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編者按：細菌，一提到這個名詞，我們腦海裡立刻會聯想到不愉快的疾病，第一反應是避而遠之，因為我們總是習慣地認為，細菌是健康的敵人，遠離細菌就切斷了疾病傳播的途徑。越乾淨，越健康，事實真是這樣嗎？
炎炎夏日，汗如雨下，人群中不時飄過不同汗味（體味），這些味道如何產生的呢？人體汗腺可分為兩類：一類是小汗腺，它遍佈全身，分泌水分達99%，有機物很少；另一類是大汗腺，主要分佈在腋窩、肚臍、肛門周圍及生殖器等處，分泌的有機物質較多，包括各種蛋白質和脂肪。絕大多數汗水本是無味的，只有當它們和人體表面其它生物相遇後，汗水中的有機物質被當成食物被分解，同時產生各種氣味，即人們常說的“體味”，而體味的始作俑者就是神奇的細菌。
除了身體的體表，在我們體內也存在大量微生物，其中絕大多數是細菌，還有古細菌、真菌和病毒，這些生物被統稱為人類微生物群。細菌個頭不大，一般在0.5-5.0微米（相當於一根頭髮絲的百分之一到十分之一），外形可愛有趣，如球形、圓柱形和螺旋形。自從人類呱呱落地，細菌就一直形影不離。它們曾給人類帶過巨大災難，也幫助人類不斷戰勝病魔，甚至主宰人類的健康和快樂。細菌。究竟是敵還是友？下面我們通過顯微鏡來近距離觀察，看看它們是什麼？在做什麼？瞭解這類奇特生物與人類的愛恨情仇。
一、細菌，地球上數量最多的生物
36億年前，地球上第一次出現了生命。按照達爾文的設想，這個生命起源於地球表面上的“一個溫暖的小池塘”，它就是單細胞生物——細菌。
細菌（含古細菌），即原核生物，沒有細胞核的單細胞生物，它們是最簡單的生命形式，但在地球存在的時間卻最久，相比之下人類演化歷史還未超過500萬年。細菌可以說是適應性最強的生命體，從離地50公里的大氣層到海平面下10,000米的海洋深處，在土壤、水、植物、動物、放射性廢物和地殼深處，甚至在零度的冰川以及113℃溫泉中，都有它們的身影。可以說，細菌是進化程度最高的類群，因為面對環境變化，細菌的基因20分鐘就可以發生突變，而人類基因的突變則需要1萬年，所以地球上數量最多的物種非它莫屬。據美國佐治亞大學的科學家估計，我們這個星球上的細菌數量為500萬億億個，也就是5之後有30個零，甚至遠遠多於宇宙中的恆星的數量。
細菌等微生物不僅在數量上佔地球統治地位，而且細菌將地球氧氣含量維持在恆定數值，同時還維持地球生態系統中氮、碳和硫的均衡。可以說沒有細菌，就沒有地球生命存在。華盛頓州立大學微生物學家卡羅琳·博哈奇認為，“人類總是很容易忘記自己生活在一個充滿微生物的世界裡。其實，微生物才是這個星球的主宰。”
在人體裡，細菌的數量同樣超過人類自身細胞總數。上世紀70年代，以色列魏茨曼研究所的專家曾認為，細菌與人體細胞的數量比例為10：1，2016年他們將這一比例重新修訂為1.3:1，即人體內約有39萬億個細菌和30萬億個人體細胞，這裡統計的細菌類別還未包括古細菌、真菌和病毒，所以人體細胞占人體內的生物總量不到44%。於是，我們不禁想問：我們算是純粹的人類嗎？我們的身體似乎只是一個人類和細菌共生的超級綜合體。幸好人體細胞的體積和重量大得多，相比之下人體內細菌的重量只佔人體重量的2%，從而保證了我們在外形上的“人模人樣”。
那麼，人體身上如此多細菌從何而來？是父母遺傳還是後天環境賜予？
二、細菌，從何而來？
子宮是人類在世界上的第一個家，但子宮內沒有細菌，因此生命之初的胎兒是真正無菌的個體。只有當新生兒通過母親陰道自然分娩時，母親陰道內的乳酸菌就會轉移到寶寶身上並開始繁殖。同時，當母親用力擠壓寶寶離開母體時，來自母親大腸裡的細菌也有可能在生產過程中轉移到寶寶身上。所以，人體內第一個細菌不是來自遺傳，而是來自母親贈予，當然剖腹產的嬰兒就會少這份獨特的細菌禮物。
嬰兒出生的最初幾個月是與微生物世界建立聯繫的關鍵時期。剛出生的寶寶體內存儲了足夠水分，胃容量只有大約5-7毫升，相當於玻璃蛋珠大小，直到第三天胃容量會長到22-30毫升，這時媽媽給寶寶準備的第一餐也是人生中最重要的一餐——初乳，裡面含有大量活性營養物質，包括高濃度的乳鐵蛋白、免疫球蛋白、白細胞和特定的發育因子以及少量乳糖、鉀和鈣，更重要的是，還有細菌（共生菌）。這些物質奠定了影響寶寶一生健康的免疫系統。
最初，人們認為母乳是無菌的，但西班牙科學家發現母乳中含有超過200種細菌。無需擔心，這是因為它們是對人類有益的共生菌。當這些在母乳、產道及大腸中與人體共生的細菌進入嬰兒體內，幫助新生兒建立起腸道微生物系統。隨著新生兒與外界接觸增加，例如親人的親吻、食物和寶寶最喜歡將到處亂摸的小手含在嘴裡，嬰兒體內的細菌會變得越來越多，到嬰幼兒晚期大約3歲時，他們體內已形成和成人差不多的地球上最複雜的微生物群落。
事實上，地球上很難找到體內沒有微生物的動物。不僅是動物，而且植物也需要和土壤裡的細菌合作並交換養分。別忘了，細菌比人類早了幾十億年出現在地球上。科學家們推測，生命從單細胞向多細胞演化時，正是細菌的參與，多細胞生物才有可能出現。例如，人體細胞中的重要的胞器、能量加工廠——線粒體其實就是由細菌演化而來。細胞與細菌的合作源於互惠互利，細菌需要一個穩定的居住場所，但同時細菌貢獻了自己非凡的食物消化和自我保護能力，這顯然是一個雙贏結果，大家各取所需，共生共存，一路攜手走來。
但是細菌也曾傷害過人類，它們是人類的敵人還是朋友？
三、細菌，是敵還是友？
要回答“細菌，是敵還是友？”這個問題，首先有必要回顧人類對疾病的認識。
在古代文明中，疾病總和神、鬼怪等超自然力量相聯繫。例如，在古希臘神話中，宙斯為報復普羅米修斯造人以及盜取火種，將他親手做的（女人）潘多拉和一個盒子送給普羅米修斯的弟弟。好奇的潘多拉打開盒子，放出各種災難，疾病，困苦……所以醫學最初產生於巫術，人們相信疾病源自“神的譴責”，只有巫術才能結束疾病。人類歷史上巫術統治醫學的時間比科學統治醫學的時間要長得多，直到公元前五世紀，被後人尊稱為西方醫學之父的希波克拉底的出現，醫學才逐漸發展成一門科學。
希波克拉底用自然原因解釋疾病，即自然環境等外界因素造成人體內四種液體不平衡從而導致疾病，形成了著名的“體液說”。同時，他強調用自然方法恢復健康。但是到了中世紀，疾病是上帝的懲罰又重新成為主流，城市管理者和大眾對公共衛生的不重視，再加上城市人口急劇膨脹，導致高致病性急性傳染病快速傳播，造成人類歷史上幾次大災難。例如，十四世紀源於鼠疫桿菌的黑死病被認為是地球上第一個真正的大流行病，導致亞洲和歐洲人口減少了50%。19世紀被稱為“白色鼠疫”的結核病導致大約四分之一的歐洲成年人死亡。然而，當時的人們卻普遍認為，體液和瘴氣是這些傳染性疾病的元兇。儘管荷蘭的安東尼·列文虎克早在1676年就首次發現了細菌，但大家並沒有把這種小生物與疾病建立聯繫。直到200年後，法國微生物學家、化學家路易斯·巴斯德在1860-1864年間通過大量實驗研究了細菌與疾病之間的關係，開創性地建立了疾病的細菌學說，提出人們生病及感染源於細菌的觀點。該學說的實質：細菌是入侵者。
鼠疫桿菌
在細菌學說指引下，人們開始重視個人和公共衛生，甚至醫院產科醫生也開始在手術前洗手，此舉降低了2/3的產婦死亡率。至此，人類終於搞清楚,那些曾帶來滅頂之災的根源是一個個我們肉眼都看不清楚的微小生物——細菌。於是，人類在19世紀末和20世紀初開始對細菌全面宣戰，想盡各種方法消滅敵人。於是，消毒劑、清潔劑和抗生素等“武器”相繼被髮明，並被廣泛用到從水源到餐桌上的食物再到生活環境中的各個方面。人類作為地球上“最聰明”的生物，很快便取得與細菌作戰的初步勝利，21世紀以後全球不再出現大範圍急性感染性疾病的流行，細菌也因此成為不健康的代名詞，似乎只有無菌才更健康。這種認識甚至在100年後的21世紀仍深深根植於大眾腦海中，抗菌被許多人認為是保證健康的第一要素。
20世紀以前，由細菌導致的肺炎、結核病和感染性腹瀉是人類死因三大因素。20世紀後，公共和個人衛生狀況的明顯改善使傳染性疾病不再是影響人類壽命和健康的主要因素，人類預期壽命因此大幅增加，人們開始憧憬活得更久、更健康。然而事與願違，過去幾十年來人們卻被各種慢性疾病困擾，如過敏（如蕁麻疹）、自身免疫性疾病（如風溼、硬化症）、代謝類疾病（如糖尿病）、退行性疾病（如阿爾茨海默）和癌症等所謂“文明”類疾病。可是，這些疾病在人類進入工業社會之前並不普遍。如果說人類壽命延長是加速這些疾病的一個重要的原因，那麼還有什麼因素會助長這些慢性病流行？
坦白地說，到目前為止我們仍沒得到明確答案，但越來越多研究顯示，其中一個重要影響因素就是源於現在的生活環境太乾淨。為了健康，人類大規模徹底清掃和消滅細菌，相信“越乾淨，越健康”，但這種所謂的“乾淨”卻將我們從一個極端帶到另一個極端。雖然我們解決了感染性疾病對人類的威脅，但也開始飽受諸多慢性疾病折磨。
很顯然，絕大多數細菌對人體無害，反而做了很多人類細胞不能完成的事情，不然人類不可能生存到今天，也不可能讓這麼多數量上佔優勢的生物在臥榻旁酣睡。為了解釋細菌對人類健康的影響，科學家們按照人類的是非邏輯，對這些細菌提出了一個哲學意義的分類——共生菌、致病菌和條件致病菌。從字面上看，共生菌是對人體有利的菌種，反之則是致病菌。對人體而言，只有致病菌才是入侵者，必須堅決消滅；有趣的是條件致病菌，如果它們數量處於劣勢時是良民，但一旦數量處於佔優地位，這些良民就會變成暴徒並興風作浪。
可見，細菌“是敵，還是友？”最終取決於人類，取決於我們如何管理好自己的超級生態系統。當我們體內生態系統處於平衡時，細菌是友，反之便可能成為敵人。顯然，為了人類自身健康，是時候重新定義“乾淨”並認真考慮如何和我們的細菌朋友和諧相處，因為細菌早已是我們生命中的一部分。在生態系統中沒有好人和壞人，大家只是扮演不同的角色，履行各自的職責而已。
（未完待續）
參考文獻：
1.Revised Estimates for the Number of Human and Bacteria Cells in the Body,PLoS Biol. 2016 Aug; 14(8): e1002533.
2.The human milk microbiota: origin and potential roles in health and disease，PharmacolRes. 2013 Mar;69(1):1-10. doi: 10.1016/j.phrs.2012.09.001. Epub 2012Sep 10.
3.Role of the Human Breast Milk-Associated Microbiota on the Newborns'Immune System: A Mini Review，Front Microbiol，2017Oct 25;8:2100. doi: 10.3389/fmicb.2017.02100. eCollection 2017.
4.哈諾·夏裡修斯，裡夏爾德·費裡柏，細菌：我們的生命共同體，中國臺北，城邦文化事業股份有限公司，2016.
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