包括皮肤破皮、消化系统异常、易受感染等。作为演化生物学家,这种改变引发她对微生物与宿主之间共生关系的研究兴趣,尤其是人类与微生物之间的关系。

从数量上看,占人体90%的微生物主宰着我们的身心健康。现代生活方式虽然大幅延长了人类预期寿命,但是肥胖、过敏、抑郁、孤独症、肠易激综合症、克罗恩病、惠普尔病等各种代谢类、免疫类、精神类的“21世纪文明病”却在全球范围内蔓延开来。

这些疾病何时开始发生?它们仅是人类基因的问题吗?它们是人类长寿不得不付出的代价吗?阿兰娜像一名侦探,抽丝剥茧地找寻造成“21世纪文明病”的罪魁祸首。

另外90%:我们身体里的微生物“热带雨林”


数量上,我们的生命单元-细胞,与“住”在我们身体上的微生物比例为1:10(2016年的一项研究表明,在不包括病毒与病毒颗粒的情况下,该比例约为1:1.3),仅肠道内就有100万亿个微生物。

这些微生物被称作“微生物区系”,其中大多数是细菌,是能用显微镜观察到的单细胞生物,细菌以外的分别为病毒、真菌及古菌。比如我们的口腔分布着大约800种不同群落的细菌,其中以链球菌属为大宗;大肠则是微生物的乐土,有超过2000个不同种类的微生物聚居于此,粪便约75%的湿重都来自细菌。

每个细菌个体的生命周期只有数天或数星期,虽然我们看不到它们,但在我们的身体上存在丰富的微生物生态系统,它们相互竞争,争夺养分和生存领地。每个人身上的微生物组成都如同指纹般独一无二。

宏基因组:微生物与人类宿主一起进化

没有细菌,就不会有动物。细胞里线粒体就是由细菌演化而来的。在人类进化的过程中,微生物始终与我们相伴。人类喜欢群居和四处游荡,为微生物的繁殖、扩散提供了条件;微生物则为宿主提供保护和必要的营养物质。

2003年人类基因数量测序结果显示,人类的基因数仅有21000个,是水稻的一半。但人体并不只靠这21000个基因运作。2012年完成的人类微生物组计划显示:寄生在人类身上的微生物共有440万个基因,是人类基因数量的几千倍。微生物基因和人类基因共同维持着人体的运作。

相比地球的历史,人类历史的长度就像中指指甲末端一根绒毛宽的距离。因此有一个说法:只要轻轻一锉,人类存在的所有痕迹就会消失。而我们习以为常的所谓“现代生活”往前追溯还不到百年,更是微不足道。

21世纪文明病:微生物如何影响我们的健康

纵观人类演化历史,大部分时间人类只能活20~30年,平均预期寿命更低。直到1900年,人类平均寿命也仅有31岁,发达国家最多到50岁。而到2005年,人类平均寿命达到66岁,富裕国家则高达80岁。

然而,肥胖、各种过敏症、抑郁症、儿童孤独症、克罗恩病、肠易激综合征等“21世纪文明病”却愈发普遍。引起作者好奇的是,这些看起来各不相干的疾病为什么过去很罕见,现在却几乎成为“常态”?

通过溯源,她发现了一些相关性线索:首先,它们的爆发起点都指向一个时间节点-20世纪40年代;其次,它们都在发达地区爆发,然后随着不同区域发达程度的提升迅速蔓延;再次,它们虽然涉及代谢、免疫、精神等不同系统,貌似各不相干,但患者中大都同时伴有肠道问题

相关并不蕴含因果”,证明因果性还需要两个要素:证据、机制。通过查阅研究大量科学和医学前沿论文,作者梳理出如下的机制:“21世纪文明病”频发的源头始于20世纪40年代,由于抗生素滥用、不健康饮食、不当药物治疗、剖宫产和配方奶粉风潮等一系列现代因素的影响,人体微生物区系遭到破坏,进而引发身体炎症,并导致各种慢性疾病。人体微生态失衡是造成“21世纪文明病”的罪魁祸首。

肥胖:不仅仅是“吃得多、动得少”

肥胖是遗传基因导致的吗?2010年一次对25万人基因的大型研究,科学家在人类的2.1万个基因组中仅发现32个基因似乎对体重增加有影响,而那些拥有最糟糕基因组合的人们,超重的风险只比一般人高出1%~10%。

肥胖是因为“吃得多、动的少”吗?研究人员通过园林莺和小鼠实验发现,关键不在于吃进多少食物,而是能量如何转化以及存储。通过对比胖、瘦小鼠的肠道微生物区系,研究人员发现胖鼠肠道里的拟杆菌数量只有瘦鼠的一半,不足的部分全由厚壁菌补上。移植了 “胖微生物”的无菌小鼠会变胖,而移植“瘦微生物”的对照小鼠没有变胖。研究者还进一步计算出,厚壁菌似乎帮助小鼠从同样的食物中多获取了2%的热量。

在人类志愿者的对比实验中也是类似的情况,2%貌似不多,但日积月累就造成肥胖。科学家还发现,人体肠道中有一种阿克曼氏菌与体重有直接关系,阿克曼氏菌越少,人就会越胖,而肥胖者的肠道内几乎没有这种细菌。

肥胖不是简单的饮食与体重的因果关系,而是涉及人体内复杂的能量调节机制。现代人高脂、高糖、低纤维的饮食习惯,让体内的“肥胖”微生物和“纤瘦”微生物比例失衡,正常的卡路里吸收、存贮机制被破坏,日积月累下不仅形成肥胖,还会引发肠道疾病,进而增加慢性炎症的风险。

与肥胖类似,在过敏、孤独症等 “21世纪文明病”中,都能找到肠道微生物的作用机制。

重新认识人体:微生物区系是我们的可变器官

希波克拉底说:“带来死亡的疾病都是由肠道开始的”。肠道聚集着人体大部分微生物,不仅是主要的营养吸收器官,也是免疫系统的训练场,还通过迷走神经与大脑相连,对我们的情绪甚至行为造成影响,因此肠道被称为人类的“第二大脑”

随着人类对微生物研究的深入,医学上新的认知趋势是:微生物区系是我们身体中不可见的、被遗忘的器官,它不是固定的,而是可变的。微生物基因是人体宏基因组的重要组成部分,我们不能选择和改变人类的基因,但可以选择和培养体内的微生物区系。

微生物区系是一个生态系统,关键是保持多样性。“微生物修复”是医学中一个崭新的领域,作者在书中还介绍了诸如粪便移植、微生物生态系统疗法、益生菌、益生元等研究方向。对于普罗大众来说,“预防”才是关键。

预防胜于治疗:如何拥有健康的微生物区系


作者重点介绍了影响微生物区系健康的三种现代生活方式:抗生素滥用、纤维摄入少、生育方式。这些问题的改变既需要全社会努力,个人选择也很重要。

Ø  有选择地使用抗生素

先分享一个重要的知识点:抗生素能杀死特定细菌,但杀不死病毒。

1998年美国进行的一项统计显示,当年约55%的抗生素处方是不必要的:1400万咽炎病例中只有10%是细菌感染,但62%的人接受的是抗生素处方;其他诸如耳道感染、上呼吸道感染、支气管炎等也是类似的状况。

大众的无知也推升了滥用程度。2009年欧洲对2.7万人进行的一项调查显示,有53%的人认为抗生素能杀死病毒,而47%的人相信抗生素对于治愈由病毒引起的感冒及流感是有效的。

抗生素是救命药,该用的时候必须要用。但不那么必要时,在微生物区系的意识下,我们可以衡量利弊后再做选择。

Ø  更多摄入膳食纤维

幸好地球上还有一些保留传统生活方式的村落,让我们能够了解现代饮食对人体微生物区系的影响。研究人员对比了发达地区和传统村落人群的肠道微生物组成,发现后者微生物多样性要丰富的多。

人如其“食”,相对于药物,食物才是良药。微生物以纤维为食,在漫长演化历程中,人类的食物组成是大量植物辅以少量肉食。反观现在,我们摄取大量肉食和少量植物,以及很多几乎与动植物无关的食物。

健康饮食很简单:低脂、低糖、低盐、高纤维。富含膳食纤维的食物有蔬菜、谷物、坚果等等。总之四个字:多吃植物

Ø  生育方式的自然性

婴儿从母亲继承的不仅有一半的人类基因,还有最初的微生物种群。通过自然分娩,母亲将最初的菌种“播撒”到婴儿身上;在喂养过程中,母体会适时调整母乳中的微生物成分,将不同发育阶段关键的微生物“喂养”给孩子。

剖宫产和配方奶粉对于解决难产和无法母乳喂养的问题居功至伟,甚至曾一度形成风潮。但了解微生物知识后,权衡利弊做出选择可能是更明智的方式。

结语

20世纪40年代至今不足百年,与人类漫长的进化历程相比犹如萤火一瞬,但我们的生活发生了翻天覆地的变化。虽然人类越来越长寿,但肥胖、过敏、抑郁、自闭等“21世纪疾病”却愈发普遍。

微生物与我们共同进化,是人体新的可变器官,也是人体宏基因组的重要部分。培养和塑造一个具有丰富多样性的微生物区系,可能是我们应对“21世纪疾病”的最佳方案。

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