微生物學 微生物與免疫學

人體為家——八月微生物相 (Microbiota) 月末回顧文

世說新語紀載狂人以天地為棟宇,屋室為幔衣 [1]。殊不知,在人類有歷史以前,一群細菌、真菌和病毒,就把人類的身體髮膚當成溫暖的家。幾乎自出生之始,便與我們福禍同享,生死與共。

共生關係——無論是互利、競爭、甚至是寄生,都是自然界中獨特的存在 [2]。其中最為人所知的便是微生物和多細胞宿主的客主關係 [3]。在這樣的夥伴關係中,仰賴複雜的訊號傳遞、小分子反應,維持房客、屋主之間良好的溝通。溝通出現在如食物消化、養分吸收等日常之中。人體所需的必需胺基酸、維生素等,便需要依賴一套賓主間精彩的小分子對話而得之。

隨著我們深入研究微生物相,科學家感興趣的問題也從「是誰借住在人體?」,逐漸變成「他們在那裏做甚麼?」,從分子機轉解釋微生物相和人體各系統的交互作用。本月初關於分節絲狀菌的免疫調節功能的介紹,以及微生物相和大腸癌的發生、乃至於對生理時鐘的調節,再再顯示研究者逐步解密微生物和人體聯絡的細語。新的分生工具,例如核醣體次單元 rRNA 基因分析,乃至於病毒顆粒 DNA 比較,也幫助新一代的科學家更快速地辨認、識別眾多共生菌們。

挾科技的利器,研究者們為人體的房客進行了數次戶口普查,逐漸認識了微生物相的組成,在不同人體之間的差異。這次的小新聞報導中,便包含微生物相的男女性別差異、和基因遺傳的關聯性等。

而臨床上最令人感興趣的議題,便是微生物相如何影響到我們的健康。既然發炎性腸道疾病、代謝性症候群和微生物相息息相關,相信在不遠的將來,不少疾病的患者可以受惠於微生物相的研究。預防更勝於治療,各種保持健康腸道和微生物相的方法,很可能在將來被收錄於健康教育中,一如運動 333 原則、三低一高飲食,成為人人皆知的健康常識。

哈佛的大師 Richard Losick 曾在講座中戲言,比起人性,我們具備更多的微生物性。以數量觀之,此言不假,畢竟微生物個體數是十倍於人體細胞,在人體上構築成一個複雜的大社群。微生物相的研究雖然五花八門,最終目的離不開我們對賓主盡歡的渴望。當年脫衣裸形在屋中的劉伶,對來訪的諸君很不友善地問道「何為入我褌中?」相較之下,微生物相研究者好客許多!

圖說:人體微生物菌相分布圖 圖片來源:http://goo.gl/et8S3K

 

參考資料:

  1. 世說新語(任誕第二十三)
  2. Donia, M. S., & Fischbach, M. A. (2015). HUMAN MICROBIOTA. Small molecules from the human microbiota. Science, 349(6246), 1254766. doi:10.1126/science.1254766
  3. Oldroyd, G. E., Murray, J. D., Poole, P. S., & Downie, J. A. (2011). The rules of engagement in the legume-rhizobial symbiosis. Annu Rev Genet, 45, 119-144. doi:10.1146/annurev-genet-110410-132549
撰文|謝典戰
修訂|熊浩安

About the author

謝典戰

謝典戰

陽明醫學系畢業,目前為住院醫師。曾執行科技部大專生計畫,赴Duke、USC進行短期研究。參加國際基因工程競賽(iGEM)時,因緣際會獲邀至臺灣醫學生研究通訊(Investigator前身),開始撰稿和採訪,期待Investigator傳媒能持續讓更多人喜歡科學。