过敏菌商城我们想讲一个有关出生的故事。我们都知道婴儿出生时产房发出的第一声啼哭会给亲人带来莫大的喜悦。其实，出生的时候还会发生一系列微观事件，我们看不见，甚至都不曾关注过，但是这些事件可能会对孩子的一生健康产生影响，甚至可能影响人类的未来。
是不是有些耸人听闻，为了解释这句看似浮夸的开场白，我们首先需要介绍一下目前科学界最热门的话题之一：人类共生微生物。我们想要了解人类共生微生物，想要了解它们如何融入到生命本身的史诗般的故事中，我们需要回到地球生命诞生之初。
生命的诞生
45亿年前，我们生活的地球诞生了。在接下来的5亿年里，陨石撞击着这颗新的行星。撞击结束后，地球表面开始慢慢冷却并稳定下来。随着地球持续冷却，云层形成，产生了大量的雨水，形成了世界上的海洋。大陆开始形成，同时也出现了生命。
尽管环境毒性很高，但是单细胞的微生物在35亿年前就出现了。这些活性微生物，比如细菌，并不只是出现并存活下来，它们还茁壮成长。从那时起，微生物就成功地占领了这个星球。在高山上，在海洋深处，甚至在大气层深处都发现了各种各样的微生物。
最先出现的可能是简单的细菌细胞。不久之后（也可能是之前），另一种单细胞生物古生菌出现了。细菌和古生菌都是原核生物，缺乏真正细胞核的单细胞生物。事实上，它们可能是从同一个祖先进化而来的。然而，从基因和生物化学的角度来看，它们是完全不同的。说得更专业一点：细菌和古生菌有着不同的核糖体RNA；古生菌有三种RNA聚合酶，而细菌只有一种；它们的细胞壁和细胞膜也不同。我们今天看到的几乎所有生命，包括所有植物和动物，都是真核生物，它们具有细胞核和能够产生能量的线粒体。
大约6亿年前，一些简单动物、鱼类、原始两栖动物和陆生植物开始出现。到4亿年前，昆虫和两栖动物的发生推动了进化的发展。爬行动物大约在3亿年前发展起来，而哺乳动物则在此后的1亿年左右出现。然后出现了鸟和花，灵长类动物在6000万年前开始进化。在过去的250万年里，人类才开始进化。自以为是地球主宰的现代人类其实仅仅存在了20万年，换句话说，人类只存在了地球历史的4/100000。
细菌在进化中发挥什么作用？
在所有这些不同的进化阶段，从微生物一直到我们人类的进化，细菌一直存在，细菌一直是所有其它生命形式的一部分。
换句话说，从一开始，所有的生命形式都是通过与这些微生物融合而成为新的生命形式来应对细菌的存在。人类也是如此。随着我们的进化，我们也与细菌融合在一起，以至于细菌大量存在于我们的身体甚至我们所有的细胞中。地球上的其它动植物也是如此。
我们的细胞中确实含有一些细菌成分，比如线粒体，它们是与其它细胞融合的原始细菌。换句话说，存在于我们身体每个细胞中的线粒体是由细菌进化而来的。这种自由生存的细菌与另一个细胞融合或被另一个细胞吞噬，它们变成了线粒体，产生大量的能量，细胞因此而受益；这些线粒体也因为开始生活在一个受到保护且营养丰富的细胞中而获益。更重要的是，细菌不仅仅局限于我们的细胞内，数以万亿计的细菌还生活在我们的细胞之外，覆盖并包围着我们的身体。
换言之，我们的身体不仅仅是由人体细胞组成的，它们也充满了细菌。实际上，人体是一个由人体细胞和微生物共同组成的复杂生态系统。所以，我们应该以一种新的方式看待自己，人不仅仅是单一的“我”，而是一个多种多样的“我们”，是一个由人和微生物构成的超级生物体。做任何事情，我们不应该只考虑“我”，还应该考虑那些与我们朝夕相处、互惠共生的微生物。
那么，什么是人类共生微生物呢？
人体共生微生物是所有生活在人体内的微生物，包括细菌、真菌、病毒等等。一直以来，人们估计，人体共生微生物的数量为人体自身细胞的10倍，这意味着我们的身体是由90%的微生物细胞和10%的人体细胞组成的。在重量上，这些微生物的重量估计超过1公斤，或者换句话说，相当于人脑的重量。
科学家最近修正了这一估计，我们可能不能对微生物与细胞的比例进行简单概括，因为这取决于一个人的大小，甚至可能取决于他们刚刚吃了什么。事实上，这一比例可能高达100:1（比人体细胞多100倍），也可能低至1:1（微生物与人体细胞数量相当）。不管怎样，无论这个比例是多少，我们体内都拥有大量的微生物。
然而，故事并没有就此结束，生活在我们体内的数千种不同种类的细菌还携带着大量的遗传物质。人体大约有2万多个基因，这些基因统称为人类基因组，它携带着人类生长和发育所需要的所有遗传指令。除此之外，我们体内的微生物也有自己的基因组，据估计，它们所编码的基因数量是人类自身基因的近150倍，甚至可能更高。
这为我们了解人体奥秘打开了一个全新的世界，它改变了我们对自己的看法，我们的皮肤上、我们的肠道里都有微生物，我们更像是微生物而不是人类。
细菌都生活在身体的哪些部位？
细菌栖息在我们的身体与外界接触的部位。细菌存在于我们的皮肤上，也存在于我们口腔、呼吸道和肺部，我们每次呼吸时都会吸入很多细菌。以每分钟12次的恒定呼吸速率计算，估计某人每次呼吸可以吸入50个细菌，那么一分钟就是600个，一小时就是36000个，每天可以吸入86万个细菌。
我们的眼睛、耳朵和鼻子里也有细菌，它们都是对外开放的，细菌可以通过这些部位进入我们的身体。
泌尿道是细菌进入和定植的另一个开口。尿液一度被认为是无菌的，然而，最近的研究表明，在健康人的尿液中也含有极少量的细菌。细菌通常不存在于健康人的肾脏中，但是如果他们发生膀胱炎或尿道感染，细菌可以沿着尿道进入膀胱，然后向上感染肾脏。细菌是否存在于健康个体的血液、心脏、肝脏、胰腺和卵巢中还需要进一步的研究。
大脑一直被认为是无菌的，但最近的研究表明并非如此。研究人员在研究艾滋病患者是否更容易感染大脑时发现，无论患者是否感染了艾滋病毒，他们研究的每个大脑都含有细菌。没有人确切知道细菌是如何或何时穿过血脑屏障的，但是那里确实存在微生物。
在女性体内，有一群微生物生活在她们的阴道内。阴道菌群极其重要，因为它包含了许多为后代储备的微生物。在怀孕期间，胎盘中也可能存在少量微生物。
肠道是微生物的一个最大的栖息地，在我们胃肠道的每一个部位都有微生物。从广义上说，胃肠道是从我们的口腔算起的，包括胃、小肠、大肠和肛门。从本质上说，胃肠道是一个中空的管子，食物从这里向下传递。肠壁上排列着一层薄而潮湿的细胞层，称为粘膜层，由附着在疏松结缔组织（固有层）上的一层上皮细胞组成，其下是一层平滑肌（粘膜肌层），它帮助食物沿着肠道移动。它们共同组成肠道屏障，将肠道内容物与身体的其它部分分开。
数以万亿计的微生物生活在我们的肠道内，研究表明，当我们排便时，肠道细菌可能占粪便物质固体成分的60%。肠道菌群是人体共生微生物中研究最深入的。这在一定程度上是因为越来越多的研究表明，肠道菌群在维持我们的整体健康中发挥着至关重要的作用，肠道微生物与我们身体各个器官之间都存在着联系，包括我们的大脑，肠道菌群的变化可能影响大脑的发育和行为。胃肠道在免疫系统的发育和功能中也扮演着重要的角色。
每个人的共生微生物群落都是不同的，就像我们的指纹一样独一无二。即使是同卵双胞胎也有着独特的微生物群落，这是因为从我们出生的那一刻起，我们就不断地接触到不同种类的细菌。每次我们呼吸的时候，每次我们吃东西的时候，每次我们触摸其它东西的时候，我们都会接触到微生物。我们无法看到我们不断摄入和吸入的数以亿计的细菌，但是那些细菌可能很快就会在我们的体内定居下来，而且很多很快就会成为我们身体的一部分。
我们体内的细菌到底在做什么？
人类与生活在我们体内的微生物是互惠共生的关系。换句话说，人类细胞和微生物之间的关系是双向的。我们的人体细胞对体内的细菌有好处，相反，细菌对人体细胞也有好处。人体细胞与细菌之间的这种相互作用使我们整个身体受益。我们可以说人类细胞加上细菌、病毒、古生菌、真菌和原生动物等都属于同一个不可分割的团队。
“团队合作”用在这里非常适合：体内的微生物帮助我们维持器官系统的正常功能，帮助我们远离疾病；作为回报，我们给微生物一个温暖舒适的家和充足的食物。
肠道微生物帮助分解营养物质，因此，如果这些微生物因为某种原因而消失，我们可能得不到我们所需要的某些营养物质，因为它们没有被分解成可以利用的副产物。微生物也能分解环境中的有害化学物质，如果它们消失了，我们在与外界环境互动时，可能失去一些微生物给我们提供的保护。
我们的身体就是这样一个完美的生态系统，充满了数以万亿计的细菌，它们与人体细胞和谐工作，共同维护我们的健康。至少健康的人是这样的。可是，我们现在病得越来越严重了。
我们发现，生活在工业化国家的人们正变得越来越虚弱，各种慢性疾病的发病率越来越高，我们正面临着这种“慢性瘟疫”不断蔓延的局面。
根据美国科学院院士、纽约大学医学院Martin J. Blaser教授在《消失的微生物》一书中描述，自第二次世界大战以来，美国的哮喘发病率已经上升了4-5倍。食物过敏的发生率也直线上升。
青少年糖尿病，也称为1型糖尿病的发病率也在快速上升。与2型糖尿病不同，青少年糖尿病与肥胖无关，相反，它是一种自身免疫性疾病，免疫系统攻击产生胰岛素的细胞，而胰岛素是一种调节血糖的激素。
乳糜泻是另一种正在迅速上升的自身免疫性疾病。乳糜泻患者饮食中的麸质会引发免疫反应，免疫系统会攻击小肠细胞。在美国，自1950年以来，乳糜泻的发病率上升了4倍。据最新估计，目前全世界有1/100的人患有这种疾病。
肥胖发生也同样呈上升趋势。在美国：2/3的美国成年人被认为超重或肥胖；1/3的美国成年人被认为是肥胖的；1/20的美国成年人被认为是极度肥胖；美国6-19岁的儿童中有1/3被认为超重或肥胖；1/6的6-19岁的美国儿童被认为肥胖。当然，日益严重的肥胖问题不仅仅局限于美国。许多其它工业化国家和发展中国家也是如此，包括我国。
胃食管反流病的发病率也有如此，自20世纪30年代这种疾病首次出现在医学文献中以来，它的发病率急剧上升。它与一种叫做巴雷特食管的癌前病变有关，这是某种食道癌的前兆。食道腺癌是美国和许多发达国家增长最快的癌症之一，在过去30年里增长了6倍。
一些复杂的神经发育性疾病的发生率也在增加，比如自闭症。根据《中国自闭症教育康复行业发展状况报告III》的数据，自闭症发病率逐年上升，报告中援引了美国最新统计数据，美国自闭症儿童发病率已由2009年的1/88，上升至现在的1/45；报告称，我国自闭症发病率达到0.7%，实际上可能更高。
多动症、学习障碍、焦虑、抑郁、癫痫、双相情感障碍等儿童疾病和行为障碍的发病率都在迅速飙升。服用兴奋剂或抗精神病药物的儿童人数也在不断增加。美国一项研究表明，在美国，五分之一的儿童被诊断出患有某种精神疾病，我国这一数据也不容乐观。
那么，是什么导致了疾病的增加呢？是多方面的原因，还是有某个共同的原因导致我们病的越来越严重？
Martin J. Blaser教授在《消失的微生物》一书中阐述了一个理论，该理论为这种不断上升的疾病浪潮提供了一个简单的解释。假设有10种疾病的发生同时明显上升，可能每一种疾病都有自己单独的原因，也可能有某一件共同的事件导致它们全部上升。Martin J. Blaser教授认为有一件事是我们微生物群落的变化，那些保护我们抵御许多疾病的古老的微生物群落正在退化，随着它们的退化，这些疾病的发生逐渐加剧。
我们每个人的身体里都携带着成千上万的不同种类的细菌，然而近些年来，随着社会工业化，我们在某种程度上失去了一些肠道细菌的多样性，这是有研究数据支持的。换句话说，生活在我们体内的细菌种类比过去要少了。
2015年4月，《Science Advances》杂志上的一项研究发现，委内瑞拉的一个与世隔绝的美洲印第安部落的成员拥有迄今为止在人类身上发现的最多样化的微生物群落。2008年，一架直升飞机首次从空中看到这一部落——亚诺马米人，在过去的11000年里，亚诺马米人一直以狩猎采集为生，生活在一个偏远的山区。研究人员一年后造访了这一部落，收集了其中34人的口腔、粪便和皮肤样本。
研究人员发现，亚诺马米人的微生物群落多样性比普通美国人高出约50%。研究小组推测，随着人类社会工业化的进程，我们开始失去人体微生物群落中的一部分细菌。当把西方社会的微生物群落与生活在南美洲丛林中的与世隔绝的人类的微生物群落进行比较时，估计我们已经失去了大约三分之一的微生物多样性。
微生物多样性丧失三分之一对生活在工业化国家的人们意味着什么，现在下结论还为时过早；然而，这项研究表明亚诺马米人拥有比我们丰富得多的微生物群落，而且他们非常健康。
如果Martin J. Blaser教授的理论是正确的，我们可能会变得更加虚弱，因为我们已经失去了那些保护了我们无数代人的细菌物种多样性。很明显，我们的微生物群落多样性正在下降。
那么，是什么导致了我们微生物群落多样性的下降呢？其中一部分原因是现代生活方式：不健康的饮食、加氯消毒的自来水、剖腹产、无处不在的抗菌物质，当然还有抗生素的滥用。
抗生素如何影响微生物多样性？
在过去的几十年里，抗生素在医药和农业中的使用迅速增长。据调查，中国抗生素使用量占世界用量的一半，其中52%为兽用，48%为人用，另外有超过5万吨抗生素被排在水土环境中。复旦大学对1000多儿童进行尿检显示，近六成儿童尿液中含有抗生素。
美国费城儿童医院的一项研究查看了2001年至2013年间收集的6.5万名美国儿童的健康记录，结果发现，69%的儿童在两岁之前就接触过抗生素，到这个年龄时，平均每个儿童服用2.3剂量的抗生素。
在许多国家，各种抗菌药物，包括抗生素、抗真菌药和抗寄生药，已被广泛应用于动物养殖中。农民们使用这些药物来防止感染，并使动物长得更快。今年起，我国农业部已经全面禁止在饲料中添加抗生素。
抗生素是如何发挥作用的？
抗生素是治疗细菌感染的药物，它们要么直接杀死细菌，要么抑制细菌的生长，从而给人体免疫系统留出时间来对抗感染。
有些抗生素针对的是特定的有害细菌，它们被称为窄谱抗生素，比如青霉素只对革兰氏阳性细菌有作用。其它的抗生素是广谱的，这意味着它们不会区分不同种类的细菌，它们杀死有害细菌的同时也会杀死有益细菌，四环素就是这样一种广谱抗生素，对多数革兰氏阳性和阴性细菌都有作用。
抗生素的起源是什么？
在发现抗生素之前，人类的健康确实处于巨大的危机之中。结核、霍乱和鼠疫等细菌感染导致全球数百万人死亡。在19世纪，百日咳和猩红热流行，很多孩子都不能活过童年期。我们不停地与这些可怕的病原体交战。幸运的是，在20世纪，从Alexander Fleming发现青霉素开始，一系列新的抗生素也逐渐被发现，这无疑挽救了很多人的生命。
1928年，生物学家Alexander Fleming在一次过失中偶然发现了第一个真正的抗生素青霉素。故事是这样的：Fleming在一次实验后将未经清洗的众多培养皿摞在一起，放在实验台阳光照不到的位置，就休假去了。在度假归来后，Fleming打开了他的一个含有葡萄球菌菌落的培养皿，这是一种可引起疖子、喉咙痛和脓肿的细菌。他发现培养皿有一些不寻常之处，培养皿的大部分区域都覆盖着葡萄球菌菌落，但有一个区域污染了蓝绿色霉菌。污染的霉菌周围有一个清晰可见的圆形区域，没有葡萄球菌的生长，霉菌似乎在分泌某种阻止细菌生长的东西。Fleming对这种抑菌的霉菌汁进行了纯培养，因此而发现了青霉素。
Fleming的霉菌汁可以杀死各种有害细菌，包括链球菌、脑膜炎球菌以及由芽孢杆菌引起的白喉，但是它非常不稳定，难以大量生产。十多年后的1939年，牛津大学的研究人员Howard Walter Florey、Ernst Boris Chain及其团队把青霉素变成了一种救命药。
Fleming的发现以及Florey和Chain随后将其用于医疗，无疑是20世纪最伟大的发现之一，挽救了数百万人的生命。三位科学家也因为青霉素的发现而获得1945年诺贝尔生理学或医学奖。
今天的抗生素是怎么样的？
抗生素已经成为现代医学的支柱，每天都在拯救生命。它们是各种疾病治疗过程的基础，在普通外科手术和移植手术中、在化疗中、在一些危险的细菌感染的治疗中……都需要用到抗生素。在过去几十年里我们很容易获得抗生素，我们甚至认为我们生活在人类历史上一个相当优越的时期。
然而，这种优越是有代价的。我们越来越多地使用抗生素，甚至在许多工业化国家达到了滥用的程度。这种滥用导致了日益严重的抗生素耐药性威胁，这是目前医学讨论的一个热门话题。
抗生素耐药性意味着曾经对某些细菌菌株有效的抗生素不再有效，这意味着许多严重的疾病正变得对抗生素治疗具有耐药性。2014年5月，英国《卫报》上发表的一篇基于世界卫生组织同年发表的《全球抗菌素耐药性报告》的评论文章指出，工业化国家中被认为早已消失的六种疾病可能会卷土重来。这六种疾病是肺结核、淋病、克雷伯氏菌感染（可导致肺炎、尿路感染、败血症、脑膜炎和腹泻等）、伤寒、梅毒和白喉。过去可以治疗的疾病，比如肺结核，现在可能往往是致命的，其它疾病也在朝着同样的方向发展。真正可怕的是，这一问题已经在我们身边发生。
抗生素正在破坏我们的微生物群落的平衡
有时抗生素的使用是不可避免的，而且通常可以挽救生命，例如，不幸发生严重的感染时，比如败血症。但是，有的时候医生会为了清除一些并不危及生命的感染而开具抗生素，虽然抗生素可能会成功地治疗你的细菌感染，但它们也可能在身体的其它地方造成问题，例如，它们可能会破坏我们的肠道菌群平衡。
如果你曾经在一个疗程的抗生素后发生过腹泻，你可能已经意识到这一点。有时候腹泻需要一段时间才能缓解，其实这就是我们的肠道菌群在向我们发出信号，告诉我们有人对它们不利。
如果你是女性，你可能在使用几天的抗生素后经历阴道酵母菌感染，这就是念珠菌性阴道炎。三分之一使用抗生素的女性可能会患上念珠菌性阴道炎，因为抗生素可能会使阴道菌群失去平衡。广谱抗生素可以清除全身的许多细菌，包括阴道里的一些有益细菌。这些细菌是保持阴道内酵母菌数量平衡所必需的。当这些细菌减少或消失时，酵母菌就会繁殖，直到酵母菌过度生长，最典型的是念珠菌，从而表现为念珠菌性阴道炎。一些非处方药可以很容易地治疗酵母菌感染，但是我们更建议采用更天然的疗法，比如使用益生菌来恢复阴道菌群的自然平衡。
我们可以用一个类比的方法来解释微生物多样性对我们人体健康的重要性。我们可以用森林多样性做类比：如果我们砍掉森林中一半的树木，那么剩下的树木可能就会改变森林的面貌，森林里的动物们也可能会因为栖息地的改变而改变，整个森林呈现出一种完全不同的景象。仅仅移除一个物种就足以影响生态系统中所有剩余物种之间的相互作用。栖息地发生变化，一些物种开始灭绝，其它物种开始大量繁殖。最终，导致生态平衡的变化。
以森林多样性为例：如果我们从茂密的森林中移走枝繁叶茂的橡树，更多的阳光会照射到森林的地面上；那么，喜欢阴凉的植物就可能会死亡甚至灭绝，而喜欢阳光的植物就可能开始繁殖。曾经那些以阴凉的森林地面植物为食的昆虫不得不飞到别处寻找食物，而以这些昆虫为食的森林动物也就减少了。然后，森林里可能会出现不同的昆虫，接着是吃这些昆虫的动物。也许有一种昆虫非常喜欢这些新环境，它会以惊人的速度繁殖，它们变得太多了，以至于这种喜阳光的植物无法维持。这种植物可能会死去，整个生态系统又开始发生改变。所有这一切可能都是因为我们移走了一种树。
在这个例子中，被我们移走的橡树可能就是我们微生物群落中的一个关键物种，这一物种可能对整个生态系统中的所有其它物种都有强大的影响。我们身体的微生物群落中可能含有很多关键的物种，如果因为使用抗生素而扰乱了这些关键物种，就可能对整个微生物群落甚至我们的整体健康造成严重的后果。
这可能正在我们的体内发生。我们采取的任何行动都可能扰乱我们的微生物生态系统。如果有什么东西扰乱了微生物群落的平衡，这可能会使整个微生物群落更容易受到大规模的攻击。随着我们体内的微生物一个接一个地灭绝，我们对肥胖、糖尿病和哮喘等慢性疾病变得更加易感。
下面，我们对今天的内容做个简单的总结：
- 人类标榜自己是地球的主宰，其实，地球上最早的生命形式是微生物，它们成功地占领了整个地球。此后，包括人类在内的所有其它生命形式都与微生物一起进化。
- 人类是一个由人体细胞和微生物组成的超级生物体，我们的身体携带有数以万亿计的微生物，其数量甚至远远超过人类自身的细胞。这为我们了解人体奥秘打开了一个全新的世界，它改变了我们对自己的看法，从某种意义上说，我们更像是微生物而不是人类。
- 这些生活在我们身体上并以我们的身体为家的微生物统称为人体共生微生物，包括细菌、病毒、古生菌和真菌等等。它们生活在我们的皮肤，我们的耳朵、鼻子、嘴巴和肺中，更多的生活在我们的肠道内。如果你是女性，它们还生活在你的阴道里。这些细菌的存在有助于保持我们的身体正常功能，帮助保护我们远离疾病。
- 现代生活方式的方方面面，包括饮食、生活方式、抗生素、抗菌产品和不断上升的剖宫产率等等，都减少了人体微生物物种的多样性，估计减少了约三分之一。微生物多样性的丧失可能导致许多常见非传染性疾病的增加，包括过敏、哮喘、糖尿病、自身免疫性疾病、肥胖、某些心理健康问题，甚至某些癌症。
总而言之，摆在我们面前的可能是一场非常可怕的公共健康危机。但还有希望，认识到问题是找到解决办法的第一步。那么，我们现在已经意识到问题的存在了，我们要做的可能就是提高公众的认识了。首先，我们要做的可能就是从提高人们对生命之初所发生的微观事件的认识开始，这就是我们想讲的一个有关出生的故事，那是一个可能影响我们一生的微观故事。
