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藏文科普 | 人體微生態 細菌來主宰

撰文 / 王治鈞

本文來自《知識就是力量》雜誌

藏文科普 | 人體微生態 細菌來主宰

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微生態多樣性比地球更復雜

人體微生物是個超複雜系統,其生態多樣性甚至超過了地球生物的多樣性。透過觀察微生物的DNA來分類,“人類微生物工程”專案繪製出DNA鹼基,開發了視覺化的計算機技術,可以將萬億位元組的序列資料轉化成更直觀有效的分佈圖。

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人體微生物分佈圖就像分開的大陸一樣

對比地球生物分佈圖,人體方寸間微生物的生態差別,要比地球上數百千米間的差別還要大。

微生物數量之巨無人匹敵

從細胞數量上看:人類個體大概有10萬億細胞,但是我們身體中有100萬億的微生物細胞。它們的數量是我們的10倍。

從DNA數量來看:我們每個人各自有2萬個人類基因,而身體上的微生物則有200萬-2000萬的微生物基因。

所以,我們自身在數量上都被我們的微生物共生體遠遠超越了。

在我們留下人類DNA痕跡的時候,我們觸控的東西上也會留下我們微生物的DNA,你甚至可以將手掌上的資訊與日常所用滑鼠上攜帶的資訊相比對,匹配率達到95%。

微生物群會隨地域、環境、飲食習慣而變化

研究人員對發展中國家和美國人的微生物群落進行研究,美國人體內微生物群的失衡導致肥胖、糖尿病和其他類似疾病明顯高發。不僅是在美國生活了好幾代的人存在這樣的問題,新移民和難民也一樣存在。

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移民到一個新的國家後,會造成體內微生物群發生鉅變,這些微生物群更容易導致肥胖以及其他一些現代病或者說西方病。研究者調研了兩個從東南亞移民到美國的團體,他們來到美國後,體內的微生物群失去了約20%;而那些移民美國後患肥胖症的人,則失去了原來微生物群的1/3。

菌群植入、癌症診斷改善健康有奇招

近年來微生物和疾病的相關性研究有很多,涉及炎症性腸病、心臟病、結腸癌、多發性硬化、抑鬱症、孤獨症,甚至肥胖。

肥胖對健康影響很大,如今我們僅透過腸道的微生物菌落,就可以判斷一個人是胖是瘦,準確率可達90%,而透過基因測序準確率只能達到60%。可見,人體微生物的重要性不亞於基因。

2020年3月羅伯教授和他的跨學科小組在《自然》雜誌公佈了一種癌症診斷新方法:透過機器學習方法識別血液中存在的微生物DNA特徵,可以簡便地診斷患者是否患癌以及患有哪種癌症。

微生物的無限未來

人體微生物有著非常多的功能,能幫助我們消化,調節免疫系統,保護人體免受疾病攻擊併產生人體必須的維生素,甚至會影響我們的行為。微生物在影響人體健康方面所起的作用是我們之前從未想象過的,仍然需要加大對微生物的瞭解和研究。

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