《細菌:我們的生命共同體》 - 書摘

出版說明

在今天三聯書店的前身——生活書店、讀書出版社和新知書店的出版史上,介紹新知識和新觀念的圖書曾佔有很大比重。

瞭解這種知識成果的內容,思考其與我們生活的關係,固然是明瞭社會變遷趨勢的必需,但更爲重要的,乃是通過知識演進的背景和過程,領悟和體會隱藏其中的理性精神和科學規律。

引言

腸道微生物對食物的依賴,使得人體得以調整體內的菌羣:促進有益微生物增生,取代有害微生物。——埃黎耶·梅契尼可夫(Ilja Metschnikow),1908

即便如此,比起過往只靠清水和肥皂維持衛生的年代,現在的人們卻絲毫沒有比那時候更健康。隨着我們向細菌全面宣戰,層出不窮的疾病和健康問題也陸續湧現,像是糖尿病、病態性肥胖、過敏、自免疫病……各種病症不約而同蔓延開來,難道這些現象只是偶然?或者是人類成功戰勝細菌必須一併承擔的風險與副作用?

不用動刀的移植手術

這種治療方式所根據的基本原理是:與患有腸道疾病的患者相比,健康的人所排出的糞便或排泄物裏,通常住着較健康的菌羣,如果能將健康的菌羣成功移植並讓其存活在生病的腸道里,那麼理論上生病的腸道應該能重新恢復健康。

短短數年間的轉變

結腸炎即大腸炎,難治性則是指大腸發炎的現象在接受治療後仍舊一再重演,而其中艱難梭菌正是讓這種慢性疾病變得棘手的主要禍首,糞便移植我們先前已經簡略提過了。

我們不難想象醫生是多麼束手無策:在給予最好的醫療照顧並投以新型藥物後,患者病況獲得改善,而檢驗報告也證實梭菌屬(Clostridium)細菌已被全數殲滅。然而數週後,病原體重整旗鼓、捲土重來,聲勢甚至更勝以往;這位女性患者當然就得再次重返醫院接受治療。

據索伊弗萊所知,在德國大約有20個由內科醫生組成的團隊採取類似的方式治療這類腸道炎,首次嘗試便獲得成功的比例達九成左右。那篇《德國醫師雜誌》的報道在醫學界引發不少正面迴響,甚至連患者的“接受度都出乎意料地高”。

上述諸多案例一次又一次地指出了一個致命性的盲點:長期以來,我們之所以忽視身體裏某個掌控我們健康、決定我們是否遭受疾病侵擾的部分,不單是因爲這個部分總製造出令人不悅的氣味,更是由於我們對此一無所知。

未知的國度

微生物可以說是我們的第二基因組。

人類體內的塞倫蓋蒂不該喪命

塞倫蓋蒂

微生物是維繫生命不可或缺的關鍵要素,長久以來我們對微生物的認知卻錯得離譜。只因爲數以千計的好細菌中潛伏了少數病原菌,我們就利用滅菌劑和抗生素大舉撲殺。

他認爲人體與寄居其中或表面的共生菌組成了一個維持着微妙平衡的生態系統,這個系統會說話、奔跑和進食,也懂得愛與閱讀;當這個系統的平衡受到侵擾,我們就會生病。抗生素這類殺菌藥物之所以被視爲“生態災難”,主要是因爲它們在消滅病原體的同時,也一併摧毀了其他的益菌,這麼一來,我們的某個部分也會跟着死去。

細菌會在代謝過程中分解養分,從中製造出其他物質供給其他細菌利用,或是以各種可能的方式發揮效用,這些物質也可能影響腸道細胞或穿過腸壁進入血液,遍及身體的各個角落,進到肺部接受重組,如此這般不停運轉。

1000億個工作夥伴

保守估計,寄居在人體內的生物體約有1000億個,大多集中在消化道,這一數量幾乎是人體細胞的十倍,甚至還要更多。

微生物的力量:從腸道到心理,再到腫瘤

假使有人對上述建議一概置之不理,那麼他很快就會再次走進死衚衕;就像那些耗費數十年醫治胃潰瘍卻徒勞無功的醫生,直到最後才發現一切都是細菌惹的禍,或是像那些眼睜睜看着結腸炎患者一再受到艱難梭菌折磨卻束手無策的內科醫生,直到他們終於嘗試全面撤換腸菌組合。

而糞便細菌移植術僅是諸多選項當中的一種。

醫學上所稱的代謝綜合徵係指同時有大量腹部脂肪、高血壓、脂肪代謝不良和糖尿病前期症狀等問題出現,這類綜合徵會增加梗塞形成的概率,腦卒中和心力衰竭的風險也會隨之升高,嚴重者甚至不得不面臨癌症或阿爾茨海默病的威脅。不過代謝綜合徵是否應該被視爲一種疾病,向來是個備受爭議的問題,批評者們指出這是醫療機構基於商業考慮所創造出來的一種疾病。

細菌們,生日快樂!

舉例來說,想要避免有害的鏈球菌(Streptokokken)攻擊,最好的辦法就是擁有好的鏈球菌,因爲好的鏈球菌能快速有效地阻擋同屬的致病菌種。這就像是一套運作健全的生態系統:當某個羣落生境已被既有物種盤踞,對於任何想要入侵的新物種來說都是一件相當不容易的事,除非新物種所挾有的強大優勢足以壓制早已站穩地盤的競爭對手。

每個微生物羣系都是獨一無二的

比方說,一名來自都會區的5歲孩子到鄉村度假3個星期後,身上的微生物指紋必然會發生明顯變化;又或者受到細菌感染的患者服用大量抗生素消滅病原體,體內的菌羣也會徹底改頭換面,而這樣的結果或許是患者所期望的,至少這麼做趕走了壞細菌。

你的微生物地址是……?

人類的微生物羣系雖然穩定,卻是持續變動的。它們身上刻畫着各種印記,有些會跟着它們一輩子(先天既有的種類),有些則只會停留幾個星期(居住在海德堡),還有一些經過數日就會銷聲匿跡(到海德堡旅行)。

來自母親的第一份生日禮物

幼兒的身體甚至可能削弱自己的免疫系統來支持細菌生長,至少在老鼠身上我們發現了這樣的現象。(12)這麼一來,微生物可以輕易地在新宿主身上定居下來。頻繁的細菌感染也會隨之而來,不過這本來就是讓微生物大舉進駐得要付出的代價。

蚊子磁鐵

住在手肘上的菌羣跟那些待在鼻尖上或是腳底板下的並不相同,手肘跟腳底板也各有自己的獨特氣味,而人體表層所散發出的氣味絕大多數都是微生物所造成的。

我們可以在生物反應器中製作防蚊劑,然後跟防曬油或體香膏混合在一起,這麼一來,曾經風行一時的Bac體香膏廣告流行語“我的Bac就是你的Bac”(11)就有了一層全新的意義。

接吻、咬傷、妨礙

不僅如此,宿主的性激素似乎也加入了這場混戰。不少女性一定都有過在排卵期間牙齦發炎的痛苦經驗,類似情況也常在青春期或懷孕期間發生,這可能是因爲女性類固醇(26)一方面激發了發炎媒介物質,另一方面也提供了良好的成長條件給導致牙齦發炎的細菌,其中有些特定受刺激的細菌經過代謝,再生後會爲性激素的製造所用。

第三章 腸道同居宿舍

這些片段聽起來有如全新的霍比特人冒險旅程,不過對一個踏上人體之旅的正常細菌來說,每一階段都是它必經的路程。這趟通過人體中段的漫漫長途不但有8米長,而且還蜿蜒盤繞。

與胃部有些稀疏的寄生羣落相比,小腸前端的微生物數量明顯攀升,這個區段是十二指腸,因爲它的長度大概等同於外科醫生十二根手指的寬度。

盲腸:細菌避難所

爲了增加物質交換的面積,腸道表面有被稱爲絨毛的凸起,如果試着把覆滿絨毛的腸道攤平,整個腸道的表面積幾乎就跟一個網球場一般大,大約是人體皮膚總面積的一百倍。毫無疑問,這裏最喫力的一份差事絕對是腸細胞的更新,它們更新的速度飛快,平均每一天半就會更新一次。

第二個大腦

大腸是世界上細菌最多的地方,絕大多數細菌都依靠氧氣維生,不過活躍於此的細菌種類倒是因人而異;一般來說,起碼超過1000種。(2)然而,所謂多樣性也只是一種相對的說法,若以細菌分類來看,這裏的屬和科其實不比人體其他部位來得多,不過其下所屬的細菌種和門則多到數不清,像是厚壁菌門和擬桿菌屬(Bacteroides)這兩大類細菌和它們的各式變異株便主宰了整個腸道。

細菌攝取的植物纖維素越多,大腸內的細菌種類就會更多樣,最後剩餘下來的廢物,像是不易消化的纖維素、壞死的大腸細胞、細菌屍體及先前被滾滾洪流攪碎的細菌,全部會經由直腸和肛門離開消化道。

腸道幾乎是一個自主運作的消化器官,它的一舉一動全都依靠滿布神經的肌肉層,因此人們也把腸道稱爲腹腦。腸道可以通過神經的傳導路徑以及傳導物質和掌管思考的大腦溝通聯繫,也能獨立完成判斷決策。腹腦之所以屬於自主神經系統的一部分,就和我們能自主控制排泄的道理一樣,否則我們就得在消化過程中不斷重複向大腦確認每個環節,比方說,是否該將胃裏的東西送往小腸?又或者是否該讓大腸裏那團黏糊糊的東西再往前推進一些呢?

腸道黑盒子

多數的腸道居民早已習慣了無氧生活,一旦接觸到空氣就會死亡。這意味着無論樣本取得的來源爲何,研究團隊必須確保全程無氧,這同時也是各種爲應對研究需求而生的腸道仿真器必須克服的一大難題。

牙膏——演化策動者

線粒體和葉綠體這兩種細胞器有專屬自己的遺傳物質,但這些物質和細菌仍保有高度相似性,它們主要爲自己所寄生的細胞運輸或處理能量。乍聽之下像是一套完美的奴隸制度,事實上這是一項從遠古時期就存在的互惠協定:線粒體的辛勤勞動爲它換來了保護、營養和繁殖的保證,而這一點人類老早就知道了。

原腸的祖先只是一團會吸收養分、排放廢棄物的細胞羣,後來這些細胞羣逐漸向內遷移,形成一個凹陷,看起來就像是一隻單邊開口的囊袋。隨着演化的進行,這些囊袋最終才發展爲腸道的基本形態,也就是今天我們所擁有的腸道——一條有入口和出口的管狀物。至於細菌是從什麼時候開始出現在腸道內,沒有人知道,不過顯然早在演化初期兩者就進行了首度接觸。

第五章 動物農莊

除了設法獲取更多再生能源和推行其他可行的節約措施,我們仍亟須改善排污狀況,比如憑藉改變全球牛的腸道細菌,讓它們不再排放出甲烷這種比二氧化碳破壞力更強的溫室氣體,便能有效減少對環境的傷害。如果能將這套方法推廣給所有住在柵欄裏和稀樹草原上的反芻動物,那當然再好也不過。

腸內完全無菌的牛要喫下一口牧草,便會立即倒地身亡;誤食藥店前整車抗生素的馬匹也極有可能馬上將先前喫進肚裏的牧草或燕麥全數吐出來(1),就連白蟻一旦沒了腸道細菌也會馬上癱軟暴斃。

全面進駐

不過它們可不是隨機抓來一些細菌就展開密切的同居生活,事實上,根據多年來的研究,人們發現,每種腔腸動物都有它自己獨特且幾乎是由固定班底所組成的混合菌羣。比如水螅就自有一套遴選同居室友的機制:先前介紹過的弗勞恩和他在基爾大學生物中心的同事在不同種類的水螅身上發現了相當特殊的迷你蛋白質,這些蛋白質對某些微生物來說形同毒藥,而有些則完全不受影響。(6)

內建的太陽能發電廠和製糖廠

牛胃裏寄居着無數細菌、黴菌和其他微生物,僅一滴胃部內容物所含有的單一生物就比全球人口總數的十倍還多。這些微生物會分解植物性物質和纖維素,牛胃裏的酶反而能置身事外,完全沒有參與。白蟻的腸道也是如此,人類的也不例外,只是人不只以牧草或木頭爲生。

舉例來說,人們一直到了1998年(9)才終於搞清楚微生物會將纖維素分解成一種相當重要的能量來源,也就是短鏈脂肪酸。

瘤胃是一種徵兆

正是這些微生物將氫和二氧化碳從傷害環境的甲烷轉換爲乙酸,不但可給白蟻提供養分,同時也是所有動物取得碳的首要來源。

新種崛起

按照邁爾的想法,只要動物或植物能夠自然地進行交配,並繁衍出同樣具有繁衍能力的下一代,就可以被歸爲同種。這時,我們就不禁要質疑,爲何微生物學家喜歡使用外行無法理解的OTUs(16)爲細菌分類呢?雖然細菌有時也會彼此交換遺傳物質,但事實上它們只需通過分裂來繁衍下一代。邁爾有一次接受本書作者之一的訪談時便直言不諱地指出,細菌根本毫無分類可談;邁爾還採取一種詭異的說法駁斥金小蜂所提供的證據:雖然細菌顯然會衍生出新的種類,不過並不能算是真正的菌種。

第六章 微生物學簡史

起初,細菌在人們的眼中只是奇特的小動物,後來成了人人喊打的過街老鼠。今日,它們搖身一變,成爲拯救世界的英雄。

列文虎克是市政府的公職人員,據說也從事布料買賣,爲了精確判斷貨物質量,這名科學自學者便設計出一種鏡片結構。

一個嶄新的世界就此崛起,而列文虎克嘴裏活生生的蛀牙菌也就此成了微生物學界首度在人身上發現的微生物族羣。在此同時,另一名顯微鏡先鋒英格蘭人胡克(2)則觀察到植物是由細胞所構成的,成爲第一個以“細胞生命”這個在當時仍顯突兀的主題發表論文的學者。

全是擠奶女工的功勞

詹納對於病毒和抗體其實一無所知,他只知道擠奶女工的手上經常出現小型腫塊,而這些腫塊使得她們免疫於天花。(6)

名叫科赫的鄉下醫生

與此同時,植物學家科恩(15)也開始着手將細菌的種類和族羣按照系統分類,並在1875年首創芽孢桿菌屬(Bacillus)這個屬名,因此被後人視爲“細菌學之父”。

芬妮的配方與彼得裏的熱賣品

事實上,人們的認知到今天還是沒有太大改變:細菌就是不健康的,就算無菌不見得一定是好事,但至少是安全的;也因此,“抗菌”仍舊是當今肥皂和各式清潔劑的最大賣點。

好細菌?

1900年前後,貝傑林克(23)就已經推斷,比起植物或動物,細菌和黴菌更適合拿來研究遺傳法則。

進階的細菌療法

對免疫系統來說,細菌就像個重要的訓練夥伴,幾乎所有的微生物都有類似的作用(見第十二章),在它們的大力相助下,青壯年期的人類不但健康、強壯,並且有能力抵禦外來的侵害。

把你的果汁給我

2011年,兩名利茲大學的心理學家提出了相對來說還算具體的假說:男女雙方因接吻而交換彼此口水的過程中,男性會將自己體內鉅細胞病毒(Zytomegalie-Virus)的特殊變異株“注入”女方體內。他這麼做其實是有原因的,因爲這麼一來,眼前這名和他接吻的女性將來要是真的爲他生下寶寶,她自然而然就會保護兩人共同的孩子。要是感染的時間點再往後延,比方說在受孕的性行爲過程中,胚胎的安危就可能受到嚴重威脅。(5)

注重衛生讓我們成功避免了某些傳染疾病,而我們也從未質疑是否應然如此;然而與此同時,聞所未聞的疾病卻連番登場,像是過敏、自身免疫病、慢性腸胃炎、自閉症,等等。

第九章 抗生素:一場生態浩劫

據估計,全球每年餵給豬、牛、雞等牲禽畜的抗生素用量約有1萬噸,這些抗生素並不是用來治療病痛,而是爲了讓它們快速增加體重。然而,沒有人知道爲何數量會如此驚人,就連人類每年都吞下近1300噸的抗生素。(1)有超重問題的人口與日俱增,探究其因,或許不只是因爲人們喫得太多、食物的熱量過高,抑或運動量不足,而是那些用來消滅微生物的藥物所造成的。

製造脂肪的藥物

檢測出來的結果相當驚人,尤其是豬隻的樣本,朱克斯的同事向他報告,其中有個豬圈的成長速率增加了三倍之多。朱克斯直到1950年才公開了抗生素的祕密,自此,他所發現的混合物在全國獲得了空前的成功,也讓他從相關當局順利取得製造許可。(3)至於抗生素是如何成功讓牲畜體重在短時間內直線上升,這個問題到今天都還是個謎。

在歐洲,飼料中的微量抗生素原本被視爲農牧業的一大功臣,但從2006年起,歐盟已全面禁止畜牧業使用抗生素。

對抗微生物的副作用

由此,布萊澤與研究團隊發現,抗生素會促使基因產物將更多的糖轉化爲脂肪;不單如此,受到波及的還有動物體內的激素平衡,這些細菌會送出信號,使得老鼠的身體不但製造、同時也囤積更多脂肪。經過上述一連串異動與變化,實驗室裏的老鼠便成了足以提供更多能量的肥美肉塊。(5)

從老鼠到人類

“要影響微生物的平衡,只要一點點就足夠了。”

長壽的線蟲

正在閱讀本書的讀者可能正一頭霧水地坐在火車裏,或許忍不住要問,這本書到底想傳達什麼信息?腦海裏曾浮現這種疑惑卻又不知該從何處入手快速擷取本書重點的讀者可以先將上一段話蓋住,讓我們換個方式來說:無論是細菌自身或是受其影響的代謝過程都劇烈影響着植物、動物以及人類的生命。

暢銷藥物的毒子毒孫

德國藥名爲Zonegran的佐能安(Zonisamid)能有效控制癲癇發作,不過一旦缺少特定的腸道菌,這種藥物就無法轉化爲活性狀態,這樣的機制恰好和地高辛的狀況相反,卻造成相同的結果:藥物無法發揮作用。

如果有人說,這和我沒有關係,我不認識對乙酰氨基酚這種東西,也不會服用,那是因爲通常我們都只用藥品名來稱呼它,也就是撲熱息痛(Paracetamol)。

只要一不小心在週末午後的燒烤派對上稍微多攝取一點兒蛋白質,不但可能會降低埃格特菌大嗑地高辛的食慾,更可能在腸內引發一場微生物風暴。這實在令人不敢想象。

最初的1000天:決定健康的關鍵期

另外,我們也能測量剖宮產所帶來的長期影響,不過這些數據看起來不太妙。同自然分娩的寶寶相比,剖宮產的孩子經常有過敏或哮喘的問題,另外像是自閉症、I型糖尿病等自身免疫病,或是超重等問題也比較容易發生在剖宮產的寶寶身上。研究數據更顯示,剖宮產寶寶的腸道菌相明顯與自然生產的寶寶不同,活躍程度也相對偏低,因此,我們幾乎可以確定新生兒體內缺少的微生物在某種程度上決定了特定疾病的好發與否,至於“正確的”腸內菌何時出現也就不是那麼重要了,因爲最終剖宮產寶寶大多還是會擁有這些菌羣。

這究竟是怎麼回事?我們現在才正要着手瞭解,不過有些事是再清楚不過的:在懷孕期間抽菸、飲酒和持續減肥絕對是不好的,自然生產永遠比剖宮產好,出生體重超過2500克的新生兒未來的發育及健康狀況會比較理想,哺餵母乳比喝罐裝奶粉好,還有長期過度注重衛生對健康其實是有害的。

添加預防性抗生素的幼兒早餐

另外,我們也能挑選一個只在必要時纔會給病人開抗生素的兒科醫師,因爲抗生素可能會影響腸道益菌,同時也會阻礙免疫系統的健全發展,甚至連大腦都難以倖免。

更多的託兒所!

他甚至還找到了用藥劑量和藥效之間的關係,假設我們從每個家庭所擁有的孩子數目來談論用藥劑量的話:每戶的第一胎有20%的概率對花粉過敏,有兩名手足的兒童的相應比例則會降到12%,如果在家排行老五或是更後面的孩子,這個比例就會一路下滑到8%左右。

偏執的守護者

戰士永遠是戰士,偶爾還是得要有個對手,即便只是爲了練習。要是我們幾乎無菌的世界裏少了真正的對手,那麼諸如動物毛髮、禾本科植物花粉或牛奶蛋白這類無害的過路人便會慘遭毒手,成爲無辜的受害者,甚至宿主本身都可能受到傷害。

麩質和其他無福消受的東西

舉例來說,一旦雙歧桿菌(Bifidobakterien)的數量減少,腸道就會受到更猛烈的攻擊,讓發炎的情況更加嚴重。

綜合上述研究結果,我們可以先得出一個簡單的結論,那就是:我們應該爲自己和熟識已久的微生物製造更多相遇的機會。顯然前往農場度假還是不夠,想要收放自如地運用防禦能力,同時不讓自己的身體受到傷害,我們的免疫系統就需要更多的鍛鍊。然而這整件事最蠢的地方在於,根本沒有人知道誰纔是正確的訓練夥伴,畢竟我們一向就只有那麼幾個選項。

生牛奶纔是關鍵

他根據研究所得的資料,建議那些患有非先天性哮喘的兒童服用幽門螺桿菌,至於日後可能發生的胃潰瘍或胃癌等疾病,就只能等到其長大成人,具有健全的免疫系統後,再用抗生素治療——也就是等到細菌履行訓練免疫系統的職責之後。

第十三章 肥胖症、糖尿病及微生物的影響

就算是夜半時分獨自待在一片寂靜的廚房裏,享受宵夜的也絕對不只你一人。我們腸道里那些小到肉眼不可見的共生夥伴其實一直都在,要是少了它們,我們根本無力處理所有喫進肚裏的東西,更遑論要加以利用。

這名年輕的科學家在他所任職的實驗室裏培育了完全不帶菌(steril)的老鼠,這裏的無菌是沒有任何微生物的意思,因爲這些小動物仍然具有繁衍能力。(3)老鼠經由人工剖腹的方式被取出後,會直接被送進無菌箱裏,無菌箱則擱置在另外用棚布隔離起來的無菌空間。這些無菌鼠就像是活在一個氣泡裏,因此也被稱作泡泡鼠。

科學家們比較了這些無菌動物和其他與微生物共生的同類,證實腸內菌的存在價值的確不容忽視。跟體重正常的同類相比,實驗室裏的無菌鼠少了42%的皮下脂肪,儘管它們多吞進了將近三分之一的無菌飼料。

主導一切的史氏菌

光是這點就值得我們好好思考:單是一個只清潔了身體表層的動作,竟也影響了身體內部的菌羣結構。在正常情況下,細菌就是以這種方式不斷補充援軍到腸道里。

昨日的生存優勢、今日的威脅

腸道菌間接引發糖尿病的途徑有兩種。各種微生物代謝後所產生的短鏈脂肪酸會適時提醒身體抓緊機會儲備能量,然而,當儲存量累積得越來越多,許多人對胰島素的反應會逐漸遲緩,進而喪失調節身體細胞吸收糖分的能力,直到最後再也無法發揮作用時,就會出現糖尿病的症狀。

糖——房間裏的大象

英文有句諺語“elephant in the room”,中文直譯爲“房間裏的大象”,多是用來描述一羣就算心知肚明,也仍對眼前顯而易見的問題視若無睹的人。

職業介紹所的腸道職位

這兩篇由歐洲實驗室撰寫的文章發表在專業雜誌《自然》(Nature)一個星期後,戈登的團隊隨即在另一本同類型的雜誌《科學》(Science)刊登了另一項重大的發現,宣稱肥胖是會傳染的。

會傳染的纖瘦

不過首次以十八名肥胖的荷蘭人作爲受試者的醫學研究倒是讓我們從這場大夢中醒來。這項實驗的捐贈者以及受試者,都是通過報紙廣告與阿姆斯特丹醫學中心的紐德柏(Max Nieuwdorp)取得聯繫,受試者當中有九人經由淚鼻管探針被植入正常體重捐贈者的糞便樣本,另外九人則是植入了自己的糞便,相當於安慰劑的作用。這羣醫生希望藉此釐清哪些效果純粹是療程本身所造成的,以及哪些纔是移植的微生物羣系所產生的療效。

改變飲食:多樣性與植物

同樣讓人感到困惑的還有益生元(Präbiotika)這種人類無法自行消化,但有益於細菌成長的物質。有項研究證明了屬於這類物質的果聚糖(Fruktane)——由數個果糖單體聚合而成的分子——能帶來一連串的正面效益,它們一路從較好的血中胰島素濃度出發,通過腸黏膜屏障到達腸道細胞,降低受試者食慾的同時也連帶減少熱量攝取,達到減輕體重的效果。

當然,希望這一天永遠不會到來——因爲不管怎麼說,預防總是勝於治療。增加腸內菌羣多樣性最簡單的方法就是通過飲食,只要食物種類多樣,而且富含植物纖維,就距離專業雜誌裏那些專家學者大聲疾呼“對你的微生物朋友好一點兒”的要求不遠了。希望這麼一來能讓我們的同居室友好好地待在我們身邊。

如果有天晚上再度踱步進廚房裏,你或許應該想到這一點,然後用馬克筆在冰箱的留言板上簡短寫下:“你不是一個人喫飯。”至於寫着“只要思考,就不覺得孤單”的小板子應該掛到哪裏,這就得再想想。我們會在下一章說明這句短語的道理在哪裏。

第十四章 肚子的感覺:細菌如何影響我們的心理

萊特正在爲美國國家衛生研究院的委員會進行一場演講,隨着演講的進行,委員會里有越來越多專家不可置信地搖起頭來,其中有一個還差點搖斷了脖子。

50億的問題

根據統計資料,將近有三分之二的慢性腸炎患者也出現了精神病的症狀,患者們時常向醫生表示,他們在罹患腸道疾病之前從未有過精神或心智上的困擾。

第十五章 微生物是助長還是抑制了腫瘤?

異環磷酰胺聽起來雖然不怎麼可口,但對人體完全無害,不過到了大腸,它卻會製造出可能攻擊遺傳物質的反應分子,而受損的遺傳物質正是致癌的因素之一。

乳桿菌的防護

許多癌症之所以形成,甚至最終危害人體健康,很可能是因爲患者體內腸道菌羣的組合正好適合某種癌症發展;或者用正面一點的方式來說:許多人之所以能健康到老或是與癌症絕緣,其實只是因爲他們擁有或曾經具備正確的腸道菌羣。

開菲爾可預防癌症?

人們或許會說,這些都只是揣測。但事實並非如此。首先,容易起疑的人——也就是心理狀況不佳的人——通常會有腸胃疾病以及微生態失衡的問題;其次,疑慮本身也會左右癌症的生成以及存活概率;再次,儘管我們對微生物影響癌症生成、發展以及擴散的程度所知甚少,不過和前幾年相比,我們現在又瞭解得更多了;最後,我們也已經大致掌握了一些對腸道微生物有益且健康的東西。

多酚,具有療效的細菌飼料

所有癌症生成或擴散的過程幾乎都和微生物羣系脫不了干係:健康的代謝作用、癌細胞的代謝、神經信號、免疫反應和其他的防禦機制、發炎現象等。相反地,宿主的反應,也就是我們的細胞和組織所產生的反應,也會對微生物羣系造成影響,比如特定的細菌遭到消滅,又或者細菌憑藉人體代謝獲得或是被切斷養分供應,諸如此類。

搭便車還是渦輪增壓器?

類鐸受體的英文爲Toll-Like Receptors(TLR),不過toll在這裏並不是指英文的“收費站”或“海關”,而是源自德文嘆詞toll(中譯爲“太棒了!”)。“鐸”一詞的誕生歸功於一個發育生物學家,當時在德國,尤其在杜賓根,還會用麪疙瘩(Spätzle)、黃瓜(Gurken)、鏈子(Kette)或咕嚕聲(Schnurri)這類有趣的字眼兒替基因命名,並以此爲樂。諾貝爾獎得主尼斯萊因-福爾哈德(Christiane Nüsslein-Volhard)1995年在實驗室發現了一隻畸形的果蠅幼蟲後,toll這個詞脫口而出,因此這個導致果蠅發生突變的基因後來就被稱爲“鐸”。

第十六章 用桿菌取代β阻斷劑?

我們有太多理由強烈反對濫用抗生素,不過要是有人期待在這本書裏讀到對於這類藥物的詛咒,可能會感到失望。因爲抗生素是很棒的東西,前提是——如果人們審慎、恰當且合乎目的地使用它:抗生素不但能拯救人類性命,也能造福無數動物生靈。這項藥物的發明讓好幾百萬原本可能死於感染的人得以撿回一命。

抗生素和益生菌會讓血液裏的瘦素——脂肪細胞分泌的信使——濃度直線下降,這也是微胖者會發生心肌梗死的原因,同時,我們也相當確定這是由於微生物羣系及其代謝產物發生了變化。

根據他們的實驗結果,消化道的微生物基本上會以各種可能的方式影響心臟的健康,這項結果也因此證實了一個在數年前讓許多心臟病專家百思不得其解的命題。同時,他們也經由瘦素髮現了傳遞這種作用的重要信號,甚至可以說是最重要的信號。

人體試驗

對健康來說,發炎反應猶如浮士德般的戲劇性人物,如果它強烈對抗外來入侵,那麼對身體就是有益的,但如果這種熾熱的疼痛感轉而對內,引起慢性發炎,連帶影響許多身體機制,最終讓一切失去控制,那可就糟糕了。

給素食主義者的肉

倒是接下來的主張或許會讓人感到驚訝:後來的研究明確指出,我們錯把肥美的脂肪和食物裏的膽固醇誤會成不健康的成分了。值得注意的是,紅肉並沒有被包含在這張除罪清單裏,看來紅肉可能含有其他讓動脈鈣化的成分,而這很可能是腸道菌代謝引發的生物化學反應所造成的。

就像偶爾來塊牛排般奢侈

生理學猶如至少擁有兩具靈魂的浮士德:由腸道菌代謝生成的物質雖然會導致心肌梗死惡化,卻可能同時具有預防癌症的作用。又好比同樣是腸道菌所製造的短鏈脂肪酸通常被視爲幫助甚多的物質,但有時它們也會在這裏或那裏惹出一些麻煩。一旦我們對於所有的運作機制、彼此間相互牽連影響的複雜網絡有某種程度的瞭解,那麼或許就能在面對一些惡意的驚喜時,找出治療或預防的方法。不過關於腸道微生物及其作用於心臟和血管的遠程機制,我們實際的研究其實還處在起步階段。

第十七章 生病的腸道

數百萬德國人有腸道不適的困擾,從消化不良到危害生命的慢性腸炎都是可能出現的症狀,而罪魁禍首通常是細菌,只不過這些微生物其實也能幫上不少忙。

腸壁是一道將腸道內容物和人體內部阻隔開來的屏障,這道屏障就和人體的皮膚一樣,將內與外分隔開來。腸壁一方面必須讓養分通過自己進入人體內,另一方面又得擋下有害的細菌。沿着這道邊界則有免疫細胞負責巡視警戒,任何靠近的對象都必須先經過盤查,身體才能決定是該釋出善意歡迎來者,還是以防衛之姿迎戰對方。這項任務並不輕鬆,因爲免疫細胞不能不分青紅皁白地直接迎頭痛擊來路不明的養分,而是得放行對身體有益的共生菌,同時阻擋病原體的威脅。處於這種隨時可能爆發衝突的高風險狀態下,這些守護人體邊界的巡警有時一不小心反應過度,其實也不令人意外。

加拿大的數據約在6%,而墨西哥則至少有43%的民衆長期有消化道疼痛或痙攣的問題。

腸躁症

調整胃酸分泌的藥物也有引發腸躁症的嫌疑,這種藥物會抑制小腸前段分泌酸性內容物,藉此改變細菌的生存環境。對某些腸疾患者來說,停用質子泵抑制劑(Protonenpumpenhemmer)這類藥物對改善病情也有幫助。(1)

腹痛、噁心、嘔吐和腹瀉屬於慢性發炎性腸道疾病的幾個關鍵症狀,簡單來說:克羅恩病及潰瘍性大腸炎都屬於慢性發炎性腸道疾病。

慢性發炎性腸道疾病最常見於北美及北歐地區,這也是爲什麼腸胃病學家相信,生活方式是重要的關鍵之一。高脂、高糖但缺乏纖維的食物似乎會助長髮炎,一般來說,人通常要到20歲至30歲纔會首次出現這種病徵。兒童時期曾接受抗生素治療的人似乎更容易在成年後罹患腸疾(3),而且患者多屬收入較豐厚的族羣,這一點和腸躁症明顯不同。光是在德國,患有克羅恩病和潰瘍性大腸炎的民衆加起來少說超過30萬人。有趣的是,在年輕時期切除闌尾雖然能減低潰瘍性大腸炎發生的概率,卻會增加罹患克羅恩病的風險。

有個普遍獲得共識的理論認爲,我們生活在一個幾乎無菌的世界,飲用無菌水、喫的是可保存的包裝食物,與微生物的接觸可謂微乎其微,根本不足以讓我們的免疫系統維持正常運作。

膽囊之愛

乳脂其實並不容易消化,肝臟必須製造大量的膽酸才能分解這種養分,這樣的環境對大多數的細菌來說都是不利生存的,除了沃氏嗜膽菌(Bilophila wadsworthia),如魚得水的它們反而會迅速繁衍。正常情況下,這種細菌對腸道容易發炎的老鼠並不會造成威脅,不過只要受到正確刺激,它就會開始快速繁殖,瓦解腸道細胞上的黏膜層。一旦黏膜層受到破壞,免疫系統就會啓動,讓大腸出現發炎反應。

請開一帖安慰劑

事實上,要讓腸壁恢復平衡,重新植入特定菌羣纔是更好的辦法。

若是植入數種菌羣后仍不見改善,那麼或許就得依靠糞便細菌移植術來挽救全面失衡的菌相。這項療法的原則是:徹底清理不利細菌生存的腸道環境後,通過植入腸道健康者所捐贈的腸道內容物,試圖打造一個全新的腸道空間。我們並不清楚到底有多少慢性發炎性腸道疾病的患者接受了健康者捐贈的糞便樣本,可能有好幾打,甚至上百或上千人。我們所取得的數據顯示,這套治療方式獲得了相當廣泛的良好成效。

打開膠囊、放進細菌、合上膠囊

日本的代田博士在20世紀30年代發現了乾酪乳桿菌代田株,並以此推出一款名爲養樂多的產品上市。過去二十年間,益生菌似乎有重回世界舞臺之勢,然而早在這股復興浪潮再起之前,養樂多在日本已是歷久不衰、長銷好幾十年的熱賣商品了。不過養樂多直到1996年才首度登陸德國。

發酵、發酵、發財讓人哈哈笑

事實上,“益生元”這個名稱一直到1995年才正式出現(31),在此期間,人們也一點一滴地不斷調整對於這個概念的認知。一開始,人們認爲益生元是無法被消化的,不過後來他們發現有些腸道菌可以消化某些纖維素,因而重新調整了原先的觀念。到了今天,益生元正式被定義爲“可被選擇發酵的食物成分,能促進胃腸道菌羣的結構組成及活躍程度發生特殊變化,進而對宿主的健康及身體舒適產生助益”。(32)

基本上,益生菌是一種活體媒介,能促進腸道菌羣發生對身體健康有益的變化,而益生元並不具有生命。理論上,兩者同時作用所產生的效益會比各自運作時來得強大,而事實上,也已經有研究證實了這個假設。近來有篇評論文章指出:“如果要讓決定大腸癌發生與否的生物標記發生變化,那麼使用混合了益生菌與益生元的共生質(Synbiotics)會比單一的益生菌或益生元更有效率,就我們至今的觀察,這樣的現象還未曾出現過例外。”(36)

生物性預防與未來的益生菌

或許今後的益生菌也不具特別值得一書之處,例如加拿大皇后大學醫學專家彼得羅夫(Elaine Petrof)所帶領的研究團隊認爲未來將出現一種將糞便細菌移植術稍加改良的“微生物生態體系療法”。

然而,有件事是未來細菌療法和生物性預防絕對不會捨棄的:一種讓人類及其共生菌共同健康成長的飲食方式。只是在談及各種機能保健食品的完美效能,像是全麥燕麥粥、菊苣,以及保加利亞酸奶等,或是食品裏那些已知或有待釐清的分子作用之際,甚或在進行元分析時,有一點必須牢記在心:進食最主要的意義還是心滿意足地飽餐一頓,享受食物的美味。

第十九章 爲健康捐贈的十億

人們將它稱爲細菌療法、糞便細菌移植術,或是優雅一點兒的說法:微生物羣系修復工程,又或者如英文裏的Transpoosion聽來也不錯(Poo即糞便之意)。

古老的方法

公元4世紀的中國晉代曾有一位名爲葛洪的名醫,流傳至今的糞便懸浮物口服處方便是由他所發明,據傳他藉此治療腹瀉和食物中毒的患者,拯救了不少人的生命,他當時的做法也因而被視爲奇蹟。這些資料詳載於中國第一部臨牀急救手冊《肘後備急方》,書裏同時也記錄瞭如何利用成長一年的艾草治療瘧疾。

徒勞無功的研究

對於這套療法,紐德柏的同事一開始還存有疑慮,甚至有人以嘲諷的語氣問他是否也想以同樣方式治療醫院裏的心臟病人。不過現在已經有越來越多人想和他共事了。(8

第二十章 細菌策略:爲個人微生物羣量身打造的醫療

醫療的藝術主要由三根樑柱組構而成:護理、診斷與治療。

理想的淘汰賽

此外,人們也必須儘可能改變原有的飲食習慣,這麼做能增加獲得好細菌的概率。戈登以實驗證實了同樣給予正確飲食的前提下,好細菌具有傳染性而壞細菌則沒有。同時,這項結論也真的“有機會在不久的將來得到證實”。(5)

腫瘤所培育的細菌

我們都知道癌細胞在發展的過程中——也就是它們在人體或動物體內的演化——會善加利用所在器官可能提供的所有資源促進自己的生長。它們會徵募血管、挾持免疫系統、要求肝臟爲其製造大量食物、徹底將宿主的代謝功能轉爲己用,以及諸如此類的事情。這麼一來,假設癌細胞也會利用微生物的推論聽起來也就沒那麼荒謬了。

成爲超級巨星的外科醫生

到了1943年,時值第二次世界大戰,德軍的連番轟炸使得倫敦籠罩在一片煙霧瀰漫中。彼時已87歲高齡的萊恩,因一場由於視線不佳而釀成的車禍離開了人世。

更乾淨的肝與危險的黴菌

“人們應該試着提醒自己,不要總是攝取固定相同的食物,”恩寧格警告,“否則可能會危害健康。”有些時候,甚至連受人推崇的益生菌或益生元療法也可能會對人體發動攻擊,當然有些具有安慰劑的效果,但絕大多數其實並無特別的實質效益。

第二十二章 有效微生物:拯救世界的80種微生物

他構想出一套理論,更貼切地說,是一種哲學,來解釋這些現象。根據這套哲學思想,我們可以將所有微生物分成三類:第一類負責自然界所有的發展與生長,第二類管理退化和腐爛,而第三類則被比嘉照夫描述爲總是趨附強大勢力的機會主義者。一旦破壞力量當道,土地就會生病;換作微生物佔有優勢,土地自然肥沃健康。比嘉照夫認爲這套規則同樣也適用在動物身上,人類當然也不例外。

結語

敬重你身上的共生菌。——傑弗裏·戈登

身體的核心領域

人們容易在忘我的陶醉感中犯下錯誤,或者平心而論:同樣的觀察雖然可能會有不同解讀,人們理解和研究的工具卻會與時俱進,那些經不起考驗的看法或觀點自然會在知識發展的過程中逐漸遭到淘汰。

早在求學時期,勃爾克的免疫學教授就不斷給他灌輸一個重要概念:每兩份公開發表的研究報告中至少就有一部分含有錯誤信息。

細菌的需求

多喫蔬菜,其他食物則必須適量。避免糖分、精製麪粉,以及任何經過高度加工的食品。如果你莫名覺得上述建議似曾相識,也不用感到困惑,因爲這些就是近來被視爲“健康飲食”的基本法則。事實上,這些建議早就將腸道菌羣的一舉一動全都納入考慮了——就算沒有人意識到這一點,甚至到今天爲止還是沒有人可以掌握其中細節。其實只要在飲食上稍加留心,某種程度上就算是幫了腸道菌不少忙了。

爲什麼細菌是我們的朋友?

它們是人類的親密好友,因爲它們一直守在我們身邊;是值得信賴的摯友,除非我們以惡劣至極的態度相待,否則它們不會輕易離去或是反過來咬我們一口;是惠我良多的益友,因爲一旦少了它們的活躍,我們的日子就會很難過;是久遠的老友,因爲我們從很久很久以前就一直和它們攪和在一塊兒;是把酒言歡的飯友,因爲我們總是一同喫喫喝喝。正因如此,它們是獨一無二的朋友,因爲它們總是在一旁含蓄低調地默默付出,沉默到,直到不久前我們才終於留意到它們的存在。

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