体内细菌大军对我们的操纵和保护
谁是我们健康的维护者？我们是如何保持身体健康的？
图1
早年发表于《发现》（Discovery）杂志上的数据向我们展示了，人体共有100万亿个细胞，其中有10万亿个（10%）是我们自己的，还有90万亿个是我们人类的朋友——细菌的。
人体中细菌含量最多的是胃肠道，其次是皮肤，皮肤的气味和分泌的油脂，很多都是在细菌的帮助下产生的，更别说消化道里的细菌了。消化道里的细菌可以帮助我们消化很多食物，同时在消化过程中，它们还产生了很多对我们有利或有害的物质。它们之间是一个相互平衡的生态系统，这个平衡如果被打破了以后，就会产生一系列的疾病，比如说很多和微生物有关的疾病：过敏性结肠炎、皮肤过敏等。
这些微生物还不算让人惊奇，在人类的DNA里还有7%~8%是病毒（见上图），是逆转录病毒把它的基因物质巧合的转移到了人类DNA中，而这些病毒DNA实际上对我们的生命也起到了重要的作用。
图2
关于微生物和过敏的关系，发表在《科学·转化医学》杂志上的一项研究发现，现代社会特别是在发达国家中，从小就开始过敏的孩子越来越多。有两个解释理论，其中一个叫Hygiene Theory（卫生理论），就是太讲卫生了，从小就非常的干净，接触微生物的机会非常少。而我们身体的免疫系统在出生以后需要和微生物相互“对话交流”，如果没有这种机会，当你在成年以后遇到这些微生物，免疫系统会把它们当作敌人，引起过敏或变态反应，包括哮喘、皮肤过敏和过敏性结肠炎等。所以在我们成长的过程中，我们既与外界的微生物共生存，也与内部的微生物共生存。
当婴儿从妈妈的产道里出来的时候，他第一口吸下去的物质就是妈妈产道里的大量细菌，这为他建立了最初的肠道菌群。而更重要的发现是，如果婴儿是经剖腹产出生的，没有经过产道，就很容易发生过敏；同样，如果不是母乳喂养的婴儿也更容易过敏，因为婴儿可以在吸奶时把妈妈乳腺中的细菌带进他的胃肠道，建立菌群。我们免疫系统和这些微生物的接触，特别是当微生物变成常住民以后，我们和它们就会共生存，实际上可以降低过敏反应，维持我们的健康。所以，我们现在提倡自然生产和母乳喂养是有道理的。
图3
还有一项研究发表于《自然·医学》杂志，发现肠道不单单执行消化功能，它还有一个通道和我们的大脑“对话”。比如在我们内急的时候，会心跳加快、出冷汗、非常的焦躁，实际上它启动了一系列的神经反应，还有内分泌的变化。如果我们通过做胃减容手术来治疗糖尿病，就会发现抗糖尿病物质胰高血糖素样肽（GLP-1）增加，它不单单是减少了食物，对我们的神经系统和内分泌系统（如leptine和FGF水平变化）都有影响。特别是迷走神经会迅速地把胃肠道的信号传到大脑，把大脑的信号传到胃肠道，然后实现“对话”。
另外，微生物会消化纤维素类食物，比如蔬菜、水果、坚果等，把食物的纤维分解为短链脂肪酸（如丁酸、γ-丁酸），然后刺激GLP-1分泌，提高对胰岛素的敏感性，发挥信使作用。
图4
在人类进化中间，有些病毒会转录到我们的遗传物质中间，造成人类的改变。比如（图4）哺乳动物的胎盘在成熟和形成过程中，实际上是偶然的机会获得了逆转录病毒的一种基因，然后导致胎盘更加成熟了。而如果习惯性的流产或者胎盘发育不良，有可能和基因缺陷有关，而缺失的基因很可能就是病毒转录来的。（图4是2006年发表于《美国科学院院刊》的研究发现转录病毒可调节胎盘的生长分化）
图5
最近发表于《自然》杂志的一篇文章研究了人类胃肠道细菌和免疫反应以及免疫功能的关系（图5）。我们的免疫系统中一个很重要的成分是淋巴细胞，包括B细胞、T细胞。另外还有单核细胞。这项研究的受试者是接受骨髓移植的1000例患者，干细胞移植需要先清除自身的免疫系统，也叫清髓，就是用非常高剂量的化疗药物把骨髓全部清除，留下一块干干净净的“土壤”，然后把自体干细胞或者脐带血干细胞输入到患者身上，让这些干细胞在骨髓中扎下根来，就可以开始繁殖再生出功能性的免疫细胞了。
图6
当用化疗药物清髓以后，白细胞、中性粒细胞、淋巴细胞、单核细胞等都被清除了（图6a Ⅰ段所示）。当骨髓移植后不久，血液中的中性粒细胞、淋巴细胞和单核细胞等又开始平稳上升（图6a Ⅱ段所示）。胃肠道在移植前后也有明显变化，清髓后肠道菌群多样性被打乱，种类明显下降（图6d），乳酸杆菌、肠球菌、瘤胃球菌等数量显著下降（图6g）。但在骨髓移植后，肠球菌数量开始恢复，但乳酸杆菌、瘤胃球菌数量未恢复。
图7
研究人员又进行了一项研究设计，对接受骨髓移植的一部分患者又做了粪便移植（粪便均来自患者本身）。也就是说，在移植了骨髓干细胞以后，一组患者随机接受粪便移植（fecal microbiota transplantation, FMT），另一组接受常规治疗。结果发现两组间有巨大差异，观察三类细胞指标（中性粒细胞、淋巴细胞和单核细胞），接受粪便移植的这组患者（图7红色曲线所示）的三类细胞数量显著高于没有接受粪便移植的患者。由此可以看到，肠道菌群对我们免疫细胞在移植之后的恢复有显著改善，胃肠道菌群恢复有利于我们的免疫系统恢复正常。
图8
图8中展示了中性粒细胞、淋巴细胞和单核细胞中13种主要菌群的变化（蓝色表示相对丰度高）。自上至下分别是：粪杆菌属、瘤胃球菌属、艾克曼菌、乳杆菌、韦荣球菌属、拟杆菌属、无害芽胞梭菌属、葡萄球菌属、副拟杆菌属、活泼瘤胃球菌属、严格梭菌属、罗斯氏菌属和屎豆属菌。其中乳杆菌属于益生菌，益生菌对恢复或提高免疫系统的正常功能有很大的帮助和促进作用。
总结与启示：
我们的机体是一个丰富多彩的生物世界，除了我们自己的10万亿个细胞，其他90万亿都是微生物的； 这90万亿微生物绝大部分是与我们共生的，友好的，协助我们消化、内环境稳定、维持血糖、精神、皮肤健康、体味，同时，与免疫系统互相作用，一损俱损。 我们要爱护体内的微生物，形成良性互动：健康饮食、锻炼、良好心情。
人体免疫系统与胃肠道菌群共生存，菌群数量和种类减少会破坏免疫系统。反过来，如果我们保护好胃肠道里面的菌群，保持菌群数量和多样性，特别是益生菌群的恢复，可以显著改善我们免疫系统的功能。所以我们要爱护体内的微生物，形成一个良性的互动，包括健康饮食、锻炼和保持良好心情。
饮食，特别是高纤维饮食，有助于体内微生物的生长，很多微生物依赖于这些食物纤维，它们将其消化后产生短链脂肪酸，对人体有好处。同时菌群之间形成一个完整的生态，很多细菌的代谢物是另外一些细菌的营养，它们彼此维持着生态平衡。还有一个是锻炼，现有研究显示，当你锻炼身体的时候，益生菌是增生的，而有害的细菌则被抑制。
图9
还有就是有良好的心情。比如上面所讲的肠脑“对话”，它不只是一个单向的对话，不只是微生物产物对大脑精神的调节，我们的大脑通过内分泌系统和迷走神经等一系列神经系统，对胃肠道也有很好的调节作用。我们如果是一个抑郁、焦虑、非常不快乐的状态，胃肠道里的细菌也会被损害。
所以这几个方面是我们平常需要注意的，它是维护好我们胃肠道内环境稳定的关键。善待微生物，同时通过良好的生活习惯来维护内环境稳定，维持机体的健康状态。
参考文献：
1.Dominguez-Bello M G,Blaser M J. Asthma: Undoing millions of years of coevolution in early life?[J]. Science Translational Medicine,2015,7(307):307fs39.
2.Khamsi, R. Metabolism in mind: New insights into the 'gut-brain axis' spur commercial efforts to target it[J]. Nature Medicine,2016,22:697-700.
3.Kathrin A. Dunlap,Massimo Palmarini,Mariana Varela, et al. Proceedings of the National Academy of Sciences,2006,103(39):14390-14395.
4.Jonas Schluter,Jonathan U. Peled,Bradford P. Taylor, et al. The gut microbiota is associated with immune cell dynamics in humans[J]. Nature,2020,588(7837):1-5.
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