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關鍵醫學院(第三季)

關鍵醫學院S3E5:《我們只有10%是人類》打破你對細菌的壞印象

2020/06/30 , 評論
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Photo Credit:TNL/ 游承穎
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大學就讀醫學檢驗生物技術學系,具備國考醫檢師證照,對臨床醫學知識熟悉。碩士班主要從事斑馬魚、葉酸及阿茲海默症相關研究。曾任生物技術開發中心生物製藥研究所副研究員,因為追求閱讀及寫作的樂趣來到關鍵評論網。心理存有「將艱澀的醫學論文咀嚼成鄰里老伯都容易消化的醫學新知」之小小使命感。現為The News Lens關鍵評論網編輯。
我們想讓你知道的是

本月關鍵醫學院的選書──《我們只有10%是人類》,將打破你對細菌的壞印象。透過這本書,你將了解細菌不但是我們最親密的同居者,有時還是我們能夠維持健康的關鍵。

文:朱家儀|受訪:傅詩宸博士

一想到「細菌」,大多數人立刻浮起的多是負面印象──它們在你忘記放進冰箱的食物上生長,使你下次吃這些食物時拉肚子;有些時候傷口的情況沒那麼嚴重,卻因為細菌造成感染使傷口惡化成蜂窩性組織炎。它存在各種物體的表面,讓你東摸西摸一整天下來將這些不速之客帶回家,使家中免疫力較低的老人、小孩受到危害。

說起細菌的壞處真是三天三夜都講不完,搞得它就像人類的頭號敵人。然而本月關鍵醫學院的選書──《我們只有10%是人類》,將打破你對細菌的壞印象。透過這本書,你將了解細菌不但是我們最親密的同居者,有時還是我們能夠維持健康的關鍵。

此外,我們也很榮幸邀請到微生物學的專家、曾於美國紐約西奈山醫學院進行相關研究的傅詩宸博士,與讀者們分享令人意想不到的細菌面貌。

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Photo Credit:三采文化

《我們只有10%是人類》是在2016年由三采文化出版,作者艾蘭納.柯琳(Alanna Collen)本身是英國倫敦大學學院(University College London)的演化生物學博士,因為工作時接觸到蝨子而生了一場大病,最後藉由漫長又密集的抗生素療程撿回一命。

然而長時間使用抗生素做治療的結果,除了殺死這場疾病的元兇,卻也對長期存在於柯琳體內與其共生的各式細菌造成傷害。在承受種種苦果(皮膚莫名破皮、消化系統異常、更容易出現感染症等等)之後,柯琳對於生存在人類身體的細菌對健康的維持,有哪些正向而非負面的影響產生了興趣,進而進行研究,也才有了這本經典作品的問世。

《我們只有10%是人類》這本書談論的主題,在於細菌如何影響人類的健康,但它的方向並非告誡讀者該如何預防細菌「侵門踏戶」,而是反過來將重點放在那些對我們身體有益的細菌。在認識這些住在你身體裡的小居民難以取代的重要性之後,隨之而來一個很重要的課題,便是學習如何與之共存共榮。

我們只有10%是人類?更正確的數字應該是50%

艾蘭納.柯琳是在2015年時出版這本書的原文版,當時將書名取為「我們只有10%是人類」(10% Human)?這是什麼意思?是哪個10%才是人類呢?

其實書名所提到的數字,是研究學者以細胞數目進行估算,發現如果將一個人身上所有部位的細菌及微生物數目加總,再和人體的總細胞數相比,會發現細菌的數量相當可觀。依照過去的科學估計,這些存於人類身上的微生物數量,有可能是人體所有細胞數的10倍之多。

然而若是柯琳的這本書再晚一些些出版,書名可能得修改一下。因為在那之後,科學家更進一步的研究結果,發現人體的細菌微生物加總起來,沒有當初估算的這麼多。但是和人體本身的細胞數量相比,比例還是很驚人──大約是1:1。

這是什麼樣的概念呢?以一位170公分高、70公斤重、年齡介於20~30歲的成年男性「小明」來說,他的組成除了30兆個人類細胞,還要加上39兆個共存於身體各部位的微生物(細菌為大宗),才算一個完整的「小明」。

看到這麼驚人的數據,不禁令人好奇細菌對於人體的影響究竟有多大?為什麼從古至今,人類要做為免費車伕帶著這些小傢伙到處走?失去它們會有什麼影響嗎?這些問題,就讓傅詩宸博士來為我們一一解答。

體內好菌以我們難以察覺的方式,幫助維持人體的正常運作

其實在正常狀態下,人體內的細菌大多是對身體有益處的好菌,以及隨腸道環境改變的中性菌。這些細菌平常以我們難以察覺的方式,幫助維持人體的正常運作,例如食物的消化,或是協助身體抵禦外來細菌不懷好意的入侵。

一般來說,我們身體裡面的細菌在種類和數量上,會達到一個平衡。如果腸道內的細菌生態平衡受到破壞,便會引起後續的種種不良反應。像前文中所提及本書作者的實際經驗──因疾病而需要長期使用抗生素,卻導致身體不良反應──便是如此。

目前濫用抗生素已經成為一個嚴重的問題。其中的原因,除了家禽及畜牧產業不當使用之外,部分醫師濫開藥物也助長了這樣的情況。「美國開立的抗生素,有一半都是不必要或不合適的。」傅詩宸解釋道,抗生素只能殺死細菌,遇到病毒也是束手無策,因此無法治療因病毒感染導致的一般感冒或流行性感冒。

而抗生素的不當使用,間接也助長了「超級細菌」的誕生。傅詩宸說,細菌對於抗生素的抗藥性已成為一個嚴重的問題,細菌有方法可以快速交換遺傳物質,「於是抗藥性一傳十、十傳百。」濫用抗生素的結果,形成一把雙面刃,一方面傷害我們體內的好菌居民,另一方面也幫助篩選、培養出更強大的抗藥性細菌。

腸道菌相失衡讓C. diff坐大,治療方法還是得靠便便

除此之外,傅詩宸也特別提到「艱難梭狀芽孢杆菌」(Clostridioides difficile,簡稱C. diff)的感染問題:「C. diff是一種壞菌,平常會以少量的姿態存在於我們的腸道內,若是我們腸道有一個將康平衡的細菌叢,它是不會造成什麼傷害。就像社區裡面有一兩個壞蛋,但是勢單力薄所以無法作怪。」

然而抗生素的濫用,卻可能反轉這樣的局面。在特定抗生素的作用下,腸道內的好菌可能被殺死,進而導致C. diff有機會大量繁殖,就會造成恐怖的後果。傅詩宸說:「你的腸子會開始發炎,造成嚴重的腹瀉;你的腸子可能脹氣,甚至可能脹到腸子破裂,破裂之後若是腸道內的細菌跑到體腔內,可能會讓人出現生命危險……」

如此嚴重的問題,卻有出現頻率增加的趨勢。在現代出現C. diff嚴重感染的人數越來越多,尤其是西方人感染的比例近年更逐漸增加。

對於這種細菌感染的治療,是一項相當棘手的難題,就算使用抗生素,往往效果也不是很理想。然而科學家發現,藉由「糞便移植」(faecal microbiota transplant, FMT),將一些健康人的腸道細菌移植到C. diff嚴重感染的患者身上,能夠大幅提升患者的腸道健康,顯著改善病情。甚至因此衍生出「超級便便」的研究,探討為何有些人有如「超級捐糞英雄」,他們的腸道菌,經過移植後能在患者體內長得特別好,對病情的治療成效相當驚人。

傅詩宸_照片
Photo Credit:TNL/ 朱家儀
傅詩宸博士畢業於美國紐約西奈山醫學院博士班,其研究主題為自閉症與腸道菌叢的關係。
當我們失去細菌,產生的影響將難以想像

在了解道細菌對人類健康有著這麼重大的影響之後,不禁會設想:如果世界上的細菌全部消失的話,會發生什麼事?

對於我這般天馬行空的提問,傅詩宸說自己之前在美國哈佛自然歷史博物館(Harvard Museum of Natural History)曾經看過一個和細菌有關的展覽,介紹淡水、鹹水、陸地上、土地裡、空氣裡的各種細菌循環,因而更加認識道細菌的重要性。

例如藉由空氣,我們每天吸進的細菌竟多達2000多種;植物需要會進行固氮作用的細菌,才能獲取必要的營養。站在生態系的角度,細菌能分解死去的植物及動物,而分解後的東西可以再變成微小生物的食物來源,大型生物在吃掉小生物,形成一個迴圈,讓整個世界生生不息。

對於人類來說,細菌扮演了許多意想不到的角色。例如有研究發現讓孩子在童年時期、甚至媽媽在懷孕時候即暴露在多元菌種的環境,可以大幅降低未來罹患慢性發炎疾病的機率;若是在過於乾淨的環境下長大的孩子,出現氣喘及過敏的機率較高。而剖腹產的嬰兒出現過敏及氣喘的比例,較自然產的嬰兒來得高,細菌被相信在當中的機制,扮演了一定的角色。

除此之外,腸道菌叢的菌相變化,也被發現與肥胖、憂鬱症、心臟病、糖尿病等多種疾病具有關聯。雖然對於細菌的菌相差異究竟是這些疾病的因還是果,仍有待更多研究證明,但相關的研究在《我們只有10%是人類》這本書當中,都有相當詳盡的整理。

在閱讀了今天的關鍵醫學院之後,希望你對人體的細菌們有更多元面向的理解。這些小傢伙並非只會對身體造成不好的影響,甚至有些情況下,失去這些好夥伴,還會對健康造成嚴重的危害。

「人體微生物」延伸書單

覺得看得不過癮?這些是我們推薦你有關「人體微生物」的五本延伸書單:

Ep05-微生物
Photo Credit:TNL/ 游承穎

比起醫學,對文學更有興趣?這邊是為特別的你,額外推薦的五本延伸書單:

Ep01-文學
Photo Credit:TNL/ 游承穎
參考資料

核稿編輯:翁世航


關鍵醫學院(第三季):

在第三季的「關鍵醫學院」,我們會每個月選出一個醫學主題,並依照這個主題,選出一本經典的科普好書,與你分享其中的內容。讓你知道這本書在寫什麼、為何你不容錯過這樣的經典。同時,我們還會邀請該領域的專家,一起討論相關的科學發展。

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