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我們只有10%是人類:認識主宰你健康與快樂的90%細菌

10% Human: How Your Body's Microbes Hold the Key to Health and Happiness


活 動 6/24-9/6-暑期童書展,全館童書任選3本74折、套書72折

定價:450元 
優惠價:79 356元    
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內容簡介

英美亞馬遜讀者★★★★★推薦

《商業周刊》1481期摘文推薦、《科學家雜誌》最新相關研究

你的細菌決定你愛吃的東西,你的直覺來自細菌的感覺

人類和細菌,誰才是身體的主人?

腸子裡的細菌會影響我們的個性?

皮膚上的細菌會影響我們挑選喜歡的對象?

天天用肥皂洗澡反而更容易產生體臭?

如果你覺得這些問題很不可思議,你該繼續看下去。

過敏、肥胖症、憂鬱症,全是因為免疫系統失調?

麩質過敏、乳醣不耐,是因為體內細菌群被破壞?

自閉症的起因,源自於腸道裡的細菌?

細菌和抗生素,誰才是害你生病的兇手?

你的全身上下,只有百分之十是人類。你的每十個細胞中,就有九個是搭便車的冒充者。我們的身體不僅是由肌肉和骨頭所構成,還有細菌及真菌。

要做一個健康的人,不能沒有這些細菌和微生物,它們會影響我們的體重、免疫系統、精神健康,甚至如何選擇伴侶。這也是一個了解現代疾病的新方法――肥胖症、自閉症、精神疾病、腸道功能失調、過敏、自體免疫疾病,甚至是癌症。這些疾病的發生,是因為我們疏於珍惜我們最重要也最持久的一段友誼:我們的微生物老朋友。

作者以其演化生物學的專業為基礎,研究細菌與人類自古以來的共生關係。我們體內的微生物群就像一個看不見、被遺忘的器官,不僅能輔助消化,還會幫忙調教免疫系統,對維持人體機能的運作功不可沒。它們的基因也是我們的基因的一部分,只不過它們演化的速度比我們更快,足以順應人體的需求做出調整。然而人類生活方式的改變卻破壞了體內「微生物生態系統」的平衡,例如抗生素雖然可以救命,但也會殺死對我們有益的細菌;現代人高脂、高糖、低纖維的飲食習慣,讓體內的「肥胖」細菌和「纖瘦」細菌比例失衡,進而引發腸道疾病,增加身體組織發炎的機率;剖腹產和配方奶粉的盛行,剝奪了新生兒從母親身上接收益菌的機會,甚至提高了感染壞菌的風險。

好消息是,雖然我們不能改變身上的「人類基因」,卻可以培養、改善我們體內的微生物。書中所傳達的概念將會徹底改變我們對飲食、現代疾病及藥物的觀點。看完這本書,你會開始愛護住在你體內的微生物,那另外90%的你。

作者簡介

艾蘭納.柯琳 Alanna Collen

倫敦帝國學院生物學學士及碩士,倫敦大學學院演化生物學博士。

她也是一位經常旅行的動物學家,研究蝙蝠回聲定位的專家,也意外地成為熱帶疾病的收藏家。她在田野調查的過程中因細菌感染而生了一場大病,因而引發她對微生物與寄主之間共生關係的研究興趣,尤其是人類與細菌之間的關係。她想知道從出生就一直存在於我們體內的這些老朋友,在我們的健康與生活中扮演著什麼樣的角色。

此外,她寫過一篇關於「辨識危機」的文章,介紹一種無法分辨人臉的疾病,在學界引起廣大回響。她也為《星期日泰晤士雜誌》、《衛報》、《赫芬頓郵報》寫專題,還上過BBC第四台「週六科學現場」節目及BBC第一台的野生動物節目。《我們只有10%是人類》是她的第一本書,她的下一個出版計畫則是和肥胖疾病有關。

作者序

【自序:痊癒】

  二○○五年夏天,那晚我從森林走出來,肩上的棉布袋裡裝了二十隻蝙蝠,各式各樣的昆蟲撲向我頭前的探照燈,我感到腳踝附近癢癢的。我將浸泡過防蚊液的長褲底端塞進我的防水蛭襪套,裡面還穿了另一雙襪子當做多一層保護。當我動身前往陰暗的森林,從捕捉器中取出那些蝙蝠,光是應付林中濕氣、我的汗水、泥濘的小徑,外加我對老虎的恐懼以及蚊蟲的干擾,就已經夠我忙的了,這下還有東西穿越了衣物纖維以及化學藥劑的保護來到我的皮膚,令我發癢難耐。

  二十二歲那年,我在馬來西亞半島的克勞野生動物保護區(Krau Wildlife Reserve)度過了改變我一生的三個月。大學就讀生物學系時,我深深為蝙蝠著迷,當我得知有機會成為英國蝙蝠科學家的野外調查助理,便立刻報名申請。只要能見到葉猴、長臂猿和各式各樣的蝙蝠,就算在吊床上過夜,或在住滿巨蜥的河流中盥洗,一切挑戰都值得。但後來我才發現,在熱帶雨林中生活的考驗,遠超過當下的經歷並且持續影響著我。

  回到營地後,我在河邊空地掀開襪子查看令發癢不適之處,發現那些東西不是水蛭,而是蝨子,大約有五十來隻,有些鑽進了我的肌膚,有些在我的腿上緩慢爬行。我把那些攀爬在皮膚上的蝨子撥掉,接著以最快的速度去測量並記錄有關蝙蝠的科學數據,將蝙蝠放生後,伴隨著漆黑的夜色和蟬鳴,我鑽進如蠶繭般的吊床,拉上拉鍊,藉著探照燈的光線,用一對小鑷子夾出剩下的蝨子。

  幾個月後,我回到了家鄉倫敦,熱帶感染讓我意識到蝨子也許攻佔了我的身體。我的身體感到僵痛,腳趾骨腫了起來,奇怪的症狀短暫發作又結束,於是我到醫院做了幾次不同的血液檢驗,看了幾個專科醫生。每當疼痛、倦怠感及困惑感毫無預警地向我襲來,然後又好像什麼都沒發生過似地離我而去,我的生活都會因此暫時停擺數週甚至數月。過了多年後,我的病終於被診斷出來,但這感染已深植在我的體內,所以我進行了一場漫長又密集到足以治癒一群牛的抗生素療程。最終,我將會恢復到原本的健康狀態。

  但是,出乎意料地,故事到這裡還沒結束,我雖然被治癒了,但是不只是蜱媒感染被治癒。抗生素發揮了神奇的功效,我卻開始受苦於新的症狀。如同以往,我的皮膚破皮,消化系統變得異常,而且變得容易受到感染。我懷疑抗生素療程不僅消滅了使我生病的細菌,也消滅了那些原本在我身體裡的細菌。我覺得我的身體好像成為一個不適合細菌居住的地方,而直到最近我才了解到,我多麼需要這些多達上百兆個、把我的身體當作家的友善小生物。

 

  你的全身上下,只有百分之十是人類。

  每十個構成你稱作「身體」的細胞中,就有九個是搭便車的冒充者。你的身體不僅是由血和肉、肌肉和骨頭、頭腦和皮膚所構成,還有細菌及真菌。事實上,你身上的細菌才是人體主要的組成物,在你的腸道中就住了一百兆個老朋友。腸道如同長滿珊瑚礁的崎嶇海床,大約有四千種不同品種的細菌居住在長達一點五公尺的結腸皺褶中,使你的節腸表層多出了一層。在你的一生中,曾住在你體內的細菌加起來可比五隻非洲象的重量。它們爬滿了你的皮膚,你指尖上的細菌甚至比英國人口還要多。

  很噁心吧?高度發展、注重衛生如我們,怎能接受以這樣的形式被細菌殖民。然而當我們離開叢林,我們就遠離細菌了嗎?現代醫學有辦法幫助我們遠離細菌,建立一個更乾淨、更健康、更自主的生活模式嗎?儘管我們必須接受身體作為微生物的棲息地,儘管它們對我們無害,但對於它們,我們還是沒有像保護珊瑚礁及熱帶雨林一般的觀念,更不用說去珍惜它們。

  作為一位演化生物學家,我被訓練從解剖學及生物行為尋找演化的優勢及其意義。通常真正有害的生物特徵及生物的交互作用,是會被天擇淘汰的,不然就是會隨著生物的演化而隨著時間消失。這讓我開始思考:我們身上的一百兆個微生物,是不會以我們的身體為家而不做出任何貢獻的。我們的免疫系統對抗細菌並且幫助我們從感染中復原,那為什麼會容忍這些微生物入侵並且以我們身體為家?這些入侵者或好或壞,對我的身體持續多個月的襲擊並產生生物化學反應。消滅了原本住在我體內的這些微生物,會引起什麼樣的連帶損害?我想要了解更多。

  剛好,我在一個適當的時機提出了這個問題。大部分住在人體內的細菌接觸到氧氣就會死亡,因為它們習慣了腸道中的無氧環境,要在人體外培養它們很困難,要對它們做實驗就更加困難。數十年來,科學界在培養及研究人體內細菌的腳步相當緩慢。現在,科技的腳步終於趕上我們的好奇心。

  藉由人類基因組計畫(Human Genome Project,簡稱HGP)的推動與發展,破解了人類的基因密碼,科學家現在能迅速且便宜地定序大量的DNA。即便是我們身上死去的細菌,混在糞便中被排出,也能因其完整無缺的DNA被辨別出來。我們以為細菌不重要,但科學界正在揭示一個不同的故事。我們的一生都將與這些搭便車的小生物糾纏不清,它們不但使我們的身體機能正常運作,更是維繫人類健康不可或缺的一環。

  我的健康問題只是冰山一角。透過新興科學的證據可得知,人體內細菌的崩壞會造成消化不良、過敏、自我免疫疾病、肥胖症,甚至從焦慮、憂鬱到強迫症、自閉症。不只身體健康會被影響,精神健康也會。這樣看來,許多生活中早已習以為常的疾病並非由基因缺陷所引起,也不是我們的身體讓我們失望了,而是因為我們疏於珍惜我們身上另外百分之九十的細胞:細菌。

 

  透過研究,我不只想了解我使用的抗生素對我體內的細菌群落造成什麼傷害,更想知道它是如何使我生病,以及我該怎麼做,才能讓細菌數量恢復平衡,回到八年前被蝨子叮咬前的樣子。為了知道更多,我參加一個終極自我探索計畫:DNA定序。但不是排序我的基因,而是我體內細菌群落的基因。藉由了解我體內現有的以及應該要有的菌種及菌株,或許就能評判我對自己造成了哪些傷害,並且開始改善。我參加了公眾科學研究的美國腸道計畫,由科羅拉多大學波德分校的羅柏.奈特(Rob Knight)教授實驗室主持,並開放世界各的民眾捐款樣本,以研究人體內的細菌品種以及對我們健康的影響。寄出裝有我腸道細菌的糞便樣本後,我終於開始了解住在我的身體內的微生物生態系統。

  在接受抗生素治療多年後,得知還有任何細菌住在我的體內令人感到欣慰。看到我體內的細菌和其他美國腸道計畫的受試者大致相同,而不是一堆突變生物勉強在一塊有毒的荒地上苟延殘喘,我非常開心。但可以預期的是,我的腸道細菌多樣性大幅降低。和一般人的腸道細菌比起來,我的腸道細菌有超過百分之九十七只屬於兩種細菌(一般人約有百分之九十)。也許我服用的抗生素殺死了較弱勢的菌種,讓較堅強的細菌存活下來。然而,我好奇這些損失與我近來任何的健康問題有關嗎?

  如同比較熱帶雨林與橡樹林,藉由觀察大樹及灌木叢的比例,或鳥類及哺乳類的比例,只能看出一點點關於這兩個生態系統的功能。如此大範圍的比較,對我體內細菌群體的健康了解有限,因為以我的身體為家的微生物是屬於另外一種生物分類的生態系。那些細菌可以在治療過程中存活,或是在療程後復生,這件事情在我的健康狀況裡代表了什麼呢?又或者,更確切的說,那些可能因療程而消失的細菌,現在對我來說有什麼意義?

  當我著手研究「我們」──我和我的細菌們──我決定要將我所學到的知識付諸實踐。我想要了解它們的好處,我知道我必須從生活上做出改變,讓我的身體重新恢復成一個能與其和諧共存的樂園。如果我最近一次的病症是因為不慎打擾細菌群系而帶來的損害,或許我可以改變這一點,並且使自己擺脫過敏、皮膚問題,以及這些年來幾乎不間斷的感染?我這麼做不只是為了自己,也是為了我將來的孩子,他不只會遺傳到我的基因,還有我體內的微生物。我要確認我能夠給他最好的。

  我決定重視我的細菌,改變我的飲食以迎合它們的需求,並且在改變之後再去做第二次取樣並定序,希望能有機會看到成效。身為寄主,我希望透過我的努力,能改善它們的多樣性且達到種類的平衡。最重要的是,我期望我對它們的投資能夠產生效益,幫助我打開通往健康及幸福之門。

譯者簡介

鍾季霖

台北人,1988年生,畢業於中央大學法文系。曾於出版社擔任執行編輯,接著旅居澳洲一年,目前任職貿易商並兼職翻譯。

書籍目錄

推薦序

自序:痊癒

引言:另外90%

第一章:二十一世紀的文明病

第二章: 所有疾病都源自於腸道

第三章:精神控制——腦袋與感覺也受腸道細菌控制?

第四章:自私的細菌——過敏是因為人體免疫系統太盡責?

第五章:細菌大戰——抗生素的濫用

第六章:人如「其」食——細菌吃什麼,你就變成什麼

第七章:從呼吸第一口氣開始——來自母親的細菌

第八章:細菌重建——從益生菌到「糞便移植」

終曲:二十一世紀的健康

後記:100%人類

誌謝

參考文獻

精采試閱

【第三章 精神控制:腦袋和感覺也受腸道細菌控制?】

  除了友誼,你身上的細菌甚至也有可能會影響你選擇對象。

  有一種中美洲的蝙蝠,兩隻翅膀上端各有一個缺口,就在肩膀旁邊。這些不是傷口,而是一個小囊袋,這也是它們英文名字(sac-winged bats)的由來,中文稱作鞘尾蝙蝠。雄的鞘尾蝙蝠會在囊袋裡裝滿分泌物,如尿液、唾液甚至是精液。牠們會小心翼翼地對待這包「愛的藥水」,每天下午都會將囊袋清理乾淨,重新填入新的液體,使其維持牠們想要的氣味。接著,等時機對了,雄性蝙蝠會在一群倒掛的雌性蝙蝠面前盤旋,輕輕拍翅散播,讓風將這液體散發出來的芳香吹向牠們。如同你所預期的,這麼做是為了引誘雌性蝙蝠。

  這完美的液體是由適合的細菌所調配的,每隻雄鞘尾蝙蝠的囊袋裡都會有一或兩種菌株,顯然是從雄性蝙蝠身上的二十五種細菌「精心挑選」出來的。這些細菌從囊袋中的尿液、唾液及精液獲得養分,釋放出猛烈的性費洛蒙混合物,說服雌鞘尾蝙蝠與它們交配。

  特殊的費洛蒙對動物來說相當重要,不論牠是否有囊袋調製「愛的藥水」。果蠅,牠們的身體只較針頭稍微大一些,但說到交配,牠們可是特別難取悅。二十五年前,演化生物學家迪安娜.陶德(Diane Dodd)做了一個實驗,將同一個物種分開飼養,看能否藉由不同的飼養方式改變牠們的能力,使牠們轉變成兩個不同的物種。她將果蠅分成兩組,並且用兩種不同的食物餵食――麥芽糖及澱粉類食物――就這樣培養了二十五個世代。當她再將這些果蠅放在一起,發現兩組不同的果蠅不會互相交配,「澱粉組」會和「澱粉組」的果蠅交配,而「麥芽糖組」則會和「麥芽糖組」的果蠅交配,而且不會搞混。

  當時人們並不清楚原因,然而到了二○一○年,臺拉維夫大學的吉爾.夏隆(Gil Sharon)對那次實驗的結果有了新的想法。他重做了一次陶德的實驗,並且得到了相同的結果――A組果蠅拒絕和B組果蠅交配――而這次他只培養了三個世代。為什麼會有這種喜好上的改變?夏隆猜測那些不同的食物不止改變了果蠅腸道的微生物群系,也改變了牠們性荷爾蒙的氣味。接著,夏隆使用抗生素殺死了果蠅體內的微生物群系,那些果蠅果然不再挑選交配的對象。沒有微生物群系,果蠅無法製造出特殊的氣味。若是重新注入兩組不同果蠅身上的微生物群系,甚至會讓它們恢復原本挑剔的行為。

  在你抗議將果蠅的實驗結果套用到人類身上是過度推斷之前,我先來說明事情的來龍去脈。果蠅的微生物群系――事實上是單一菌種:胚芽乳酸桿菌Lactobacillus plantarum)――顯然改變了覆蓋在牠們身體外層的化學物質,一層性費洛蒙。人類也會受性費洛蒙影響。有一個著名的實驗,研究人員讓瑞士伯恩大學的女同學選擇男同學睡覺時穿過的T恤,依照喜好排出順序,結果女生挑出來的最喜歡的男生,往往有著與自己反差最大的免疫系統。這個理論說明女性藉由選擇與自己相異的基因組合,提供後代一個能夠應付雙倍挑戰的免疫系統。也就是說,女孩可以透過嗅覺審查男孩的基因組,替孩子尋找最合適的父親。

  男同學在T恤上留下的氣味,正是由皮膚上的微生物群系產生。這些居住在腋下的微生物將汗水轉換成味道,讓它四處飄散,不論這味道是好聞或難聞。腋下及鼠蹊部的汗水,以及那裡可能生長的毛髮,的確不太像是人體冷卻系統的一部份,反而比較像是鞘尾蝙蝠翅膀上的香水袋,調製出每個人獨特的味道。若依照小鼠實驗的經驗來判斷,男學生皮膚上主要微生物群系至少有一部分是來自他基因的結果,包含決定他擁有的免疫系統的基因。儘管女同學不知情,她們仍可以利用微生物群系傳遞的訊息,找到對自己最有利的基因組合。

  在T恤實驗中,有服用避孕藥的女同學所選中的,幾乎都是和自己有相似免疫系統的男性。避孕藥中賀爾蒙顯然徹底反轉了她們下意識的巨大力量,更別提除臭劑及抗生素會帶來什麼樣的毀滅性影響。

  如果受微生物影響的性費洛蒙是挑選交配對象的第一步,我們可以考量將親吻作為下一個評估項目。親吻看起來像是人類獨有的行為,也可以說是文化的現象,藉由這個動作來表現佔有欲,甚至像他人宣示主權,但是以一種較溫和的表現方式。事實上,我們並不是唯一會接吻的動物,黑猩猩等靈長類動物,甚至很多其他動物也會,這讓我們可以從生物學的觀點來討論親吻的目的。

  接吻,可以看作為了建立關係而交換唾液及細菌,尤其是與某個非親屬的人嘴對嘴,進行舌頭上的接觸。這看起來似乎是一種高風險行為,天曉得他可能會有什麼病。但或許這才是重點,在你可能讓自己以及未來的孩子受到那些細菌攻擊之前,先打探父親候選人身上帶有哪些細菌。不只如此,親吻也可以帶給你對方身上的細菌樣本,藉此嚐一口對方的基因及免疫力。透過親吻,我們也在決定是否要信任眼前這個人,不論是基於情感還是生物學。

【第五章 細菌大戰:抗生素的濫用】

  正確的洗手方式――用普通不含抗菌成分的肥皂,在溫水下搓洗十五秒――仍然是非常重要的,它是維護公共衛生唯一的依靠,並且對降低感染傳播有顯著效果,別是腸胃疾病。但是除了洗掉你從環境中接觸到的「暫時寄生」細菌,洗手也會擾亂你手上的細菌群系。不同種類的細菌有不同的能力,有的可以抵抗沖洗,有的可以在洗手後快速復原。舉例來說,葡萄球菌屬和鏈球菌屬的細菌在沖洗之後會立刻形成一個更大的細菌社群,只有在多次洗手後,才會逐漸失去優勢。

  我認為這很有趣,因為它會導致強迫症,屬於焦慮症的一種表現。患者會覺得自己被細菌汙染,以至於發展出對清潔的「迷戀」以及洗手的「強迫行為」。這種奇怪且終生無法治癒的病症很難明確界定,成因眾說紛紜,其中有一組線索將矛頭指向細菌。

  第一次世界大戰接近尾聲時,歐洲開始流行一種神祕的疾病。一九一八年冬天,這種疾病傳到了美國,隔年傳到加拿大。幾年後,它橫掃全球,包括印度、俄國、澳洲及南非。這個流傳了整整十年的流行病叫作流行性腦炎(encephalitis lethargica),它的症狀包含嚴重昏睡、頭痛和動作不受控制,有一點像帕金森氏症。這種疾病貌似精神疾病,許多病患會變得精神錯亂、憂鬱或性慾亢進,百分之二十至四十的患者會死亡。

  許多戰勝流行性腦炎活下來的人並沒有完全康復;成千上萬的人仍有強迫症。這個罕見的行為疾病就像傳染病一般突然出現,醫生們激烈爭論,究竟這種病是心理疾病(佛洛伊德學說),還是由「器官」引起?一直到七十年後,人們才發現這種病的起因。

  在二十一世紀初,兩名英國神經學家,安德魯.丘奇(Andrew Church)博士和羅素.戴爾(Russell Dale)博士,對於流行性腦炎的起因很感興趣,他們發現某些病人的症狀跟這個奇怪的疾病很相似。這件事在醫療界傳開,其他同事紛紛將相似的病例交付給戴爾,直到他有了二十名病患,這些人都曾被診斷出患有一種早在十幾年前就被認為已經消失的疾病。他和丘奇開始比對病患的症狀,希望能找到線索或治療的方法。他們很幸運地找到了一個共通點:許多病患在病重時,都有喉嚨疼痛的症狀。

  美國人知道喉嚨疼痛經常是由鏈球菌的成員所引起,他們常稱之為「鏈球菌性喉炎」。丘奇和戴爾認為這種細菌可能是關鍵,在替病患做檢查時果真發現這二十名人都被鏈球菌感染了。幾週之後,這些發炎症狀沒有消失,反而引發了自體免疫反應,使免疫細胞攻擊一組稱作基底核(basal ganglia)的大腦細胞,結果,原本只是呼吸道的感染變成精神疾病。

  基底核與「動作選擇」有關――大腦的這部分幫助我們從所有可能的動作中,選定我們應該執行的動作。基底核似乎有辦法從潛意識得知哪種動作會帶給我們好處――你應該要留下還是離開?你應該剎車還是加速?你應該伸手去拿茶杯嗎?還是抓抓發癢的頭皮?你執行過的動作越多,你大腦裡的基底核在做選擇時就有越多資訊可參考。例如玩撲克牌時,要跟還是不跟,取決於你手上有什麼牌、發牌者有什麼牌,以及你心中估計牌堆中剩下什麼牌。你練習得越多,你的基底核就會被調整得越準確,即使你的意識並不是這麼想的。如果這些大腦細胞被攻擊,動作選擇就會出差錯。你該跟還是不跟?跟?不跟?還是跟比較好?你有可能因為遲疑不決而抽蓄,應該自動跟隨大腦指令的肌肉似乎得到太多個指令,無法做出流暢的決定,以至於產生類似帕金森氏症的震顫。

  日常生活中的習慣也會受強迫行為所擾――重複開關電源、鎖門、洗手。關於瘋狂洗手的強迫症患者,有一個有趣的猜測。我在前幾頁中提到,有些細菌群體會在洗手後變得更多,或許是因為少了較脆弱的其他對手,讓它們可以蓬勃發展――鏈球菌就是這種細菌。雖然還不確定,或許就是在我們洗完手後,這些趁虛而入的病原體在手上及腸道中掙得了地盤、建立了基礎,透過大腦基底核的強制執行習慣,說服寄主繼續洗手。

【第七章 從呼吸第一口氣開始:來自母親的細菌】

  在大自然中,動物從母親身上得到微生物群落是很正常的一件事,即使在非哺乳類動物的身上也很常見。[……]不論用什麼方式,幾乎每種動物都會想辦法將一群有益的微生物傳遞給後代,來幫助牠們生存。這項行為是如此普遍,足以說明生命與微生物共生在演化上的好處。如果以細菌覆卵或以糞便覆卵的行為是一個通則,牠們就必須演化成這樣,以提高個體的存活率及繁衍能力。那我們人類呢?很明顯地,我們身體中的微生物群落對我們有益,但要如何確定我們的孩子也能成功接收我們的細菌,並培養出對他們自己有益的微生物群落?

  在嬰兒剛出生的前幾個小時,若以細胞數量來看的話,他會從「人類」變成「細菌」。嬰兒在子宮內受到溫暖羊水的保護,與外界的細菌隔絕,包含母體的細菌。一旦羊水破了,細菌便會開始轉移到嬰兒身上。在出生的這段過程中,嬰兒會遭受細菌的連環攻擊。事實上,「連環攻擊」這個描述不夠貼切,因為這些細菌並不是敵人,而是朋友。原本幾乎無菌的新生兒通過媽媽的陰道,身上包覆著媽媽的細菌,是出生的必經過程。

  當嬰兒出生後,會從媽媽的陰道口附近得到另一群微生物。聽起來很噁心,但你大概也聽說過,小無尾熊剛出生時會吃媽媽的糞便不是什麼稀奇的事。在人類分娩及生產時,收縮誘導激素和嬰兒往前推擠造成的壓力會促使大部分的婦女排便。嬰兒出生時通常都是頭先出來,並且面向母親的屁股,在等待下一次收縮時,他們的頭和嘴會剛好停在一個「重要位置」一段時間。不管你是否本能上對此感到厭惡,這對嬰兒來說都是一個好的開始。生產完之後,母親給孩子的第一套新衣服,就是陰道中和糞便中的細菌。

  這是嬰兒「適應」外面世界的第一步。也就是說,或許肛門與陰道距離這麼近不是沒有原因的,而引發子宮收縮的賀爾蒙對直腸蠕動也有一樣的效果。人體構造演化至現今的模樣,或許就是因為對我們的下一代有利,至少沒有帶來任何傷害。這些微生物的基因和你母親的基因早已和諧運作多時,接受這份禮物,可以給你一個好的開始。

  嬰兒腸道中的細菌,母親的陰道、糞便及皮膚上的細菌,以及父親皮膚上的細菌,比較這三份樣本,母親陰道與嬰兒腸道的菌株最為相似,其中以乳酸桿菌屬Lactobacillus)及普雷沃氏菌屬Prevotella)最為常見。這些陰道中的細菌只有一小群――比起母親腸道中的細菌少很多――但在新生兒的消化道內扮演著醫生的角色。只要有乳酸桿菌出現的地方,就不會有病原體和困難梭狀芽孢桿菌(C. diff)、綠膿桿菌(Pseudomonas)、鏈球菌(Streptococcus)。這些壞菌找不到立足點,因為乳酸桿菌Lactobacilli)會將它們擠出去。它們是乳酸菌中的一種,包含會將牛奶轉變成優格的那種細菌。乳酸菌(優格酸味的來源)不只會對其他細菌製造一個充滿敵意的環境,也會產生一種抗菌素,稱作細菌素。這種化學物質可以殺死與它們競爭的病原體,以保衛它們在新生兒腸道中的地盤。

  但是,為什麼嬰兒腸道中的細菌,是跟母親產道而非腸道中的細菌相似呢?如果腸道細菌幫助我們消化食物,不是更適合嗎?除了醫生,許多婦女也意識到乳酸菌在陰道中生長旺盛――從前就有用優格治療念珠菌陰道炎(一種酵母菌感染)的家庭療法。這些乳酸菌常被認為是保護陰道免於感染,雖然它們將這項任務執行得很不錯,卻不是它們出現在那裡的原因。

  陰道的乳酸桿菌喜好分解牛奶,它們取走牛奶中的糖分(乳糖)轉化成乳酸,在過程中為自己生產能量。嬰兒也喝牛奶,他將乳糖轉換成兩種更簡單的分子,葡萄糖和半乳糖,從小腸吸收進入血液中,為他提供能量。通過小腸而未被消化的乳糖不會被浪費,而會直接來到有乳酸桿菌存在的大腸,也就是嬰兒從產道經過時獲得的乳酸桿菌。由此可見,乳酸桿菌在那裡不是為了保護母親的陰道,而是要進入新生兒的身體。說陰道被乳酸桿菌永久佔領有點誇大其詞了,但陰道的功能就是生產,陰道是嬰兒的起跑線,所以它演化成一個提供生命賽跑最好的開始的地方。

【第八章 細菌重建 :從益生菌到糞便移植】

      益生菌,儘管持續在超市的架子上以食物及藥片的形式被販售,直到最近才又被科學界所重視。益生菌工業再次成為一個迅速發展的產業,極少數的品牌真的做到了家喻戶曉的程度。許多小罐裝優格的製造商使用一個聰明的行銷手法,他們沒有真的保證什麼,只是告訴你如果每天早上喝一、兩瓶含有乳桿菌(Lactobacillus-enhanced)的飲料,你就會變得更機靈、聰明、有精力、減少脹氣、更有精神、更快樂且更健康。品牌互相競爭,聲稱自家產品中的菌株對人體最有益。廠商申請專利,要求核准製造並銷售不同的基因與菌株組合,讓每種益生菌都擁有它們特別的力量。舉例來說,鼠李糖乳桿菌(Lactobacillus rhamnosus)加上丙酸桿菌(Propionibacterium),可以趕走大腸桿菌O157:H7型(E. coli 0157)。或是乳桿菌(Lactobacillus)結合烷基硝酸異山梨(dialkylisosorbide),可以幫助打擊青春痘。結合陰道內的九種乳桿菌(Lactobacillus)和兩種雙歧桿菌(Bifidobacterium),來控制失去平衡的陰道酸鹼度,如何?讓懷孕婦女喝下一種非常獨特的基因變異細菌副乾酪乳桿菌(Lactobacillus paracasei),可以預防她們的寶寶患有過敏症?

  這些都對人體非常有益,但是大多數國家的藥品管制規定現在還無法讓含有細菌的產品申請專利。過去只是被視為發酵食物及營養補充品,現在被像藥物一樣看待,全多虧了食物中活菌對人類健康益處的科學研究。當然,如果乳桿菌屬的細菌真的可以預防大腸桿菌感染、治療青春痘或預防過敏,優格製造商一定會讓他們的顧客知道。但是真正的藥品在對大眾販賣之前,必須經過一系列昂貴的臨床試驗。至少在理論上,藥品公司必須證實他們的產品是有效且安全的。吃優格當然是安全的,但是效用呢?益生菌真的可以讓你更健康更快樂嗎?

技術上來說,答案是肯定的。但你必須先明白益生菌的定義,根據世界衛生組織的標準,「它們是活的微生物,當它們聚集到適當的量,會對寄主的健康有益處」。益生菌真的有用嗎?這是一個多餘的問題。真正的問題是,哪種細菌,多少的量,可以預防、治療或治癒疾病?

  我想用一個僅僅是一小罐優格,或是經過冷凍乾燥的友善菌群,就讓病患奇蹟痊癒的故事來讓你感到震驚。我想告訴你某種乳桿菌可以治癒你孩子的花粉熱,而某種雙歧桿菌可以幫助你減重,但是實情當然沒那麼簡單。

  你的腸道中有一百兆個(100,000,000,000,000)細菌,這可是地球上人類數量的一千五百倍,全都擠在你的肚子裡。在這一百兆個細菌中,可能有兩千種不同的細菌,大概是人類民族數量的十倍,其中還包含無數不同的菌株,每種都有不同的遺傳能力和儲備武器。是的,從你的觀點看來,它們大多數都「很友善」。但是從另一個角度看來,它們並不是一直都如此友善。族群會互相爭奪空間,擠掉較弱的對手。它們在化學戰爭中捍衛自己的土地,殺死那些入侵的細菌。個體會爭奪養分,演化出尾巴讓自己游入更有利的區域。

  現在想像一下,在這些兵家必爭之地加入一小罐優格。想像這群小小的觀光客和牛奶以及糖分,一起徜徉在它們的優格列車中,尋找一個可以落腳的地方。它們的數量或許有十億個,看起來很多,但是仍舊比原本居住在此地的細菌少了四個零。任何一個軍隊都不會輕易進入這樣的戰場。如同海龜寶寶初次進入廣大的海洋,從它們小小的卵中孵化,直到撲通下水奔向自由,許多小海龜還沒走完這段路程就被掠食者抓走了。對那些成功抵達腸道的益菌來說――它們確實辦得到――要在已經如此擁擠的環境中建立地盤,還要應付不友善的鄰居,好好活下去並不是一件簡單的事。

  這些勇敢的觀光客不只寡不敵眾,就算聯合起來也沒有用。它們都屬於同種細菌的菌株,具有同樣的基因、同樣的功能,相較於你的腸道中另外兩千或更多種類的細菌,以及其所乘載的兩百萬或更多的基因,這些觀光客,不管它們是否為益生菌,會的把戲都非常有限。

  在我被起訴之前,讓我告訴你這些試圖拖延逗留,並且聚集到足夠數量以產生影響的觀光客必須付出什麼。我在此指的不只是優格,而是更具醫療效用的藥丸、藥粉及液體,有時其中包含的活菌還不只單一種類。

  我們先從你可能會對生菌懷有的最基本期待開始:它可以彌補生素引起的最討厭的副作用。細菌群系的大量毀滅,通常是抗生素療程計劃之外的結果:你試圖消滅某一種害菌,結果卻消滅了其他無辜的細菌。大約有百分之三十的病患,因為抗生素引起的腹瀉使腸道中的細菌流失,稱作「抗生素相關性腹瀉」。通常這些症狀會在藥物療程結束後跟著停止,除非你非常不幸地受到如困難梭狀芽孢桿菌Clostridium difficile)這類細菌的感染,如同佩琪進行截肢手術後受到感染。如果只是單純因為失去益菌而引起腹瀉,立即補充更多益菌應該就可以使腹瀉停止,或至少能改善症狀。[……]益生菌對嬰兒腸道也有好處。有些早產嬰兒的腸道會開始壞死。提供他們具有預防功效的益生菌,可以減少百分之六十的死亡率。患感染性腹瀉的嬰兒及幼童,益生菌――特別是一種鼠李糖乳桿菌Lactobacillus rhamnosus GG,簡稱LGG)的菌株――可以減輕症狀、加速復原。

  如果是更複雜的疾病呢?如果已經病入膏肓了呢?面對發展成熟的自體免疫疾病以及精神健康疾病,如同第一型糖尿病、多發性硬化症以及自閉症,益生菌所遇到的困境可能是影響太小,也太遲了。分泌胰島素的胰腺細胞已經關閉、神經細胞的保護套已經被剝去、腦細胞的發展已經被推離開航道。就算面對過敏狀況,儘管沒有細胞被破壞,免疫系統也已經失去控制,要讓它回歸正常,就如同喚醒胰腺細胞,或是重新包覆神經一樣困難。

審定推薦

【審訂】

張尚麟

畢業於中央研究院國際研究生分子與細胞生物博士學程,目前於中央研究院基因體研究中心從事博士後研究。研究專長為演化遺傳學及分子生物學。

【國內專業推薦】(按姓氏筆畫排列)

張東君    科普作家

陳俊堯    慈濟大學生命科學系助理教授、泛科學專欄作者

黃貞祥    清大生命科學系助理教授

潘彥宏    北一女生物老師

蘇上豪    心臟外科醫師、醫療科普書《暗黑醫療史》作者

【國際好評推薦】

「從迷人的角度去認識那些要和我們一起生活一輩子的細菌偷渡者⋯⋯推薦給所有讀者,尤其是那些想更了解自己的人,以及希望為孩子做出最好選擇的家長。」——美國圖書館雜誌Library Journal(星級評鑑)

「令人興奮,引人入勝!用一種全新的方式來看待自己的身體。看完書後,你會愛上你的細菌。」——新聞周刊Newsweek

「這是一本給初學者的人體細菌指南,在健康生活當道的現在,讓你從新思考什麼是真正健康的身體。」——費城詢問報Philadelphia Inquirer

「二十一世紀疾病和細菌有什麼關係?細菌和我們的健康又有什麼關係?作者將會告訴你,誰該對我們的健康負責⋯⋯」——Bustle女性生活情報網

「用簡單的方式向你敘述關於『提升健康,認識體內益生菌』的科學,告訴你最想知道但不敢問出口的事。」——科克斯書評Kirkus Reviews(星級評鑑)

「作者令人信服地指出,當我們熱衷於殲滅身上的細菌,我們其實正在將自己推向自體免疫疾病、過敏、肥胖症的陷阱。」——紐西蘭聆聽者雜誌The Listener(2015年度百大選書)

「令人佩服。作者善用她演化生物學的背景,將縝密的細菌研究化為有趣的文字,讓讀者能由簡入深地了解免疫系統這項複雜的主題。」——腸道細菌世界研究組織GMWW

「不論是從醫學或生物學的層面,作者都提出了大家最想知道的問題。讀這本書讓人停不下來,所有熱愛科學的讀者一定都會想要看更多。」——美國臨床腫瘤協會郵報ASCO

「我喜歡自己只有10%是人類的這個想法,它提醒了我,不論人類看似有多麼偉大,我們都是這個大環境、大自然、大世界的一分子。」——Actionable Books閱讀實踐網

【讀者推薦】

「我從來沒想過自閉症的成因,竟然與抗生素和腸胃裡的細菌有關係!書中解釋了許多與我們息息相關的有趣知識,我不常給滿分的書評,但我覺得這本書真的值得一讀。」——讀者John Schmelzle

「這本書真的改變了很多我對健康原有的看法和觀念,例如關於吃的部分,施打在雞、豬身上的抗生素,也會在我們吃東西的時候不知不覺跑進我們體內,進而影響到體內的細菌,甚至種蔬菜所使用的化肥也是。」——讀者Mbeth

「我有營養學和生物學的背景,但說真的我從沒深入思考過細菌在我們生活中扮演著多麼重要的角色。這本書對我的幫助不在於學習新的專業知識(因為那些我都很熟悉了),而是挑戰我舊有的想法,讓我意識到原來細菌是組成我們身體的基礎。」——讀者Edward Durney

「我常常懷疑一些科學家過分自信地斷言,解開基因的『藍圖』就可以了解關於人體的一切知識。這本書不僅證明了我的直覺,更向我展示了人體驚人的複雜性。我們體內有一個完整的微生物生態,它們與我們相依相生,然而我們平常做的一些自以為對健康有益的行為,例如使用抗生素治病、使用抗菌產品等等,反而擾亂了體內的細菌,讓自己更容易得到現代文明病。這本書簡單易讀又有趣,真是買對了。」——讀者Philip Whiteley

「沒什麼好說的,光是書名就讓我興致勃勃,讀完之後也沒讓我失望,而且作者的文筆幽默易讀,非常推薦!」——讀者Thomas Alex Jeffery

「真是一本奇妙的書,我很期待作者的下一本新作。」——讀者Victoria Judd

推薦序

【推薦序】

我也只有10%是人類

(清大生命科學系助理教授 黃貞祥)

 

  近來流行一個說法,也就是這本書的書名所指稱的,「我們不過只有10%是人類」。這裡的百分之十是針對我們全身上下裡外所有細胞數量而言,因為我們無論是在皮膚上還是毛髮、腺體或腸道,都住了許許多多看不見的微生物,它們的細胞數估計有我們人體細胞的近十倍之多!

  著名的演化生物學家愛德華•威爾森(Edward Osborne Wilson, 1929-)以研究螞蟻聞名於世,不僅在學界享有最高榮譽,他寫的《螞蟻》(The Ants)一書還讓他榮獲普利茲獎,他長期為生物多樣性倡言,也讓人尊稱他為生物多樣性之父。他在自傳《大自然的獵人:博物學家威爾森》(Naturalist)的結尾中提到,如果有機會讓他重新選擇研究主題,他會選擇研究土壤中微生物的多樣性。看來微生物無窮無盡、形形色色的種類也讓生物多樣性之父深深著迷。

  然而平心而論,雖然威爾森肯定是大師,但他當年沒選擇研究微生物多樣性可能是對的,否則他恐怕不會有今天的成就。受限於技術性瓶頸,許多重要的微生物過去因為無法在實驗室裡培養,科學家幾乎無法獲知它們的存在,更遑論要能夠深入研究它們的特性。

  過去,估計只有約百分之一的土壤細菌能夠在實驗室環境下培養,近年來在技術上有了突破,才能夠把可培養的細菌種類提高到約百分之五十。但換句話說,仍有半數種類的細菌無法培養,不過這已經足夠讓科學家感到興奮了。過去二十年來,還有另一項技術性突破,拜DNA定序技術的日新月異和成本大幅降低所賜,我們有了「元基因組學」(Metagenomics)的研究,讓我們也能窺視一下那些無法培養的微生物。

  美國克萊格•凡特研究所(J. Craig Venter Institute)的創立者凡特(J. Craig Venter, 1946-)曾有一項創舉,就是開著船出海去撈海水,然後把海水裡頭的DNA全都用霰彈槍法定序,從中探討海水中微生物的多樣性。他們在2003年發表的論文,讓我們發現一些原本被認為是生機貧乏的海域,居然也住了多樣的微生物,開啟了元基因組學的濫觴,迄今仍可謂方興未艾。凡特是塞雷拉基因組公司(Celera Genomics)的創辦人與前任總裁,他帶領公司展開與人類基因組計畫互相競爭,加速了人類基因組解碼的進度,是叱吒風雲的人物。他對微生物的多樣性也深深著迷。

  因為有了元基因組學的研究方法,科學家終於能夠探索土壤、海洋或是森林裡的微生物多樣性,也終於能解開我們身上那另外百分之九十的細胞究竟有什麼,並且了解它們究竟能夠搞出什麼花樣。於是在這十幾年來,科學界有許多顛覆性的發現,讓微生物學教科書每隔幾年就要改寫不少篇幅。這本書總結了一些近年來的重要發現,用一種貼近生活的方式來訴說這些微生物,究竟對我們的健康和疾病有多重要。

  書中談到的許多現象,有些真的很令人匪夷所思,例如腸子裡的細菌居然會影響我們的個性?我們皮膚上的細菌會影響我們會不會被發好人卡?天天用肥皂洗澡反而越洗越有體臭?還有諸如過敏、肥胖症、憂鬱症,全是因為生活太乾淨了而引起免疫系統失調?麩質過敏、乳糖不耐,是因為我們把體內的益菌趕盡殺絕了?甚至連自閉症的都跟腸道裡的細菌有關?天啊,我們身上那另外百分之九十的細胞,還有什麼事情管不著啊?

  近幾十年在先進工業國越來越流行的諸多疾病,居然可能是因為我們的生活環境太乾淨,尤其加上抗生素的濫用,無形中消滅了和我們共同演化了上百萬年的微生物,反而造成了人體的不適應。另外,科學家也發現,原來我們的免疫系統不是僅僅要對微生物大開殺戒,它們還會並肩合作;免疫系統就像國防軍,而益生菌等微生物就像是盟軍,之間會互通情報就算了,有些細菌還像魔鬼教官一樣,會訓練讓免疫細胞成熟呢!

  我們身上最大宗的細菌,當然是那些腸道細菌。幾十年前我們就知道它們會製造人體必要的維生素,只是現在發現它們幹的活還真不少。請容許我談些個人經驗吧,過去我最害怕的身體狀況,就是腹瀉。可能是因為小時候闌尾發炎被切掉了(闌尾的功能可能是保持腸內菌落平衡),只要我一不小心,吃錯肚子也好,或者感染病毒也好,一旦腹瀉起來往往就一瀉千里,折騰一兩週。

  有次因為要裝牙套、動小手術,必須服用抗生素,引起的腹瀉讓我苦不堪言,停藥後仍未改善。有朋友見我一直拉肚子,建議我可以服用益生菌的健腸產品,我半信半疑地照作,結果果然一兩天後就不再腹瀉了。日後只要腸胃一不對勁,我立刻吞服益生菌,雖然並非每次都藥到病除,但似乎有些效果,現在已經不像以前每個月都要鬧肚子,就算有腹瀉也不至於拖上一兩週。

  吃益生菌整腸其實不算新聞,更令人感到不可思議的是,有些頑固的腸道疾病,居然能用一個便宜有效的方法快速改善,那就是糞便移植!這個非傳統的療法,恐怕迄今醫學院裡許多教授都聞所未聞,或者嗤之以鼻。

  書中談到另一個例子,胃幽門螺旋桿菌先是被發現和胃潰瘍有關,原來它們也是雙面刃。我也曾患有十二指腸潰瘍,接受過一個月的抗生素治療,最後潰瘍是好了,但這十幾年來卻一直有胃食道逆流的困擾。書中也提到,胃幽門螺旋桿菌的消滅,和胃食道逆流有一定的關連。

  書中還提到,我們的食物越來越精緻,我們吃的纖維素越來越少,那可是益生菌不可或缺的食糧。許多肥胖的原因,並不見得只是因為食物熱量越來越高,也可能是因為膳食纖維不足。還有,我們生產和育幼方式的改變,也可能讓嬰兒無法獲取足夠的益生菌,例如剖腹產或產道的消毒,以及配方奶的使用,可能都長遠地改變了小孩的健康。

  基本上,《我們只有10%是人類》作者艾蘭納.柯琳(Alanna Collen)大部分情況下是有一分證據說一分話,不過我們還是要謹慎看待裡頭的一些理論,例如腸漏症,以及微生物和自閉症的關係,恐怕還需要更多的證據,科學界才能夠取得共識。這樣的說法可能對一些讀者來說太保守了,但是科學的精神之一就在於,理論需要被一而再、再而三地驗證,才能夠留傳百世。

  這也是科學另一有趣之處,常會出現「枊暗花明又一村」的結果。微生物理論大幅改善了公共衛生,延長了人類的平均壽命,因為我們正確地理解到許多疾病的致病原因是微生物,今天的小傷小病已經不像古早時候那麼要命了。我們卻也可能走過頭了,想把它們全都斬草除根,以為微生物幹的多半是傷天害理的壞事。然而過了百年,我們又發現,原來我們身上的微生物多樣性,是值得我們費心去珍惜和保育的。

  對這些微生物,我們知道的肯定還不夠多。人類基因組已完成定序十幾年了,我們知道人類約有兩萬多個基因,可是大部分基因的功能都還不了解,而我們身上的微生物,它們的基因也參與了我們不少生理功能,我們對它們所知當然又更少。說不定就基因數而言,「我們只有10%是人類」,也是有道理的呢!

專欄推薦

從呼吸第一口氣開始:來自母親的細菌  文/艾蘭納.柯琳(Alanna Collen) 編/maruko 人體的每十個細胞中,就有九個是搭便車的冒充者。你的身體不僅是由肌肉和骨頭所構成,還有細菌及真菌。 這些微生物老朋友與我們互利共生,不僅影響我們的體重、免疫系統、精神健康,甚至如何選擇伴侶。 我們出生時從母親的陰道得到了第一群微生物,母親身上的微生物當然也是她的母親傳給她的, 以此類推,可以回溯到八千年的演化歷史,而這樣的演化不是沒有原因的⋯⋯ 在大自然中,動物從母親身上得到微生物群落是很正常的一件事,即使在非哺乳類動物的身上也很…..看更多
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我們只有10%是人類:認識主宰你健康與快樂的90%細菌

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