摘自《生命密码：你的第一本基因科普书》
作者：尹烨
出版：2018-10
菌群：最亲密的朋友
如果只计算身体内全部人体细胞的重量，你可能会比现在“瘦”上几斤。差额从何而来？来自你体内住着的大量房客——细菌。
事实上，一个人体内细菌的数量大概是人体细胞的数倍。这些肉眼看不见的细菌，光重量就可能有三斤多。可见，我们每一个人生来就不孤独，因为人体本身就是一个和菌群（intestinal flora）休戚与共的巨大生态系统。
菌群从哪里来
在母亲给予孩子的无数馈赠中，肠道微生物当属最不为人知却又至关重要的一部分。在母亲的子宫里，胎儿所处的环境几乎无菌，因而胎儿的肠道内也几乎是无菌的。直到出生的时刻，通过自然分娩时的阴道接触和身体接触，靠着出生后的呼吸和哺乳等途径，细菌才逐渐进入新生儿体内，开始在肠道内悄无声息地安营扎寨，形成了最初的肠道菌群。只需要不到两小时，这些细菌就可以繁衍数代——人类要达到同样的繁衍盛况，得花上几十年甚至上百年。
荷兰微生物博物馆馆标，形象地表示了人类和菌群的亲密关系（拍摄：尹烨）
如同传国玉玺背后藏有无尽的奥秘，菌群的代代相传也引发了大家的好奇。在一个研究中，研究者连续检测了新生儿的粪便，发现在出生一年左右时，孩子的菌群就和母亲的菌群很相似了。另一拨研究者则发现，在母乳中有很多低聚糖（oligosaccharide），奇怪的是，人体本来无法吸收这种物质。那为什么会存在呢？原来，这些寡糖的作用是诱导肠道的菌群——并非喂孩子，而是喂细菌！通过一年的喂养和身体接触，母亲把自己的菌群连同这些菌群的养料，都慢慢传递给了自己的孩子。
随着身体的成长、生活环境的稳定、饮食习惯的养成，每个人肠道菌群的种类结构逐渐趋于稳定。
是谁在想念妈妈的味道
很多人习惯“妈妈的味道”，特别是对妈妈做的饭菜念念不忘，在生活中，飞车返家解馋的事情并不少见。其实，这很可能不是你的主观欲望，而是你体内的肠道菌群们思念原来的“培养基”（medium）了。
从小到大，人吃进去的所有食物，都会成为胃肠道细菌的培养基。对于从小吃海鲜长大的人来说，他的肠道菌群会逐渐习惯于那些高嘌呤、高蛋白的物质。假如有一天，他到了一个以吃面食为主的地方，肚子里的细菌就不干了——因为细菌习惯了大鱼大虾里面的蛋白嘌呤，对淀粉缺乏食欲。
由于无法得到相应的营养，有时候这些肠道菌群会释放内毒素，进而造成肠壁局部的炎症，使人“水土不服”，其表现为肚子疼。有时候，菌群分泌的物质会通过循环系统作用到垂体（pituitary gland）、下丘脑（hypothalamus），人就可能因思念海鲜而抓狂。
看来，所谓想念“妈妈的味道”，究竟是人在思乡惆怅，还是人肚子里的细菌在怄气或怀旧，还真说不准呢！
是谁在掌控我们的大脑
2000年，在一个受灾的加拿大小镇上，所有饮用水源都被大肠杆菌和空肠弯曲杆菌污染了，2300多人肠胃不适，患上了一种肠易激综合征（irritable bowel syndrome，IBS）[1]，且存在精神障碍、抑郁和焦虑等问题。
科学家们提出了一个假设：引发这些精神疾病的可能原因是紊乱的肠道菌群系统。
有一些较为低等的生物，如腔肠动物（coelenterate），整个身体基本上就是一个消化腔（digestive chamber），腔内壁菌群和这些生物的神经系统几乎在一起相互作用。随着演化的进行，它们的神经系统越来越发达，也与消化系统日渐隔离，但神经系统和肠道菌群之间的联系似乎从未中断。
示意图：科学家认为肠道菌群是人体的“第二大脑”（绘图：李靖）
那么，肠道菌群是如何通过“肠——脑轴”“挟”大脑以令全身的呢？
肠道菌群是后方大总管，敦促免疫系统产生某些细胞因子[2]。当细胞因子进入循环系统，通过血脑屏障（blood brain barrier，BBB）潜入大脑，大脑的功能和活动就被调控了。
肠道菌群还负责管理肠道内细胞的内分泌活动，而后者可以产生血清素。加州大学洛杉矶分校的研究者发现，为了促进神经元连接处产生血清素，肠道中的部分微生物下足了功夫。进入循环系统的血清素，能在下丘脑相关区域起作用，几乎能像交警指挥交通那样，影响大脑的信号传导。血清素越多，越能令人心情舒畅，还能避免神经元遭受神经毒素的损害。
此外，肠道菌群能够将碳水化合物分解成短链脂肪酸（shortchain fatty acids，SCFA），加强细胞之间的连接，让血脑屏障变得更加结实，使大脑更好地发育，免受其他细菌及微生物的“欺负”。
肠道菌群费尽心机，不过是为了帮助大脑及早意识到身体状况。如果肠道菌群失控，不仅可能发生肠易激综合征，而且连中枢神经系统也可能出现问题。因此，为了大脑能正常运转，人类必须补充一些膳食纤维，促使肠道微生物能维持正常、健康的状态。
肠道菌群的科学道理
既然肠道菌群能影响人的健康，那是不是可以通过摄入特定食品，让肠道菌群朝着更有益的方向发展呢？
答案是肯定的。肠道菌群对身体有方方面面的影响，调节体重、影响胃口仅仅是肠道菌群的基本功能。不过，它们的能力可不止于此。
在享受人体提供的生存场所和营养物质时，肠道菌群还能促进人体消化吸收，产生有益物质，保护人体健康。比如，肠道菌群能通过发酵，产生短链脂肪酸和维生素K，供人体吸收。一些钙、镁、铁等金属离子，也可通过 .道菌群被重新吸收。而科学家将这些对人体有益的微生物，统称为“益生菌”。大名鼎鼎的双歧杆菌和乳酸菌，就是益生菌“双杰”。
对于人体来说，维持肠道菌群的正常平衡，是保证身体健康的重要一环。如果在肠胃中占据主导地位的肠道菌群健康而稳定，就能抑制致病菌的侵扰。一旦菌群结构发生异常，就可能带来诸如代谢疾病、自身免疫性疾病等问题，连肥胖、糖尿病等多种代谢异常疾病也可能找上门来。
在科学家看来，代谢发生异常，离不开失衡的肠道菌群。当菌群产生脂多糖等内毒素时，免疫细胞便会识别出这些内毒素并产生多种炎症因子，让人体进入低度炎症状态，引发各种代谢异常的状况。
而且，这种低度炎症还能造成胰岛素抵抗，甚至发展为糖尿病。如果长期吃高脂高糖的食品，肠道菌群中的致病菌会增加，益生菌则会减少，很容易使从食物中摄取的能量转化为脂肪，从而为人类带来体重增加等肥胖问题。
越来越多的研究表明，肠道菌群与许许多多的健康问题息息相关，而调节肠道菌群，或许就能改善人体健康状况。所以，现代医学提倡切勿滥用抗生素，特别是广谱抗生素[3]，原因便在于这些抗生素会无差别杀伤致病菌和益生菌，破坏菌群平衡，对肠道菌群造成严重后果。
肠道菌群与生俱来，又与我们相伴一生，值得拥有更多呵护。
“粪便银行”来了
应对肠道菌群失衡，有什么妙招？人工补充益生菌，不失为一个好办法。通常情况下，肠道菌群会在一段时间内恢复平衡。但肠道菌群若失衡严重，恐怕连益生菌疗法也无法奏效。特别是在出现由超级耐药细菌（drug-resistant superbug）感染引发的疾病时，可能需要请来别人的肠道菌群帮忙。
不过，用来“筑巢引凤”的介质，可能让很多人难以接受——粪便。
通过“粪菌移植”的方法，医生们可以对付一种由艰难梭菌引起的较难治疗的新生儿腹泻。他们将新生儿母亲的健康肠道菌群，经过肛门移植到孩子的肠道中，借以恢复孩子的肠道机能。这种临床疗法效果不错，国内外很多地方都在尝试。
而且，粪便的潜能不止于此。肠道菌群和消化息息相关，一个人是胖是瘦也和菌群脱不开干系。
对于急于甩掉赘肉的胖人来说，或许还可以引入瘦人的肠道菌群。
华盛顿大学医学院的凡妮莎•兰多拉和她的同事就有一种新的发现。她们找到了一些胖瘦不一的人类双胞胎，采集了他们的肠道细菌样本，并将其移植到实验鼠的肠道内（这些实验鼠的肠道已被提前清洗成无菌状态），然后按照相同的食物标准喂食实验鼠。结果发现，跟移植了较瘦者细菌的实验鼠相比，移植了较胖者细菌的实验鼠增加了更多脂肪。
那么，也许可以通过粪菌移植实现瘦身梦想？
即便通过粪菌移植治疗新生儿艰难梭菌感染已有成功案例，这一办法仍然要在控制极其严格的临床条件下进行。因为事情没这么简单，科学家尚不能清楚地了解所有的肠道菌群。一旦用于移植的粪便携带了无法辨别的病菌，就可能危及受试者的生命。因此，FDA将用于粪菌移植的粪便作为药物来管理，认为粪菌移植并不适用于减肥。
不过，靶向性、定向性地移植健康的肠道菌群，依然值得一试。而健康的粪便菌群，也顺理成章地成了一种有价值的资源。在有些地方，设有专门储存健康粪便的样本库，以备不时之需。
在美国麻省理工学院，博士后马克•史密斯创办了OpenBiome，鼓励大便健康的人群“捐便便”，捐赠一次便可得到40美元奖励。
在荷兰，当地的粪便银行采取了无偿捐献的模式，而且捐献者可以选择匿名。
在我国，南京医科大学第二附属医院、第四军医大学西京消化病医院等机构，也共同发起建立了中华粪菌库紧急救援计划，由这一公益救急平台收集的粪便，可用于肠道感染的治疗，为挽救生命提供支持。
需要说明的是，首先，捐献者要很健康，粪便银行会对捐献者的粪便进行仔细检查，确保粪便不会有致病菌的存在。另外，粪便银行会对捐献者的血液进行化验，排除传染病患者或携带者。
如果移植对象比较排斥粪便移植的做法，还可以考虑口服“粪便药丸”。从一个小规模实验的结果看，这些药丸的效果还不错，能有效缓解艰难梭菌感染症状，而且没有人在服药后吐出药丸。
相信随着科技的发展，随着人们对肠道菌群、粪菌移植了解的增加，健康的粪便一定可以有更多的用途。
