生科新知—冬陽時間5

細菌:我們的生命共同體》

Bund fürs Leben - Warum Bakterien unsere Freunde sind

作者:哈諾.夏里休斯, 里夏爾德.費里柏

原文作者:Hanno Charisius, Richard Friebe

譯者:許嫚紅

出版社:商周出版

出版日期:2016-02-05

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選書、導讀:馬可孛羅文化副總編輯冬陽

◎內容簡介

  人類以為細菌是我們的敵人,欲除之而後快。但過度害怕細菌讓人生病,大多數的細菌都是我們生命中的好夥伴,協助對抗腫瘤、肥胖和心血管疾病。

  當你出生的那一剎那,成千上萬的益菌也和你一起出現在這個世界上,它們是你生命中永遠的好夥伴。

  夏里休斯和費里柏為我們開展了微生物世界的驚奇旅程,釐清人體內生態體系的運作機制,細菌不只影響了我們的消化、情緒、伴侶選擇和思考能力,甚至還協助對抗腫瘤、過敏、肥胖症、營養失調、心血管、腸道問題等文明病,過度的消毒殺菌反而讓我們面臨體內的生態浩劫。

  我們應該把體內的微生物生態系統當作一座花園細心呵護,善待體內的益菌,和數千億個好夥伴共度更健康的生活。

 本書特色

  2015年奧地利年度科學書籍獎決選書單

  徹底顛覆你對細菌的看法!

  你知道微生物療法嗎?你知道什麼是益生菌和益菌生嗎?微生物產業是未來醫療工業的一大趨勢!

名人推薦

  專文導讀

王永樑╱長庚大學生物醫學系副教授

  陳俊堯╱慈濟大學生命科學系助理教授

  黃生╱國立臺灣師範大學生命科學系名譽教授

  推薦

  周成功╱陽明大學退休教授

  鄭國威╱PanSci泛科學總編輯

  蘭萱╱中廣蘭萱時間主持人

  .「將細菌微生物的歷史、最新知識與觀念寫得最鉅細靡遺的科普書!」──王永樑╱長庚大學生物醫學系副教授

  .「平易近人的妙語散在書中各處,讀這本書恍如在欣賞梵谷的〈星夜〉」──黃生╱國立台灣師範大學生命科學系名譽教授

  .「夏里休斯和費里柏匯集了關於我們微生物室友的所有知識,描述細菌如何讓我們變胖變瘦、既能導致、也能治癒疾病。」──《漢堡晚報》(Hamburger Abendblatt)

  .「夏里休斯和費里柏用輕鬆活潑的筆觸講述深厚可靠的科學證據。」──德國《科學畫報》(Bild der Wissenschaft)

  .「兩位極具新聞技能的科學專家為我們開啟了驚險刺激的微生物世界……極具啟發性的書!」──德國《星期五週報》(Der Freitag)

  .「仔細嚴謹的研究及生動簡潔的語言。」──瑞士《每日廣訊報》(Tages Anzeiger)

  .「夏里休斯和費里柏用詳盡且極其幽默的筆觸來講述人類和微生物的共生。」──德國《時代知識》(Zeit Wissen)

  .「有趣、生動且極其深刻的書!」──德國《科學光譜》(Spektrum der Wissenschaft)

  .「本書輕鬆地囊括了當前的科學脈動、十分平易近人、易於了解……,兩位作者為人類和微生物的共生找到全新的形象。」──《德意志電台》(DLF)

  .「本書詳述了這個受到高度關注研究領域的有趣事蹟,揭示細菌對癌症與我們心理的影響。」──《西德廣播公司》(WDR 5)

  .「極富娛樂性的書!講述一個新興的研究領域。」──《德國文化廣播電台》(Deutschlandradio Kultur)

◎作者介紹

作者簡介

  .哈諾.夏里休斯Hanno Charisius

  1972年生,大學在德國不來梅攻讀生物學,曾於《麻省理工科技評論》(MIT Technology Review)、《連線》(Wired)雜誌擔任編輯。2010╱2011年獲得麻省理工學院科學記者獎學金,現居慕尼黑。

  .里夏爾德.費里柏Richard Friebe

  1970年生,大學在德國康茲坦斯和南非約翰尼斯堡攻讀生物學,持續為德國各大報紙,如法蘭克福匯報(F.A.Z)、南德日報(S.Z)等寫專欄,曾任南德日報出版社編輯,2010年獲得科學記者獎(Georg von Holtzbrinck Preis für Wissenschaftsjournalismus),現居柏林。

  兩人於2013年合著《基因駭客》一書,頗受好評,《細菌:我們生命的共同體》為兩人合作的第2本書,亦廣受各界讚譽,入圍2015年奧地利年度科學書籍獎決選。

 ○譯者簡介

  許嫚紅

  曾旅居德國數年,喜愛德文,鍾情蘊藏於這門語言之中的邏輯,以及由此建構而出的世界觀。

◎目錄

推薦序

〈培育個體內的微生物生態系統花園〉╱王永樑

〈一起來認識你的原核成份〉╱陳俊堯

〈恍如星夜〉╱黃生

中文版序

引言

不用動刀的移植手術

短短數年間的轉變

未知的國度

人類體內的塞倫加蒂不該喪命

一千億個工作伙伴

微生物的力量:從腸道到心理,再到腫瘤

第一部.微觀人類

1 人類超級生物體

細菌們,生日快樂!

由生物性的「我們」作主

每個微生物群系都是獨一無二的

你的微生物地址是……?

來自母親的第一份生日禮物

2「我們」國度大探索

指甲測試

蚊子磁鐵

看看肚臍

讓我們談談性吧!

口腔裡的戰場

接吻、咬傷、妨礙

3 腸道同居宿舍

盲腸:細菌避難所

第二個大腦

秩序占了微生物一大半的生活重心

腸道黑盒子

4 遠古之敵,陳年老友

保護和利用

愛你的宿主像愛你自己

代價、愉悅、寄宿處

牙膏──演化策動者

5 動物農莊

全面進駐

內建的太陽能發電廠和製糖廠

瘤胃是一種徵兆

猶如布萊梅樂隊

新種崛起

6 微生物學簡史

以毒攻毒

全是擠奶女工的功勞

釀成大病的小傢伙

名叫柯霍的鄉下醫生

芬妮的配方與佩特里的熱賣品

好菌?

第二基因體

7 尋找失落的細菌

文明的細菌荒

有誤的專業

進階的細菌療法

8 微生物之愛

親吻無法獨力完成

把你的果汁給我

肌膚相親

第二部 自我對抗的人類

9 抗生素——一場生態浩劫

製造脂肪的藥物

對抗微生物的副作用

從老鼠到人類

腸道裡的手榴彈

純淨過了頭

10 如果普拿疼成了毒藥

長壽的線蟲

數位化的心臟毛病

喧鬧的迷你肝臟們 — 腸道解毒

暢銷藥物的毒子毒孫

分析或是放棄

11 兩種出生方式和人工剖腹的一二事

沒灰塵、沒細菌,不代表沒問題

通往充滿生命之途

最初的一千天:決定健康的關鍵期

衛生過了頭

權威學者(尚未提出)的建議

添加預防性抗生素的幼兒早餐

子宮之外

第三部.消毒的疾病

12 免疫系統的學校

更多的托兒所!

我們的小農場

偏執的守護者

麩質和其他無福消受的東西

生乳才是關鍵

加了太多料的蔬菜湯

什麼都有可能

13 肥胖症、糖尿病及微生物的影響

主導一切的史氏菌

細微的差異、巨大的功效

昨日的生存優勢、今日的威脅

糖 — 房間裡的大象

職業介紹所的腸道職缺

會傳染的纖瘦

改變飲食:多樣性與植物

14 肚子的感覺 — 細菌如何影響我們的心理

寄生蟲的命令

勇敢的老鼠

經優格釋放而出

灰質上的腸道免疫細胞

五十億的問題

聯合起來吧!各派學者

腦部的早期發展

15 請問總理,微生物是助長還是抑制了腫瘤?

乳桿菌的防護

克弗爾可預防癌症?

大火雖好,燎原就不妙了

鐸並非真的那麼棒

這麼做會肚子痛

多酚,具有療效的細菌飼料

搭便車或是渦輪增壓器?

16 用桿菌取代 β 阻斷劑?

貝克實驗室寓言

人體試驗

給素食主義者的肉

就像偶爾來塊牛排般奢侈

17 生病的腸道

腸道激躁症

飛機上的蟲

為防護牆注入強化的生命力

膽囊之愛

纖維質的角色

請開一帖安慰劑

第四部.微生物療法

18 吃優格延年益壽

與微生物相關的間接證據

錯誤和欠缺的建議

關於風險與副作用

打開膠囊、放進細菌、闔上膠囊

發酵、發酵、發財讓人呵呵笑

多吃酸菜!

個人化的細菌療法

生物性預防與未來的益生菌

19 為健康捐贈的十億

古老的方法

來自上天的禮物

徒勞無功的研究

尋找合適的捐贈者

人造糞便療法

20 細菌策略 — 為個人微生物群量身打造的醫療

一種臨床表現、多種致病因素

散彈式療法

個體基因、個體的細菌基因

理想的淘汰賽

害群之馬

腫瘤所培育的細菌

邊吃優格邊等待

第五部.向錢進

21 清洗、淨化、修復、收費

成為超級巨星的外科醫生

腸道的清洗設備與保養工具

足浴療法不為人知的伎倆

更乾淨的肝與危險的黴菌

22 有效微生物:拯救世界的八十種微生物

「世界上有些東西是無法解釋的」

飄浮在第七層雲端上的教室

23 腸道有限公司

細菌療法即經濟成長力

經基因科技改造的乳酸菌

細菌的奧祕與商業機密

把細菌當藥

進程中的高壓

結語

身體的核心領域

你們是誰?都在做些什麼?

生命聯盟 — 全新的人類圖像

細菌的需求

細菌與個人性格

細菌與私有領域

體內的園丁

為什麼細菌是我們的朋友?

專有名詞對照表

◎序

推薦序:〈培育個體內的微生物生態系統花園〉―王永樑長庚大學生物醫學系副教授

  這是一本介紹細菌的科普書籍,也是我看過將細菌微生物的歷史、最新知識與觀念寫得最鉅細靡遺的科普書!

  我的細菌,就是你的細菌

  只要談到細菌,大部分的人都是負面的想法,多半是避之惟恐不及。打從幼兒園的教育開始──「勤洗手,避免細菌、病毒感染」養成的良好習慣,加上臺灣歷經一次SARS病毒感染的死亡威脅,以及幾年前H1N1流行性感冒的爆發,大家已經習慣性地把細菌及病毒當成我們的敵人,是所有疾病的始作俑者。尤其臺灣人總是喜歡將一件事情簡單化──細菌等於「不乾淨」,不乾淨等於「會生病」,這種簡單的思維深深地灌輸在每個人腦海中。舉凡生活周遭事物,從公車的座位把手、捷運站的手扶電梯,到百貨公司美食街的座椅,到處都可以看到「已經消毒殺菌,請安心使用」的字眼,讓民眾更加深信「細菌就是造成疾病的問題之首」!所以全體動員,拼命清潔消毒,消滅所有的細菌!

  我在大學是教授微生物學的,首先把病毒與細菌分開來:病毒的確是造成幾個重要感染性疾病的根源;細菌則不然,細菌充滿了整個地球環境,細菌是有細胞的個體(病毒是絕對寄生的微生物),細菌的種類是多樣性的,最重要的是──有好菌與壞菌。由此可知,我們不能一味地將所有的細菌都消滅掉,至於說,一般大家很少知道的,身體內到底有哪些好菌,或者是我們所接觸到的細菌到底那些是好的,哪些是不好的?這本書都有很詳盡的說明。

  吃糞便變健康

  怎會有這種事?自從2012年美國〈臨床胃腸病學期刊〉首次發表這種醫學治療方法;雖然大部份的醫師還是拒絕使用這種令人作嘔的治療方法,但是這幾年來,腸道中益菌的用途及好處開始受到民眾的重視,大家紛紛開始重視有益的細菌。益生菌不只是大家所知道的酵母菌或者發酵的細菌而已。上述提到的吃糞便來治療某些腸道發炎疾病,其實正式的名稱為「糞便細菌移植術」,就是把捐贈者的糞便稀釋後注入患者體內。這麼做的主要目的就是把益菌群落植入缺乏健康腸道菌的患者體內。很多動物其實都會食用自己的糞便,最熟知的例子就是兔子:兔子這種類型的動物就是因為牠們的胃中的細菌數目有限,所以要想辦法回收糞便中隨著食物一起被排出的細菌,因此兔子這類的動物都會食用自己的糞便。當然,還有其他小動物(爬蟲類等)也都會吃自己的糞便,來增加吸收食物中的維他命,所以說,人類也應該要認清並且重視存在腸道內的十幾億隻細菌。本書針對這部分有詳細並且非常生活化的說明。絕對值得讀者仔細研讀,並且分享給身旁的親朋好友。

  益生菌、益菌生

  本書作者一開始以生活趣事的方式帶領讀者認知,細菌對於人體的影響並不輸於我們日常生活中攝取的飲食,利用這些例子告訴讀者,留下好的細菌,勢必對人體的健康會有更多的幫助。等讀者開始有了這個觀念,作者再開始引用很多科學文章的論點,深入淺出地介紹人類微生物群系計畫,闡明全面性瞭解微生物的重要性,這本書也利用演化的觀點,來介紹腸道細菌──一般大眾最重視的細菌群落。接下來才提到我們大量使用抗生素來消滅細菌,會帶來危害人體健康什麼樣的危機。當然,從糞便療法的介紹中,作者同時也提到了細胞療法、微生物療法、豌豆食療法、寄生蟲療法,甚至於醫學界未來想要發展的「微生物生態系療法」,在本書中都有詳細的介紹。最後,本書也提到兩個易混淆的名詞:「益生菌」及「益菌生」,前者是體內有益腸道的活菌,後者則是可以刺激腸道內好菌生長的「食物」。此外,本書也特別提到了,人類吃了有益的細菌,可以減輕精神疾病,改善關節疼痛,可以延年益壽等相當顛覆傳統觀念的知識,這些論點都是俱有科學的根據。相信只要讀完這本書,對於細菌的生態與人類健康相互合作的關係,將會有新的認知與觀念。

  我想,「細菌:我們生命的共同體」這個書名取得真好,無非是希望改變過去我們一直將細菌視為敵人的觀念;以及無論好菌或壞菌,一律將它們趕盡殺絕的做法。試著接受細菌就是我們人體的一部分,也就是書中提到的──我們每個人都有個「細菌我」的存在,正視細菌對於人體健康的付出與貢獻。也許不久的將來,我們真的會把自己體內的微生物生態系統當作一座花園培育,細心地調整養分,好好地善待體內的益菌,相信它們也會產生更多的魔力,來回饋主人的健康。

 ○推薦序:〈恍同星夜〉―黃生/國立臺灣師範大學生命科學系名譽教授

  「每個人都是一顆星球,提供了微生物不計其數、豐富多樣的生存環境!」這本書從宏觀角度看微生物群系,再進而微觀人類的生態系統:「這個生態系裡有乾燥荒漠,偶有洪水來犯,跟我們的指甲很是相像;水氣豐沛的雨林則近似陰道或肛門,潤澤的大草原形同腋窩,而水晶般透澈的湖泊彷彿人類雙眸,種類繁多的綠洲像是肚臍,山林如髮梢,而暗黑洞穴就是耳朵、鼻子和喉嚨。」同時提醒我們某個生態區位的生物多樣性組成和功能:「直腸可說是地球上最適合微生物生存的空間,大量豐富的微生物就在胎兒出生、母體擠壓下腹部的過程中,黏上了新生命,和新生兒結下了生死之交。」

  細菌的多樣性動輒千種,也難怪需要藉著像「肚臍多樣性計畫」這樣的怪專題來探索;其實,「皮膚生態學家除了肚臍還能研究什麼領域呢?」這是何等有趣的問題呀?這本書裡有趣的問題還真不少,舉幾個例:

  其一、為什麼有些人特別容易招引蚊子,而有些人卻連蚊子都避之唯恐不及?為什麼陰道微生物群落的多樣性程度是人體全身上下最低的?

  其二、如何藉由改變全球牛隻的腸道細菌,讓牠們不再排放出甲烷這類比二氧化碳破壞力更強的溫室氣體?

  其三、穆利斯在80年代發明了聚合酶連鎖反應,因而獲得諾貝爾獎,卻被認為是科學史上的一大諷刺,這有什麼不對嗎?

  其四、20世紀中期開始,抗生素加劇了人類和微生物之間的緊繃關係,迫使細菌終究棄人類遠去:細菌已經和我們共存了這麼長一段時間了,如果牠們消失,我們會發生什麼變化呢?

  其五、農人為了讓豬隻肥美而給予牲畜生長促進劑,那麼換作把這些添加劑餵養給孩子時,又會有什麼樣的結果呢?全球有1/10的人口過重,過胖與使用抗生素有關係嗎?肥胖、纖瘦會傳染嗎?

  其六、「一肚子學問」這句話,說的其實是「腸腦軸線假說」,腦袋與肚子間的作用機制和細菌又有甚麼關係?

  我特別喜歡這本書的理由很多,我個人學的是生態演化,這本書一開始就抓住了我;我是個老腦筋,但還不至於使用「糞便懸浮物口服處方」或吃點「童便」以獲得兩歧桿菌,解決我的拉肚子問題。我還喜歡書裡像是「發酵、發酵、發財讓人呵呵笑」等等的大小標題,邊看就忍不住吃了一口原味優格。此外,本書的旁徵博引也真是引人入勝,第八章裡「親吻無法獨力完成」那段文字簡直美極了:「拿破崙在他遠征埃及的途中可能曾在給約瑟芬的信裡提到『別再沐浴,我旋即歸來』。」這該是和「微生物匹配」有關,真是天曉得!可是也就是這樣平易近人的妙語散在書中各處,讓我在讀這本書時恍如在欣賞梵谷的〈星夜〉(Starry Nightoverthe Rhone)。

  這是一本很好的科普讀物,內容豐富,許嫚紅譯得又好,特別推薦給愛看書的朋友們。

◎內容連載

 ○【推薦序】〈一起來認識你的原核成分〉―陳俊堯/本文作者為慈濟大學生命科學系助理教授

如果我是在20年前講書裡的這些內容,一定有人會覺得我瘋了。因為以當時微生物學的知識來判斷,這些事是不可能會發生的,就像沒電話就不能跟國外的人講到話一樣。

在過去的那個世界裡,人和細菌是對立的,大部分人類認識的細菌都是危險而不懷好意的。而今天我們到底多知道了些什麼呢?腸道裡的細菌能影響健康,不意外。但是細菌居然可以影響肥胖?神經內分泌系統也都會受細菌影響?影響情緒?連社會行為都要受到細菌左右?自閉症也可能是細菌造成的?原來腸子裡不起眼的細菌們竟然在某種程度上掌控了我們的生活!

跟腸道細菌相關的研究及知識正以驚人的速度累積。在今天,談人體或動植物的共生微生物已經成為最熱門的話題,因為細菌似乎能以各種你想不到的方式影響你的生活。談人體微生物的科普書一本接一本問世,但還是填不滿人們對這些微形室友的好奇心。這群最貼近我們,但事實上我們卻對它們全然陌生的盟友們,到底會怎麼影響到我們的日常生活呢?這本書正好是本好玩而又有點深度的入門書。

每個細胞裡都有一隻共生細菌

細菌跟很多生物都有著密切的共生關係。這現象其實也該是理所當然的,因為細菌比動物、植物都還早來到這個星球上,而且早了上億年。直到現在,我們身體的每一個細胞裡都還住著一隻改頭換面的細菌。在古早古早以前一隻細菌被招募進入另一隻古菌的細胞裡共生,組成了第一個真核細胞,而當年那隻細菌變成細胞裡的胞器粒線體。真核細胞有了粒線體的能量支持而變大,從單細胞變成多細胞的生物,體型逐漸巨大化。而它的那些在外闖蕩的野生同伴們,有些轉而進入這個巨大生物體裡,選擇共生或是成為敵人。其實想想這如果把主角換成人,這故事就會變成一群兒時玩伴在動盪的時代裡討生活,有的人在命運捉弄下成了拔刀相向的仇敵,有的人還默默在一旁守護著你,即使你根本沒注意到它的存在。

細菌的世界裡才沒有人類這些無聊又複雜的情感糾葛。但是它們唯利是圖,只要有利,總是會有細菌去嘗試然後用那種方式來生活。細菌發現共生對它們有利,就會有細菌去和動植物共生。最近十年來成堆的研究明確指出,不管你是動物還是植物,統統擺脫不了和細菌共生的命運。有些細菌住在植物的組織裡面,製造植物荷爾蒙來影響植物的生長。昆蟲體內也有細菌,可以決定這隻蟲兒能不能成功養育出下一代。身為動物的我們,腸子裡也住著以各種方式影響我們健康的細菌。而且就像書裡說的,我們還是從媽媽那裡「繼承」了這些細菌。植物會把共生菌放進種子裡,昆蟲會把共生菌放在蟲卵邊,就是要讓自已的下一代一出生就沾上細菌,和它們建立合作關係。原來細菌也是種傳家寶呢。最近的研究結果還懷疑細菌可以從外面控制那隻困在我們細胞裡的同伴,來增進自已的利益。如果把這些細菌故事收一收來編劇本,我想可以再拍一部電影續集了吧。

為什麼該讀這本書

這本書是本值得推薦的入門書。書裡收集了這些年來引領腸道微生物研究的重要人物和研究,讓他們一個一個在書裡現身。作者巧妙地串起這些原本該是艱深的研究成果,將它們變成俏皮的故事,讓你輕鬆吸收進入這個領域所需要的知識與概念。這本書裡提到很多你不知道的真相,原來細菌是我們在這個世界第一個朋友,原來我們自以為能主宰意志,卻沒意識到細菌悄悄在影響我們的情緒及判斷。連你轟轟烈烈的愛情故事,可能也有細菌干政的痕跡呢。你還是你自以為的那個萬物之靈嗎?科學家逐漸接受生物體應該是這隻生物和附生微生物加起來的集合,這些微生物應該被視為一個器官那樣地參與這個生物的生活。所以你身上的細菌們該算是你的一部分,而你應該要一起來認識自已的原核成分。

 ○【中文版序】

在每年諾貝爾獎宣布前夕,媒體對於誰會得獎、獲獎人的專業領域為何,總是有諸多的揣測。這幾年間,「微生物」、「腸道細菌」或「益生菌」等名詞從未跳出討論的範疇。其中最無庸置疑的,是這個領域中的頂尖科學家──聖路易斯華盛頓大學的傑佛瑞.高登(Jeffrey Gordon)遲早會接到來自斯德哥爾摩的電話。

近年來,興起對於人類與體內外微生物共生的探索,部分生物學和醫學的支流也隨之快速發展。然而這不是因為人們突然明白,微生物對人類健康的意義有多重要,也不是因為希望能提供給醫生和一般民眾預防和治療諸多疾病的方法,而是因為細菌──和其他微生物,是健康生活的必需品。

我們的《細菌:我們生命的共同體》在歐洲獲得多個科普類書籍獎項提名,書中描述了那總是令人驚嘆的發現:人類和所有其他的高等生物,都與無數有益的微小生物結成生命共同體、超級生物體,以及協調一致的共生關係。這些微小生物不僅幫助我們消化,還保護我們不受它們的表兄弟──也就是那些致病微生物──的侵襲;它們不僅是不可或缺的伴侶,更近乎全方面地影響我們的健康。它們和其所生產的物質能防止蛀牙、過敏和癌症,也極有可能影響心臟疾病的消長,甚至能決定我們快樂或沮喪。它們是如此地舉足輕重,因而成為生物技術和醫療保健行業中主要成長的領域之一。

哈諾.夏里休斯和我都非常高興這本書將在臺灣以中文出版,對我來說意義尤其特殊。我經常待在臺灣,我的妻子是臺灣人,我們的兒子至少有一半臺灣血統。從基隆一直到臺北、宜蘭、花蓮、臺中、臺南、高雄和墾丁,我結識了這塊土地和其上極其友善和有耐心的人民。我期待著有一天,收到讀者在某家書店和我們的書自拍的照片。

基於自己在臺灣的經驗,我深信本書提到的許多事例,臺灣讀者和西方人一樣,不會太過吃驚。因為我對臺灣的認識除了城市和鄉村、寺廟和國家公園、山峰和海灘以外,當然還有臺灣美食。當中的許多元素,例如大量的新鮮蔬菜,和臭豆腐等各類發酵食品,現在都廣泛地被建議用來維持腸道菌群的平衡,使人們擁有更健康的腸道,這讓享受臺灣美食變得更加順理成章。而我們天天在家裡吃的新鮮優格,更是我親愛的岳母從臺灣替我們購買了器具及新鮮益生菌來製作而成的。

在臺灣,對於人類和細菌健康共生這個領域,也不乏專家學者的深入研究。臺灣大學的潘子明教授及陽明大學的蔡英傑教授都是知名的細菌、益生菌研究員。臺大生物多樣性研究中心也從資料中發現,嬰兒之所以能夠從哺乳中獲益,是由於母乳的成分讓嬰兒的腸道細菌組成特別穩定且有效率,讓病菌無機可趁。此外,對植物微生物進行的研究,對農業發展來說意義重大,其中的佼佼者如臺大的林乃君副教授。也有臺灣學者在世界級的研究機構中工作,像是哈佛牙醫學院聯盟的麻省劍橋市福塞斯研究所(Forsyth Institute)的Tsute (George) Chen。以及許許多多叫得出名字的學者在這個領域努力耕耘。

近幾年來,世界各地包括臺灣的微生物學研究者和相關的研究項目,皆翻倍地成長,民眾對微生物的興趣也急速上升。幾年之前,這個領域根本還沒有人能問鼎諾貝爾獎,如今卻在大學、研究機構、生物科技企業、科學出版品、醫療院所、科普文章、電視節目中隨處可見。如同你們現在手中的這一本書。

哈諾.夏里休斯和我都期望你們能從這本書中獲得啟發。

里夏爾德.費里柏

2016年1月於柏林

○第一章 人類超級生物體

每個生命的誕生都代表著一個人類和10億細菌共生的開始,這是由雙方共同組成的生命聯盟

一道拉得長長的淒厲尖叫。這道尖銳喊叫的本質,可能就連大文豪海明威或聖修伯里都無法以筆墨形容,換作村上春樹應該也拿它莫可奈何。我們所知道的大概就是:這聲尖叫幾乎從腦門一路貫穿到了腳底,一波又一波的超高音頻不斷襲來,首當其衝的那名男子看來有些倉皇失措。他一手抓著白得發亮的棉花輕拭女友的額頭,另一隻手則緊握著她的手,試著要對上她的目光,然後他轉頭困惑地望著助產人員。他的女友則瞪大了雙眼凝視著遠方,目光約莫落在產房裡白色牆壁和奶油色天花板的交界處。

才剛喘了口氣,下一波陣痛又隨即襲來,又是一道撼天動地、如玻璃般清亮卻令人毛骨悚然的淒厲喊叫。子宮頸張得很開,已經可以見到小小的頭顱了。助產人員不斷催促著女人繼續用力、用力、再用力。沒錯!沒錯!就是這樣……接下來的一切就發生在轉瞬間:小小的頭顱滑過了子宮頸,助產人員以熟練的口吻和手法從旁協助女子,持續鼓舞著她。胎兒小巧的身軀就這麼從女子的體內被帶了出來,呱呱墜地那一刻,胎兒便成了嬰兒。切斷臍帶、擦乾身體後,看來沒什麼大礙的寶寶就可以送回媽媽身邊了。周遭頓時靜了下來,剛當上爸爸的男子默默流下了眼淚,嬰兒母親的視線則落在小小的頭顱上,眼裡閃爍著耀眼光芒。恭喜他們!

像這樣平凡但順利的生產過程,只要親眼見過一次,就絕對忘不了,對醫院的實習生來說便是如此,本書作者之一就屬其中的一員。親自迎接新生兒到來的父母親當然更不可能忘記,儘管許多人聲稱自己在那個當下情緒過度緊繃、激動不已,以至於後來只留下了模糊的印象。

產房裡一陣熱鬧喧騰,護理人員細心地清理善後。一個全新的生命正式向世界報到。

與此同時,一旁也有了其他動靜,靜悄悄地、一點也不衛生,而且非常不正式,但同樣生氣蓬勃。

曾經參與過生產過程的人,一定都會對下列的場景留下了深刻印象:產房裡一塵不染,醫護人員用的是潔白無瑕的棉花,全室更是瀰漫著一股與其他科別截然不同的氛圍。胎兒必須自己想辦法通過母親的陰道,眾所皆知,女性的陰道有各式各樣的微生物活躍其中,絕大多數是乳酸菌。母體擠壓下腹部的過程中,通常腸內也會有東西跟著從肛門排出,落在胎兒必須通過的地方;直腸可說是地球上最適合微生物生存的空間,裡頭住著大量豐富的微生物,胎兒不但被這些微生物包覆著,也會把微生物吃下肚,然後在股溝的地方轉入小直腸,另外,小巧的指甲下方也藏了東西跟著一起移動。隨著胎兒的出生,種類繁多且不計其數的微生物也有了新的宿主,儘管清洗或擦拭新生兒會除去一些微生物,但是用不了多久,微生物的數量便會翻倍成長。母親將新生兒抱在懷裡時,皮膚上的細菌會轉移到嬰兒身上;當她哺乳時,會有更多的細菌經由乳頭進入嬰兒嘴裡。如果有人覺得這真是噁心,不但不衛生,還可能危害新生兒,甚至因此大病一場的話,那麼可就錯得離譜了。

細菌們,生日快樂!

人們總希望新生命能健康快樂、長久地活在世界上,然而出生當天──也就是每個人的第1個或是第0個生日,視個人的算法而定──卻不單單只是一段生命的起點,這天同時也是我們生命共同體的生日,一段結盟的開端,直到死亡那天才會瓦解分離。一切是如此理所當然,安靜低調又不引人注意。初始時,這段關係波動不已且變化多端,慢慢地才逐漸平穩下來。進入穩定期後,人類和微生物彼此磨合、互利共生。在漫長的一生中,隨著個人成長狀況、生活環境或是飲食習慣的改變,作為宿主的人體或多或少會發生變化,但絕大多數的盟友仍會與我們攜手共進,直到生命的終點。

為了生存,微生物群系(Mikrobiom),也就是寄生在人類體內和身體表層所有微生物的統稱,和它們的宿主自始至終都保持著理想的友好關係

一般認為,「微生物群系」一詞是由獲頒諾貝爾獎的知名細菌學研究者,同時也是分子生物學家的萊德柏格在西元2000年左右所創造的,至少當代微生物學權威高登在其專論中是這麼認為的。「第二基因體」一詞的出現則和人類首次完成基因體解碼差不多同時,是由數百萬個尚待進一步研究的微生物基因所組成。實際上,像這樣的基因體不只一個,我們通常將一整群細菌的集合稱作微生物相(Mikrobiota),也有人使用腸內菌叢這個聽來頗富詩意但稍嫌過時的叫法,儘管腸子裡頭並沒有長出任何植物。

過去幾個世紀以來,人們慢慢意識到細菌,包含許多真菌、甚或是病毒並非只是一群在生命旅途中搭了我們便車的傢伙,或是賴在37度人體內取暖的寄生食客。事實上,它們在許多意想不到的地方幫了我們不少大忙。直到最近幾年,我們才發現這些寄生者不僅是益我良多的好伙伴,一個人的生、老、病、死,是否健康無礙,或是病痛纏身,也都與它們息息相關。

打從生命的一開始,我們就和超過1千種以上、總數約數百兆個微生物共同生活在一起

如同生活中許多尋常的小事,除非我們察覺到不對勁或懷疑少了些什麼,才會意識到那些平日被視為理所當然的小細節竟是如此重要。要是少了這些共生的伙伴,我們的麻煩可就大了。首先,我們就再也無法好好消化平日豐富多樣的飲食,我們的皮膚也可能不再具有保護的作用,更糟的是,這麼一來,我們幾乎等於對所有微生物門戶大開,其中當然也包含了讓人生病的危險病毒。

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,因為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:當某個生態區位已被既有物種盤據,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,除非新物種所挾帶的強大優勢足以壓制早已站穩地盤的競爭對手。

由生物性的「我們」作主

我們對自己身而為人的認知大多建立在個體性的基礎上,每個人都是獨特且與眾不同的。無論男女,人人都有他或她專屬的特質,像是性格、天賦、能力、無可取代的眼神、聲調和基因。不過這並不表示每個個體都只有自己孤零零一個人,即便是紐芬蘭島上離群索居、性情乖僻的隱士也絕非是全然孤獨的,因為在他體內、生活周遭,以至於皮膚上都覆蓋著滿滿的微生物。

還不只這樣,我們和這些微生物的連結極為緊密,若以知名的心理—社會人類學判準來界定,雙方往來的融洽程度可說是不分你我。附著在皮膚上的細菌就和皮膚細胞一樣,具有保護皮膚的作用;另外,跟酶比起來,腸內菌有時更能有效分解食物,而分佈在女性陰道的細菌或許不像精子和卵細胞能生生不息、繁衍後代,但這些細菌亦有所貢獻,更不用說它們是讓女性倖免於尿道感染的守護者。

從社會學的角度來看,每個人基本上都是一個「超級生物體」,也就是一個由眾多單一生物體所構築起來的群體。這些單一生物體各自有其個體性,也各有所好與所求,但也同時與其他生物體持續進行交換、溝通或相互箝制,進而成就一個看似完整且多數時候維持穩定運作的大整體。這個大整體可以是喜劇角色馬爾參的辛蒂,也可以是來自克爾彭的舒馬克或是來自波鴻的流行歌手赫伯特。就目前所知,單是人類這個範疇裡就有整整七十億個這樣的超級生物體,這還不包括其他各形各色的動物,因為牠們也跟人類一樣,並非純然無菌,而是有大量微生物寄居其中、附著其上。當然植物也不例外,它們從葉片、根部、樹皮和果實全都被這些不但無害,反而益處多多的微生物層層包覆,甚至連影響葡萄酒風味的風土人文條件也要歸功於葡萄串上的微生物。

生物學家更發現有些生物實際上是一個由多種生物密切合作、互利共生的社群整體,珊瑚便是一例,他們為這種生物創造了「共生功能體」的概念。套用瑞士文學家弗里施的話來說,人類也是以共生功能體的形態出現。

如果換作社會民主黨的黨員,那麼他們會說:由「我們」作主。

這種共生功能體或超級生物體的存在形式並不代表平準化或是去個體化;相反地,每個「我們」都是獨一無二的。

每個微生物群系都是獨一無二的

每個人都有專屬自己的指紋、獨特的口音或腔調、他人無法複製的生命歷練和舉世無雙的基因組合(即便是同卵雙胞胎也會有些許差異),同樣道理,微生物指紋也是因人而異的。

我們找不到如出一轍的兩個人,寄生在人體身上的微生物群聚也不可能完全一致。

就我們目前所知,這種寄居關係不但穩定且具有抵抗外侵的能力,也是我們出版本書的原因之一。不過,這些關係同時也是變動的,比起讓單一基因或「基因們」發生變異,我們倒是能輕易改變微生物的寄居模式。比方說,一名來自都會區的5歲孩童到鄉村度假3個禮拜後,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,體內的菌叢也會徹底改頭換面,而這樣的結果或許是患者所期望的,至少這麼做趕走了壞菌。

當然,抗生素同時也會消滅部分益菌,值得慶幸的是,通常這些盟友還會再度重返(見第九章)。對我們有幫助的正是這種微生物群聚的回復能力,否則抗生素或居家使用的清潔劑將造成更多難以修補的傷害;然而,也正是同一種能力使得我們利用微生物進行治療時面臨重重困境。要用對健康有益的好菌取代既有的壞菌並非易事,這就跟把足球名將巴拉克從德國國家隊淘汰掉同樣吃力,也因此,本世紀的醫學研究無不迫切尋求有效方法,希望一方面增強健康微生物群系的抵抗能力,以便針對不同的醫療需求提供更多益菌,另一方面則能消滅誤入歧途、受邪惡力量控制的微生物群系。

你的微生物地址是……?

我們該從何得知一個人是否居住在某個特定的城市裡呢?看他的證件?調閱他的戶籍資料?或者注意他用什麼字眼指稱自己(例如:馬爾參的辛蒂),又怎麼標示一塊黑膠唱片(4360 波鴻)?對那些稱不上惡劣、但在國稅局官員眼裡看來擺明就不懷好意的傢伙來說,無從驗證的居住事實成為他們最佳的擋箭牌,因為他們大可把戶籍登錄在避稅港,卻在萊門、喀爾本或波鴻等地方快活度日。就算透過基因檢測,我們仍舊無法得知那些名人是否盡了居住在戶籍地的義務,不過細菌基因卻會洩漏他們的行蹤。

 

:::本書簡介:::引用自{博客來網路書店}

http://www.books.com.tw/products/0010705462

 

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