為什麼蚊子愛叮我卻不叮他？原因其實藏在你我身上的「微生物」

文／羅布‧奈特、布蘭登‧波瑞爾

我們都知道，人類是兩足行走的動物，具有理性而高貴、無限的天賦，是萬物之靈，但我們時常連一句商品的使用同意書都不看，只檢查外盒而已。現在看看你剩下的那一部分：數兆個生活在你的眼睛、耳朵，以及把你的消化道當成豪宅居住的微小生物。那些在你我體內的微生物世界，有可能重新定義我們對於疾病、健康和自身的了解。

新的科技，其中有許多是這幾年才發展出來的，科學家現在對於我們體內的微生物形式，了解得比以往深入，得到的結果讓人驚訝。這些單細胞的微生物，藏在身體的每個角落，不僅數量上比我們想得還要多，對人類的重要性也超乎想像，幾乎和健康的各個面向都相關，甚至牽涉到人格。居住在我們身上裡裡外外的所有微生物，總稱為「微生物相」（microbiota），它們所有的基因加起來稱為「微生物群系」（microbiome）。就像許多重大的科學成就，從這個微生物世界發現的事實，也讓人類的自尊受損。天文學讓我們知道地球不是宇宙的中心，在演化學說中，人類只是眾多的動物之一。研究人類微生物群系的結果讓我們知道，這些獨立或是互助生存的微生物，雖然生活在我們的身體中，但仍有自己的活動和目標，它們發出的聲音加總起來可以蓋過人類自己。

身體中究竟有多少微生物？人類有十兆個細胞，但是全身內外的微生物細胞高達百兆！微生物似乎才是人體的主人。

不過我們並不是倒楣的宿主，時常受到壞細菌的入侵並受到感染，那是以前的看法。事實上，我們一直和這些微生物和諧的生活。這些小小的生物並非只是過客，反而在我們生命中幾乎所有的基本活動裡，都扮演了重要的角色，包括消化、免疫反應，甚至行為。

為什麼蚊子愛叮特定的人

人類身體內部的微生物其實比較像是不同群落的集合體，不同微生物的組合，生活在身體不同的部位，各自有特定的角色。在你口腔中生活的微生物，與在皮膚或腸胃中生活的微生物不同。人類不是個體，而是生態系。

身體上微生物的多樣性甚至能夠解釋一些奇怪的身體現象，而我們以前認為這只是單純的運氣好壞而已。例如：對蚊子來說，有些人就比較可口。這些小惡魔很少叮我，但是牠們會成群結隊攻擊我的伴侶阿曼達（Amanda），蚊子就是覺得某些人比較美味。這種被蚊子找上的「能力」高低，和我們皮膚上微生物群系的差異，有極大的影響。

不只如此，每個人身體內外所寄居的微生物差異很大。你可能已經聽過，人類彼此的 DNA 非常相近，你的 DNA 有 99.99％ 和坐在你隔壁的人是相同的。但是你的腸道微生物並非如此，你和旁邊的人大概只有 10％ 是相同的。

這樣的差距使得每個人產生很大的不同，包括體重、過敏、是否容易生病，到焦慮的程度。我們現在才剛開始描繪與了解這個巨大的微生物世界，光是目前發現的內容就已經相當令人震撼了。

這個複雜得不可思議的微生物世界，和讓人震驚的所有事實，都是最近 40 年才發現的。在此之前，我們不知道人體內有多少單細胞生物，也不知道有多少種類。在此之前，我們對於世界上各種生物分類的基本概念，來自於達爾文與他在 1859 年出版的《物種起源》（On the Origin of Species）。達爾文描繪了一個演化譜系，其中所有的生物都以共有的身體特徵而分門別類，例如：短喙的雀鳥和長喙的雀鳥等，這成為我們分類物種的基礎。

傳統上對於生命的看法是，用肉眼或是透過顯微鏡，觀察周遭世界。我們把比較大的生物分類為植物、動物和真菌，剩下的單細胞生物則分成兩大類：原生生物（protists）和細菌。那時我們對植物、動物和真菌的看法是正確的，但是對於單細胞生物的觀點則完全錯誤。

你和微生物的親密關係

1977 年，美國的微生物學家烏斯（Carl Woese）和福克斯（George E. Fox）利用核糖體 RNA（這是一種和DNA 相似的化合物，每個細胞中都有，參與了蛋白質的製造），進行細胞研究，所繪製出來的生命樹（the tree of life）讓人吃驚。他們發現單細胞生物的多樣性，比動物和植物加起來還要高。也就是說，動物、植物和真菌；每個人、水母和糞金龜；每根巨大的海藻、每片苔蘚、每棵高聳的紅木；每個地衣和蘑菇，我們用眼睛看到的所有生物，只是生命之樹上面三個短小的分枝而已。其他的單細胞生物，包括了細菌、古菌（archaea，烏斯和福克斯所發現的）、酵母菌等，占據了大部分的位置。

最近幾年，我們對於體內的微生物生命世界，有了跳躍性的了解。新的技術，包括改良的DNA 定序法（DNA Sequencing）是主要的因素，以及電腦運算速度爆發般的加快。現在我們可以收集身體各部位的細胞，經由「次世代定序法」（next-generation sequencing），快速的分析其中所含的微生物DNA，再把這些資料整合在一起，定出居住在全身各部位的數千種微生物種類。我們發現其中有細菌、古生菌、酵母菌，以及其他的單細胞生物，例如：真核生物。這些生物的基因組（打造物種的遺傳手冊）加總起來比人類的還要長。

新的電腦演算法讓詮釋這些遺傳資訊的過程更為簡單。我們現在已經繪製了一張微生物圖譜，用以比較身體不同部位中的群落，也能夠比較不同人之間的微生物群落。由美國國家衛生研究院（US National Institutes of Health, NIH） 出資 1 億 7 千萬美元所進行的人體微生物群系計劃（Human Microbiome Project），支助了200 多位科學家，使得這方面的知識不斷累積。到目前為止已經分析了4.5 TB（Terabyte， 兆位元組） 的DNA 資料，這才只是開頭而已。其他的國際合作計劃，例如：歐洲的「人類腸道多元基因組計劃」（Metagenomics of the Human Intestinal Tract, MetaHIT ），也正在增加和分析更多的資料。

這種分析的成本降得非常快，讓更多人能夠查看自己身上的生物多樣性。大約在 10 年前，如果你要知道自己身上的微生物群系組成，需要花費 1 億美元，現在只需要 100 美元，便宜到很快就會成為可以請醫生進行的基本醫學程序了。

不過，你的醫生為何要知道你的微生物群系狀況？因為新的研究結果指出，許多疾病和微生物之間有著我們以前所不知道的關聯，這些疾病包括肥胖、關節炎、自閉症和憂鬱症。當我們開始了解這些關聯後，也為未來的療法點亮了道路。你所想到的任何事，幾乎都和微生物群系有關，例如：醫學、飲食、你是否排行老大，以及性伴侶的數量。在接下來的內容中，你會發現微生物幾乎深深滲入我們生活中的所有面向。事實上，微生物重新定義了人類。

※ 本文摘自《微生物的巨大衝擊》，立即前往試讀►►►