北京時間8月7日消息,據(jù)國外媒體報(bào)道,人體是一個生態(tài)系統(tǒng)嗎?在你的口腔、皮膚和腸道中,都生活著完整的微生物群落,它們會影響你如何消化食物,還能幫助你訓(xùn)練免疫系統(tǒng),甚至可能影響你的情緒和行為。這些微小的“租戶”究竟是什么?它們又如何改變我們對人類健康、疾病甚至身份的看法?
人體是由上萬億個細(xì)胞組成的,確切地說是上萬億個人類細(xì)胞。大約在21世紀(jì)初,科學(xué)家才認(rèn)識到,人體中實(shí)際上還有數(shù)萬億個微生物細(xì)胞——可能是人類細(xì)胞的三倍。這就是人體微生物群(human microbiome):生活在人體內(nèi)部和表面的微生物(細(xì)菌、真菌和其他微生物)的集合。
這是一個特別奇怪的發(fā)現(xiàn),因?yàn)樵缭谌祟愖鳛橐粋€物種出現(xiàn)之前,它們就一直伴隨著我們,不斷演化和相互作用,并影響了我們自己作為有機(jī)體的命運(yùn)。在發(fā)現(xiàn)大腸桿菌之后,科學(xué)家了解到人體表面和內(nèi)部存在著某些微生物,但直到最近才開始意識到人體微生物群的量級和重要性。
人體微生物群的細(xì)胞中含有多達(dá)200萬個基因,而人體本身的DNA中只含有大約22333個基因。我們現(xiàn)在知道,微生物群對人類的生長、發(fā)育和功能有很大的貢獻(xiàn),或許最受歡迎的是腸道微生物群,它們影響著人類的消化健康(這是你每天喝益生菌酸奶的科學(xué)依據(jù))。除了消化健康,一些科學(xué)家還在研究微生物群系組成與中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育之間的關(guān)系。一些心理學(xué)家想更進(jìn)一步,研究微生物群與情緒、學(xué)習(xí)和社會行為等現(xiàn)象之間的關(guān)系。
但是人體微生物群系到底是什么?比如,有科學(xué)家將微生物群形容為“器官”或“免疫系統(tǒng)的一部分”;人體和微生物群組成的整體則被稱為一個“超有機(jī)體”,或者一個“生態(tài)系統(tǒng)”。這些比喻代表著科學(xué)家的不同視角,因此也影響著對人體微生物群的科學(xué)理解和相關(guān)的醫(yī)療過程。例如,一些醫(yī)生支持糞便微生物群移植,也就是吞下一粒滿是別人糞便的藥丸來治療腸道微生物群的功能失調(diào)。糞便微生物群移植遵循與器官移植相同的基本原則,這種治療可以說是將微生物群視為一個人體器官的結(jié)果。
然而,這種觀點(diǎn)有其局限性,因?yàn)槲覀儍A向于認(rèn)為器官對變化的抵抗力相對較強(qiáng)。除非有重大的干擾,否則每個人都會發(fā)育出差不多同樣的心臟,并隨著時間的推移保持穩(wěn)定。但是,微生物群是多變的,會對我們的飲食、環(huán)境和行為的微小變化做出反應(yīng)——就像一個超級有機(jī)體。這是一個“有機(jī)體的集合”,它們緊密地相互作用,并由此產(chǎn)生了在單個有機(jī)體層面上不存在的功能。
這種觀點(diǎn)很有吸引力,因?yàn)槿梭w及其微生物群可以做一些分開后做不到的事情。例如,如果沒有微生物群的幫助,人類就無法從食物消化中獲得如此多的能量;另一方面,如果沒有人類宿主,微生物群也無法生存。
超有機(jī)體的觀點(diǎn)還強(qiáng)調(diào)了人類和微生物群共同演化的歷史。由于人類和微生物群的生存都離不開對方,所以二者的演化都是對彼此做出的反應(yīng)。不過,這種觀點(diǎn)往往忽略了微生物群和人類宿主之間可能發(fā)生的競爭。
總而言之,這些比喻的問題在于,它們只涉及微生物群及其行為的一部分。因此研究人員認(rèn)為,沒有最好的比喻,我們需要真正欣賞和理解微生物群的復(fù)雜性,以及它們在我們身體里發(fā)揮的作用。
但是,為什么許多科學(xué)家會期望用一個“最合適”的比喻來形容人體微生物群呢?事實(shí)上,這些說法不僅僅是比喻,而且是概念框架,是根據(jù)本質(zhì)來理解微生物群的嚴(yán)謹(jǐn)方法。想想人類身體的其他部分,比如心臟、骨骼和血液,每一個都可以理解為單獨(dú)的事物。心臟是器官,骨骼是組織,而血液是循環(huán)系統(tǒng)里的液體,盡管有多重功能,但是對于心臟是否為器官的問題并沒有爭議,因此,如果科學(xué)家發(fā)現(xiàn)微生物群對人類健康和發(fā)展至關(guān)重要,以至于可以真的被視為人體的一部分,那么有理由期待,我們能夠像看待身體其他部位一樣看待它們。
不過,人體微生物群是一個全新的事物——部分原因是它實(shí)際上不單單是一種事物。微生物群由數(shù)以萬億計(jì)獨(dú)立的有機(jī)體組成,它們與我們的身體關(guān)系密切,每一個成員都是動態(tài)的。更重要的是,微生物群幾乎參與了所有我們認(rèn)為已知的身體結(jié)構(gòu)和過程,因此也就有了多種看待它們的視角。
科學(xué)視角主義的支持者會說,因?yàn)榭茖W(xué)家是為了特定目的而把某種現(xiàn)象的模型和理論放在一起,這些模型和理論都不能同時捕捉到現(xiàn)象的所有細(xì)節(jié),所以每一個都必然是片面的。多元主義的科學(xué)哲學(xué)家會說,我們應(yīng)該利用所有這些視角,把有關(guān)生物世界的理論整合在一起。這些理論在某種程度上都不全面,但整合起來會更好。
這些觀點(diǎn)聽起來很像是人體微生物群的情況,但要深遠(yuǎn)得多??茖W(xué)家會建立模型,并對世界做出表述,以此來提出自己的理論。可以說,無力同時捕捉事物所有方面的情況,也適用于許多(如果不是所有)科學(xué)領(lǐng)域。
對于如何理解人體微生物群,目前還找不到一個“最好”的比喻,但這一事實(shí)或許可以告訴我們一些關(guān)于更深層次的東西:也許理解這個世界最有效的方法是運(yùn)用多種視角,而不是厚此薄彼。(任天)