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各国研究者开始清点人体上的微生物

http://www.sina.com.cn 2007年05月27日 14:42  新闻晚报

  撕掉“人体房客”的伪装

  在我们身体的表面和内部,不为人知地“居住”着许多微生物。最近,科学研究者想要摸清所有这些微生物的底细。最初的检查显示:人体是一个混合体,在人体内,渺小的微生物最有“发言权”。

  人身上有大量微生物

  没有谁是“独自一人”的。当他脱离娘胎来到这个世界上,就已经有了“伙伴”。母亲体内的细菌在新生儿身上找到了落脚点。它们住在皮肤上、口腔还有肠道里。

  直到一个人死去,人体都是一个不断变化的生物群落。经计算,每个人体细胞上都有10个微生物存在。每毫升容积的肠道里,活跃着1万亿个生物体。其中的一些生产维生素,还有一些管理部分消化过程。同时,它们得到了养分和一个温暖的繁殖场所。

  “我们体内有2公斤重的细菌,”法国遗传学家杜斯科·埃尔利希说,“他们组成的器官要比我们的大脑还要重。但是我们不知道,它们在我们体内做些什么事情。”

  按照常规方法,在人身上生活的细菌中只有大约20%可以被培养和研究。因此,绝大多数的“人体房客”至今还不为人所知,它们对人体的健康也还不被理解。

  各国科学家开展研究

  现在,研究者开始着手解除这些“人体房客”的伪装。一个国际研究者团体要把人体皱纹和空腔里的所有微生物都找出来,然后解开它们的遗传物质密码。

  本周,1万多名学者汇集在多伦多举行的美国微生物学会年度会议。美国微生物学家将推出上述计划。在欧洲,埃尔利希已经申请1200万欧元的研究资金。在中国和日本,研究者也想要追踪“人体房客”的痕迹。今年年底,科学家们将建立一个国际联盟,协调这方面的工作。

  这个计划将是人类基因工程的延伸,很可能更加从根本上改变人类对自己的认识:人类根本不是单一的个体。事实上,人类是一个生物的混合体。只有当人体上的不同生物互相合作,人类这个有机体才能存在。

  体内细菌拥有发言权

  至少从基因的角度来看,人体内的细菌拥有发言权。因为组成它们的遗传物质的基因要比人体遗传物质的基因还要多100倍。

  直到前不久,微生物学家顶多只关心过50到100种微生物。这些微生物不会在人体内“常住”,但是当它们在人体落脚,却会致病。然而,能与人体和平相处的微生物要多得多:在人体的湿润部位,至少活跃着2000种细菌,而且还可能更多。

  “我们不知道除此以外还有多少种细菌,”美国休斯敦Baylor医学院的遗传学家乔治·温斯托克说。

  新技术发现大量“老房客”

  应用最新科技手段,研究者对“人体房客”已经有了惊人的发现。

  长期以来,人类的胃被看作一片“不毛之地”,因为胃的黑暗角落里存在着盐酸液体。除了幽门螺杆菌,一种引发胃溃疡的微生物能忍耐这里的环境,从微生物学的角度来看,人们一直把这里视为禁区。

  现在的情况并非如此。当研究者用新型探针窥视23名来自纽约的健康测试者的胃部时,发现了一个全新的世界:128种不同细菌活跃在胃壁的粘液里;其中的百分之十是科学界此前完全陌生的。尤其令科学家惊讶的是,发现了耐辐射球菌科的成员:这种细菌以顽强的生命力著称,到目前为止只在滚烫的温泉和核材料仓库里发现过。

  其他一些研究者在人类的肠道里捕到了“大鱼”:在所有发现的微生物中,有62%属首次露面。现在研究者开始猜测,已经发现的微生物对人体究竟有怎样的影响。

  体内微生物多数来自母亲

  虽然这方面的研究还处于开始阶段,却已经开始改变生物学对人体的理解。

  比如在遗传方面,人类细胞中的基因各有一半分别来自母亲和父亲。可是人体内的大量细菌基因中,有非常大的一部分来自母亲。

  对双胞胎和兄弟姐妹之间的检查发现,尽管他们在不同的地方长大,身上却都携带有类似的细菌群———很明显,这都是他们在出生的时候从同一个母亲那里得到的。

  不过,这种从母亲那里继承的方式是可以中断的。比如通过剖腹产手术出生的孩子和通过正常分娩出生的兄弟姐妹们相比,各自体内与生俱来的细菌结构就是互不相同的。

  还影响健康和新陈代谢

  除了遗传,科学家对传染病的认识也有了新的途径。根据新发现,并不是所有传染病都通过唯一一种致病原因引发。有时候,由于人体内微生物之间的平衡受到了干扰,各种疾病也会发生。

  此前医学家徒劳地试图在慢性肠道炎症和某种微生物之间找到联系。而根据温斯托克的看法,这很有可能是一种“生态疾病”。病因是,人体的免疫系统出于未知的原因把肠道内的微生物群落当作了陌生的外来者。

  最后,这些细菌对人类和其他脊椎动物新陈代谢的影响仍旧被低估了。

  辉瑞制药公司的药物研发人员最近发现,常规测试时,一些小白鼠竟然不同寻常地在尿液中排泄出低量的某种代谢物质。后续的研究得出结果:这些小白鼠都是在单个笼子里养大的,它们身上携带有一系列独特的肠道细菌,这些细菌明显改变了小白鼠的新陈代谢。

  通过类似的方式,人体内的细菌还能决定如何有效利用营养物质。到现在为止,研究者对下面两种人之间的不同还只从先天因素上考虑:为什么有的人不论吃什么也不会发胖,而有的人很快就能在身上堆积脂肪。

  肠道微生物与减肥有关

  在上述问题上,微生物学家已经得出了更多层面的认识。

  美国华盛顿大学医学院的杰弗里·戈登研究了12名过度肥胖症患者的粪便。

  在意料之内的是,每个人的粪便中都有他们自己的肠道细菌群落。不过,所有样本中都有高含量的厚壁菌门细菌群。接下来的研究显示,这种细菌实际上能够利用一些其他细菌不能消化的糖分子。

  当这12名过度肥胖症患者有针对性地只吃低脂肪和低糖食物,连续用这种方法减肥1年后,他们肠道里的细菌群落发生了变化。

  在厚壁菌门细菌减少的同时,另一种细菌群拟杆菌门的势力扩大了。对老鼠的实验证实,正是这种细菌群影响到了宿主的体重。

  为了进一步予以证实,戈登把胖老鼠体内的这些细菌移植到较瘦的同类体内。结果瘦老鼠也变得能够更好地利用食物,慢慢开始发胖了。

  戈登的这个细菌移植实验表明,对人体内微生物的研究将会比人类基因工程对人类的影响更加强烈。

  法国遗传学家杜斯科·埃尔利希说:“改变人类的遗传物质在伦理上是不可接受的,而且从技术上来说,可能也根本不现实。”

  与此不同的是,研究者可以轻易控制人体内微生物的遗传物质:通过有针对性地引入需要的细菌,人体便开始根据这种细菌的作用运行。接下来,这些微小的“人体房客”就可以拥有最长时间的决定权。

  人体上的小生命

  嘴和喉咙

  每毫升有1百万到10亿个不同种类的微生物

  皮肤

  每平方厘米的干燥皮肤上有1千个细菌,湿润的地方最多有1百万个

  胃

  这里每毫升最多有1万种微生物

  肠道

  每克大肠最多有1万亿微生物,是世界上生物密度最高的地方

  阴道

  乳酸杆菌制造出一个酸性环境,消灭外来微生物

  作者: □严洁 国际周刊专稿

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