02｜共生：微生物如何提高我们的生存优势？

你好，我是段云峰，欢迎回到我的《人体微生物组课》。通过上一讲，我们对人体微生物组已经建立一个基本的认知，就是它们是我们的进化伙伴。我们需要这个进化伙伴做什么呢？最重要的作用，是帮助我们适应环境，获得生存优势。那微生物组到底做了什么，才能配得上“进化伙伴”这四个字呢？

这一讲我们来聚焦这个问题。“伙伴问题”虽然大，但是可以分拆成三个小问题，理解了这三个小问题，你就能理解“进化伙伴”的意义。

第一个小问题是，人体缺少了微生物组，是不是会过得不好？

第二个小问题是，微生物组帮助我们提高了哪些能力？

第三个小问题是，微生物组帮助这一代人具备的优势能力，能不能传递给下一代？

我们一个一个来说。

缺少微生物组会怎样

第一个小问题是，人体缺少了微生物组，是不是会过得不好？历史上，有这样一个孩子，被人们称为“泡泡男孩”。由于天生免疫缺陷，这个孩子刚出生 20 秒，就被放到了无菌塑料泡泡里隔离了起来。他可能是唯一一个完全没有微生物组的人类。

他完全不能接触任何带有微生物的东西，妈妈亲吻他都要隔着塑料膜，吃的用的都得消毒。而且很不幸地，他在 12 岁时，死于手术感染。这 12 年里，离开了微生物组，他也靠自身基因和特殊的无菌装置活了下来。但是，这样活着的代价太大，并且生存质量太差。

就算不是这么极端的情况，只是体内的微生物比较少，就已经会引起很多问题了。比如有这么一种说法，孩子早期接触的微生物太少，肠道微生物组种类、数量不足，就会导致他的免疫系统发育不正常，会增加他患病的可能。

很多人都说，现在孩子更容易得病，不是因为环境太脏，而是太干净了。

那是不是这样呢？最近几年，在动物身上的微生物组研究也许可以给出答案。很多研究都发现，根本不用清除微生物组，仅仅把动物体内的微生物减少，就能对动物的生存质量造成明显影响。

比如，用抗生素把小鼠的肠道微生物清除掉一部分，小鼠就会出现大量的健康问题，像消化不良、免疫系统异常，睡眠和情绪也会出现错乱的情况。

现在科学家已经确定性地知道，我们不能太干净了，没有微生物的合作，我们适应环境的能力不是提升了，而是下降了。

知道了这个道理，你才会理解 FDA，也就是美国食品药品监督管理局，在 2016 年发出的一则禁售令：全面禁止含有十几种抗菌成分的抗菌皂上市销售。

微生物组提高了哪些能力

第二个小问题是，微生物组帮助我们提高了哪些能力？比如说，维持体温的能力。北京冬天早上的温度可能是零下十度，中午就到了零上十度，如果不能维持一个恒定的体温，温度低的时候机体的运行就会停滞。

我们常说的“冷血的动物”，比如青蛙、蛇、乌龟，它们也叫变温动物，体温会跟着外界温度变化，气温低到临界点它们就会冬眠。但人类的体温波动是很小的，我们怎么维持体温呢？我们早就知道，人体自身的代谢会产生一部分热量。

但其实还有一部分，来自微生物代谢产生的热量，而且它们的贡献还不小。研究发现，山羊的胃就是个巨大的微生物“发酵工厂”，山羊体内 50%的热量来自它自己的代谢，剩下的 50%全都是微生物发酵产生的。那么，人的体温也受微生物影响吗？2016 年，还真有人认真研究过这个问题。

他们先用微量热量仪测定了细菌的产热量，计算出：人体肠道微生物代谢产生的热量可以达到每天 1400 千卡，如果你要用快走来消耗这些热量，那要走大概 40 千米。微生物的代谢会提高体温，那怎么降低体温呢？按道理来说，清除一部分微生物就可以了。

不过在人体身上，还没有直接清除微生物，看体温会不会下降的实验。但是研究者发现，从 19 世纪以来，全球人类的平均体温都在下降。正常人体的温度应该是 37 摄氏度。但你可以量一量自己的体温，我猜大概率是不到 37 摄氏度的。

2017 年，英国的研究者统计了 3 万多名英国成年人的体温，他们的平均体温是 36.6 摄氏度。是什么导致了人的体温降低呢？有研究者推测，有一部分原因就是人类的肠道微生物减少了。

人类用抗生素治病、建设公共卫生设施，这些方式能消灭很多的病原体，但也让人体内的微生物，不管是在数量上，还是在种类上，都大幅降低。你看，微生物组确实帮我们提高了维持体温的能力。还有其他的方面，比如适应环境还要抵抗外界各种各样的病原菌。除了调动免疫系统外，人类还会“以菌治菌”，用细菌来抵抗细菌。

有研究就分析了 200 个人体内的微生物，发现在一些人体内，只要存在一种枯草芽孢杆菌，那他们体内就没有金黄色葡萄球菌。“金黄色葡萄球菌”这个名字，你可能在很多消毒湿巾上曾经看到过，消毒湿巾重点把它的名字点出来，就是因为这是个非常常见的致病菌。

但你的体内要是有枯草芽孢杆菌“坐镇”，就没有这方面的困扰。微生物能帮我们适应环境的领域，当然不止这些，还有更多的我们还在探索。但不管这些领域未来会增加多少，都不改变这个新的适应方式：适应环境，我们不是单打独斗的，而是和微生物结成了一个团队，共同适应。我们和微生物的这种关系，很像进化过程里，我们和狗的关系一样。

在森林里，狗帮助人打猎，在草原上，狗帮助人牧羊。甚至在北极圈的严酷条件下，爱斯基摩犬还能帮助人类运送货物。有了狗的帮助，人类的生存优势大幅提高。我们和狗，是一种共生关系。微生物组也一样。微生物组也提高了人类的生存优势，只不过这个伙伴在体内，我们花了很长时间才发现它。这也是一种共生关系。

这些能力怎样传给下一代

第三个小问题是，微生物组帮助了这一代人具备的优势能力，能不能传递给下一代？这个问题仔细一想，是一个很严重的问题。人体内的微生物，就算再厉害，帮助你适应了严酷的环境，但如果它不能把你体内的能力转移给下一代，就没资格当选“进化伙伴”。

只能是一个在高铁上偶遇的同行人，一路上你们相聊甚欢，相见恨晚，但是到站了，还是得各奔东西。幸好，微生物组可以传递。我们知道，基因组的遗传来自父母双方。从父母到子女，这叫垂直传递。

而微生物组的传递方式，不止有垂直传递，还有横向传递，我们一个一个说。微生物组的垂直传递，主要来自母亲。在分娩时，母亲产道中的微生物就是婴儿体内的最早定居者。婴儿出生之后，母乳中的微生物也会传递给婴儿。

我们常说母亲和孩子是“血脉相连”，在发现微生物组之后，有人说，这叫“菌脉相连”。那微生物组就只来自母亲吗？

也不是，这就涉及微生物组传递的第二种方式，横向传递了。婴儿的微生物组还可以来自亲密接触，父亲可以通过身体接触把自己的微生物传递给婴儿。也就是说，婴儿的微生物组里有多少来自父亲，基本取决于父亲养育孩子的投入程度。

跟孩子接触越多，孩子从父亲身上获得的微生物也越多。但可惜的是，研究发现，中国孩子的微生物组跟国外的孩子有点不同。中国孩子的微生物组绝大部分来自母亲，这和国外孩子一样，但排在第二位的不是父亲，而是姥姥或者奶奶。

想想你的周围，是不是让老人带孩子的家庭更多？

你看，微生物组的继承和基因组不一样，它更多来自实际养育者，亲密关系有可能胜过亲缘关系。

总结

总结一下这一讲的内容。微生物组可以帮助我们维持体温、抵御病原体，还可以把这种能力遗传下去，提高了人类的生存优势。只不过这个伙伴在体内，我们花了很长时间才发现它。

思考题

1944 年到 1945 年，荷兰在德国的封锁下出现了严重饥荒。有研究者发现，出生在这个时期的孩子长大后很容易发胖。这个例子经常被基因科学里的表观遗传学提起。不过听过这节课，你能从微生物组的角度，重新思考一下这个现象可能的原因吗？欢迎留言告诉我。微生物和人类之间，其实也需要相互提要求，相互磨合，相互适应。下一讲，我们来详细说说这件事。