第5章 “我们”国度大探索
每个人都是一颗星球，给微生物提供了不计其数、丰富多样的生存环境：双眼犹如两潭湖泊，指甲仿佛沙漠，肚脐则成了绿洲，还有大草原和湿地。无论哪个部位，微生物都很喜欢！
本书作者之一在自家墙上挂了一幅洪堡[20]年轻时的画像，这张老旧的印刷品是他在柏林花了5欧元从一个在卡尔·马克思大道[21]流连的家伙那儿买来的。画像上有些刮痕，时间留下的痕迹显而易见。除了这张画像，房子里摆的全是家庭照片。不过为什么对洪堡情有独钟呢？对一名写作题材涵盖各种不同科学领域的作家来说，洪堡有着与众不同的意义。尚在求学期间的洪堡就已经接受了完整的科学和人文教育，他不但成为一名多产的研究学者，更有着与生俱来的演讲天赋。对他而言，谈论科学必须一并将文化、社会发展和政治情势纳入考虑，同时，他也积极为社会弱势群体发声，更挺身而出，反对奴隶制度。他是率先针对全球化现象进行研究分析的学者之一，也是最早提出精良可靠的科学必须经过一而再、再而三准确地测量和比对才有可能实现的学者之一，而他自己也严格遵守这项原则。
不过，关于寄生在人类肠道、皮肤上和口腔里的细菌，洪堡可就一无所知了。既然如此，为什么要在这里提到他？从某种程度上说，他为人体和人类体内的生态系统研究奠定了重要的基础，因为作为第一个研究地球生态系统的学者，洪堡曾观察了植被在不同气候区、高度和纬度的差异，并且将其中的规律性记录下来。
现今的科学家也做了类似的研究，只不过跟洪堡不一样的是，他们并没有投入南非“生物相”[22]的研究，而是关注人类的“微生物相”。这个生态系统里有干燥荒漠，偶有洪水来犯，跟我们的指甲很像；水气丰沛的雨林则近似阴道或肛门，润泽的大草原形同腋窝，而水晶般剔透的湖泊仿佛人类双眸，种类繁多的绿洲像是肚脐，山林如发梢，而暗黑洞穴就是耳朵、鼻子和喉咙。此外，还有一片不见天日、空气稀薄的深海海底，珍贵稀有的生物便藏身其中，就和我们的肠道没什么两样。
洪堡曾形容自己会“锲而不舍地紧咬同一个研究对象不放……直到通盘了解为止”。若以此为标准，那么我们目前对人体微生物的生物地理学认知就还处于摸索阶段，不过洪堡在亲访南美洲雨林和众多高山侧翼前，也曾就观察得来的非科学证据做出缺乏系统性的描述。跟当时他所处的境况一样，人体生态系统中也有些地区已得到科学家较为深入的探索，有些则乏人问津，其中有个地区的物种和变异株（以及基因）丰富多样，加上数量惊人的生物，几乎跟亚马孙河没什么两样，让研究人员快喘不过气来。相对来说，其他地方的生态多样性和个体数量显然就单调稀疏许多，不过或许我们应该观察得更仔细一些。
指甲测试
为了证实彩绘过的短指甲是最不利于微生物生存的地方，世界知名的研究机构耶鲁大学进行了一项实验。[23]不过卡茨（David Katz）在实验室得到的结果并未带来太大的惊喜，因为指甲的环境几乎和欧倍德卖场[24]的水泥地停车场没什么两样，也许有几块随便种的草皮散落四处。指甲油的成分全是有毒物质，主要是甲醛和邻苯二甲酸酯，不但有碍人体健康，也不利微生物生存。若要作为微生物的生存环境，经过修剪和磨亮的指甲前端当然比涂了指甲油来得好，但还是比不上长长的指甲，因为里面不但潮湿，还藏了不少污垢，它们是细菌和霉菌最佳的食物来源。
没有涂上指甲油的角蛋白层是光滑、干燥的，能隔离水和细屑，通常在表层也能发现一些微生物，不过躲在指甲底下的数量会多上好几倍。对皮肤来说，这里是典型的酸性环境，至于微生物是如何在这样的条件下维持一定平衡，同时不受伤害地安然生存，这点我们至今仍旧无法得知。人们之所以察觉它们的存在是因为双手感染了曲菌属（Aspergillus）、孢菌属（Acremonium）等霉菌或是念珠菌属（Candida）这类的酵母菌。指甲霉菌感染的范围相当广泛，受到感染的指甲表面会失去光泽，变得粗糙，甲床也容易发炎，还可能引发其他疾病。大多数霉菌其实很正常，并不具备破坏力，甚至可能对人体有益。美国国家卫生研究院的芬德莉（Keisha Findley）和她的同事找来了一批健康且没有明显病征的受试者，在未给予任何刺激的情况下，研究人员在每个受试者的脚趾甲上发现了各式各样的霉菌。他们在后来的研究报告指出：“生理属性和地形……通过不同方式影响这些……微生物群落。”简单来说，意思大概是：不管你的指甲是薄是厚，穿着纯棉或是合成纤维布料做的袜子，一天洗两次脚还是偶尔想到才洗，这些无害的微生物都还是过着快活的日子，而且不管哪一种都一样。[25]
寄生于指甲的细菌主要附着在表层和底层，其中人们比较了解的有假单胞菌属（Pseudomonas）和葡萄球菌属（Staphylococcus），另外还有多数人闻所未闻的不动杆菌属（Acinetobacter）。这些细菌以菌膜（Biofilm）联盟的形式相互合作，因而得以在某种程度上抵御杀菌剂或抗生素的攻击。作为细菌的藏身处之一，指甲除了能隔离肥皂和杀菌剂，最重要的功能或许就在于：无论好细菌还是坏细菌，直到它们转往下个去处或移居到另一个宿主身上之前，指甲都是绝佳的中继站。
人工指甲可以说是超大型的细菌弹射器，不过直到现在，这项人工产品似乎还没有任何值得一提的正面效益。一开始人们还期待它能带来比指甲油更好的抗菌效果，然而，最后证实人工指甲也不过就是从指甲油衍生而出的新型产品。这只塑料贴片的抗菌效果显然不比表层的涂料，与人体贴合的黏结处更形成了大量全新、狭小且遮蔽性甚佳的生物栖息地。护士佩戴的人工指甲已被证实是致命性细菌转移到儿童身上的最佳跳板。[26]因此，下次将新生的小侄子交到阿姨手上之前，记得先好好检查一下她的手指头。
蚊子磁铁
只要轻轻一跃，微生物就能从指甲跳到皮肤上。附着于皮肤表层的微生物种类有一部分跟指甲上的一模一样，这些各异其趣的种类从个体、生活方式、年龄到所谓的“地形学”都不一样。每个人的皮肤上各有专属于他的菌群，就和我们的指纹一样，只不过这种微生物印记可能发生改变，在不同的身体部位也会呈现出不同的样貌。住在手肘上的菌群跟那些待在鼻尖上或是脚底板下的并不相同，手肘跟脚底板也各有自己的独特气味，而人体表层所散发出的气味绝大多数都是微生物所造成的。
容易出油的皮肤较不利于样态繁多的生物生存，比方说脸部；相对地，像臂膀和大腿这样的干燥部位，微生物的种类就相当丰富。[27]此外，奥地利的研究也发现，跟素颜的路人比起来，有化妆习惯的人皮肤上会有较高程度的生物多样性。[28]我们曾在本章开头分享了作者之一的生活趣事，而现在我们可以继续这个故事。假设世界上真有一份名为“蚊子磁铁”的工作职位，想必我们两人一定能拿下这份好差事，因为一旦这个人在蚊子王国里坐下来，四周立即笼罩在一片风雨欲来的静谧中，然后下个瞬间，所有的吸血鬼便会一涌而起向他迎面扑来。
为什么有些人特别容易招引蚊子，而有些人却连蚊子都避之唯恐不及？关于这个问题各家理论自有其见解，有些研究认为是体香剂爱好者的“甜美鲜血”招来了这些不速之客，而有些则强调皮肤上的丁酸才是真正的诱因。这当中也有经过具体实验得出的结论，荷兰瓦赫宁恩大学的菲尔胡斯特（Niels Verhulst）和德国布伦瑞克工业大学的舒尔茨（Stefen Schulz）以及葛恩哈根（Ulrike Groenhagen）一同合作，研究人类皮肤上的细菌种类和数量多寡是否会影响个人对疟疾感染源冈比亚疟蚊（Anopheles gambiae）的吸引力。[29]结果相当明确：皮肤表层细菌种类丰富或甚至有细菌变异株的人，比较不容易受到这些可怕六脚小怪兽的青睐；相反地，有大量细菌寄生且多样性程度偏低的皮肤则会让疟蚊爱不释手。至于那位身为“蚊子磁铁”的共同作者听闻这项结果时，心里会有何感想，在这儿就不多说了。不过，德国啤酒花园里的蚊子是否会跟远在热带地区的表亲做出同样的选择，我们倒是无法得知。菲尔胡斯特声称他会设法找出这个问题的答案，但真正让他感到“高度兴趣”的其实是“用细菌制成的防蚊剂”。我们可以在生物反应器中制作防蚊剂，然后跟防晒油或体香膏混合在一起，这么一来，曾经风行一时的Bac体香膏广告流行语“我的Bac就是你的Bac”[30]就有了一层全新的意义。
如果有人想凭借增加皮肤上的细菌种类来降低被蚊子叮咬的概率，那么成为轮式曲棍球队的一员或许是可行的办法，美国尤金市奥瑞冈大学的梅多（James Meadow）经由实验得到的结果支持了这项假设。[31]轮式曲棍球是一种有大量身体接触且排汗量极大的运动，梅多挑选了翡翠城、硅谷以及华盛顿特区女子轮式曲棍球队的女孩为研究对象。分析结果显示，同一支队伍的女孩会交换彼此身上的微生物，这使得她们的皮肤拥有相似度极高的生物栖地。比赛进行时，她们也会和其他队伍的女孩交换大量细菌，至于受试者是否因此得以维持程度较高的菌种多样性而不易被蚊虫叮咬，则有待进一步厘清。倒是有一点或许值得好好研究：同独来独往或偏好一个人运动的人相比，参与团队运动或是与他人有大量身体接触的人是否会有较多样的皮肤菌群，因此就平均值来说比较健康？同样道理，养狗的人从宠物身上获得的不只有爱，还有细菌，这使得爱狗人士的微生物多样性从皮肤到肠道一路呈现直线上升，而且他们似乎没有因此染上疾病。[32]
看看肚脐
我们可以将杜恩[33]视为洪堡正统的后继者之一，这位任教于美国北卡罗来纳州立大学的教授出版了不少科普著作，他早年曾研究过雨林生态，后来则转向探索和雨林相近的生态环境，比方说肚脐。杜恩之所以将两者相提并论，并不是因为肚脐的湿气更重，也不是因为它在六块肌或啤酒肚的包围下更加闷臭，而是因为两者的生态形式相当类似。举例来说，两者的多样性程度都相当惊人，有些肚脐里还藏着前所未见的物种，这一点跟亚马孙河流域也很像，只要一次大规模的砍伐，就足以将这些仅在特定环境条件生存的稀有物种全面消灭。除此之外，当然也有势力范围庞大且通常数量不容小觑的种类，在原始森林中我们称这类物种具有绝对优势。杜恩和他的学生展开“肚脐多样性计划”来探索这个位于人体中央的部位，而在当时，绝对优势还是一个属于原生林生态学的概念。他们用棉花棒从自愿受试者的肚脐上采样，然后送进实验室培养，通过Your Wild Life（www.yourwildlife.org）这个网站我们可以追踪这项实验的最新进展。进一步分析培养结果后，杜恩在博客中写道：“肚脐里似乎也存在着绝对优势。”[34]原来，几乎在每个肚脐里都可以发现属于杆菌（Bacillus）的梭菌属和微球菌属（Micrococcus），数量刚好都是一打，而古菌（Archaea）并不在绝对优势之列，直到美国微生物学家乌斯[35]发现它们其实是独立的生命根源，甚至可能是我们最最最原始的祖先。在众多受试者中，杜恩只在一个人身上发现古菌的踪迹，显然这家伙已经好几百年没好好清洗自己的肚脐了。
后来，杜恩和其他皮肤生态学家不再只是“绕着肚脐打转”（这是杜恩自己的说法），而是将触角扩展至另一个领域——胳肢窝。或许他们会在那里发现更多重的面貌，毕竟此区域的影响变因更加多元：用肥皂洗、用pH值为5.5的施巴（Sebamed）洗，或是完全不洗？刮了腋毛或是没刮腋毛？有没有使用体香剂？选择了法国凌仕（Axe）身体喷雾或涂抹了德国世家（Dr.Hauschka）鼠尾草香味的身体乳液？
除了指甲、肚脐和腋下，人的皮肤还有许多不同区域的生存环境值得好好探索，像是头皮、脚底、膝盖、蓄了胡子或是光溜溜的下巴，以及耳朵，光是从这些地方采集到的样本当中，研究人员就发现了前所未见的细菌种类。[36]这些新发现不只令人感到好奇，对长期遭受耳道感染困扰的人来说，这些细菌更是值得关注，因为我们或许能从中找出有效保护耳道免于感染的微生物。
美国登顿市北得州大学的董群峰也在眼睛里发现微生物的踪迹[37]，这里的细菌似乎有固定的活动空间，不会随着澎湃汹涌的泪水四处奔流。采样时所施的力道不同，就会采集到不同的微生物的组合，像是变形菌门（Proteobacteria）这类菌种活动的区域大概是在较深层的结膜，而属厚壁菌门（Firmicutes）的细菌则停留在表层。董群峰还发现了一套普遍的规律：所有受试者都有一组“核心微生物群系”，其中密度最高的菌种占有绝对优势，而有些微生物则只出现在某些受试者身上。
让我们谈谈性吧！
我们就不绕远路了。接下来登场的是性器官，说得明白点，就是阴道和阴茎。阴道是每个人初次与微生物接触的地方（见第一章和第十一章），经由剖腹产来到这个世界的人则不在此限。在那里，早就有各式惊喜等着迎接我们，比方说，一般认为丰富的微生物多样性就是一种健康的征兆，甚至能减少被蚊虫叮咬的概率，不过在阴道里可不是这么一回事。根据人体微生物群系计划的研究结果，阴道微生物群落的多样性程度是人体全身上下最低的。[38]我们可大致将它们分为五种“型”，其中四种由乳杆菌属（乳酸菌）主导，最后一种则明显和其他群落不同，而这一群也正是容易引发细菌性感染的罪魁祸首。[39]乳酸菌的主要功能便是确保阴道长期处于低pH值状态，通过制造乳酸菌让环境持续呈酸性。正常情况下，阴道内的pH值会维持在4.5左右，这个pH值能保护阴道不受细菌和其他外来者侵害；换句话说，健康的阴道其实是严峻的生存环境，寄生在人体全身上下的微生物几乎都敬而远之，只有少数的细菌群落能够在这里存活下来。
跟阴道比起来，我们对龟头的认识更是少之又少，这里的活动空间也更小一点儿，不过它所提供的生存条件跟周遭环境倒是差异不大。
虽然割除龟头上的包皮会导致细菌多样性降低，但这样做的好处是使人不易感染艾滋病毒（HIV），不过二者之间并不存在必然的因果关系，因为割除包皮实际上只是将容易受到病毒入侵的结构去除。另外，精液里也存在着大量的细菌，其中有好细菌，当然也有不那么好的，上海的研究团队则在生育力偏低的男子身上发现厌氧球菌属（Anaerococcus）的细菌。[40]
我们在属于酸性环境的阴道里也发现了通常只存在于碱性精液中的细菌，这些活跃在环境pH值介于7到8的细菌很有可能原本就在偏弱碱性的区域活动，后来才趁着射精顺势一起进入阴道里。有些细菌在极酸或极碱的环境下都能适应良好，男女性器官各自分别处于pH值的两个极端自然有其道理，这也是两性之间永无宁日战争的一部分。随着精液射入阴道，原本呈酸性的环境会受到碱性物质的影响而发生小小波动。一项针对中国女性所做的研究发现，跟完全没有采取性行为防护措施的女性相比，长期使用避孕套的女性阴道会有较多的益菌。[41]
口腔里的战场
人的嘴巴里也住着不少细菌，这项认知主要是由牙医、牙科技师或牙医助理等专业人士灌输给我们的，而这些工作大多还挺不赖的。绝大多数的口腔微生物都是无害、甚至是有益的，就连致龋菌对牙齿也不具破坏性。不过这些细菌所制造出来的酸性物质可就一点都不简单了，只要将蛀牙洞里和健康口腔的细菌进行比较，马上就能看出其中的明显差异。[42]
口腔细菌是人类通过显微镜观察到的第一种微生物（见第六章）[43]，这不仅使口腔成为人类微生物学的起点，也是胃肠消化道的开端，更是每个人出生之际首批进驻细菌的必经之地。
分析完健康的口腔微生物群系之后，我们得知微生物会随着宿主的口腔状态、居住地和生活方式而展现不同的多样面貌，不过某些具有绝对优势的菌种几乎在每个人身上都能发现。链球菌属通常不被视为益菌，因为它们可能导致扁桃腺或脑膜发炎，然而大量分布在口腔里的链球菌属不但无害，甚至可以说是有益的。挪威的科学家奥斯（Jørn Aas）和他来自奥斯陆的同事在研究报告中指出，孪生菌属（Gemella）细菌实际上要比它的名字听起来的感觉还要厉害得多。[44]在这个只有三名受试者的研究里，奥斯和同事总共清点了大约500种不同的细菌，并发现其中两名受试者身上有75%的种类完全相同。事实上，口腔提供了相当多元的生存环境以符合各种寄生需求，像是一望无际的唾液汪洋，或是舌头、牙齿、牙龈以及上颚等形形色色的表面，所有生存在此的微生物最终会形成密切合作的共生社群，也就是所谓的“菌膜”，这层防护墙不但让它们得以抵御外来的入侵攻击，更能将抗生素这类毒物彻底阻绝在外。
接吻、咬伤、妨碍
口腔犹如一扇来者不拒的大门，无论吃的、喝的，还有空气甚至是爱情，都夹带着大量细菌前来凑热闹，各路人马在此聚首，上演一出又一出的精彩戏码，这里有争得你死我活的分子大战，也有不分你我的携手合作。比方说，口腔里可能充满了噬菌体这种专门感染细菌的病毒，而细菌则会以CRISPRs作为响应。这串听来清脆响亮的字母其实是“成簇的规律间隔的短回文重复序列”（clustered regularly-interspaced short palindromic repeats）的缩写，指细菌的防御机制，比如链球菌属的CRISPRs就很明显地因人而异。
不仅如此，宿主的性激素似乎也加入了这场混战。不少女性一定都有过在排卵期间牙龈发炎的痛苦经验，类似情况也常在青春期或怀孕期间发生，这可能是因为女性类固醇[45]一方面激发了发炎媒介物质，另一方面也提供了良好的成长条件给导致牙龈发炎的细菌，其中有些特定受刺激的细菌经过代谢，再生后会为性激素的制造所用。
近年来有越来越多研究发现，口腔健康对人的整体健康具有关键性的影响，牙龈慢性发炎或牙根感染患者通常也会有心脏和血管方面的疾病，甚至罹癌概率也会偏高。相反地，一篇在2013年秋天发表的研究报告明确指出，如果能有效抑止口腔发炎，血管壁的病态肿胀也会跟着停止。[46]我们应该厘清的或许是慢性发炎对身体造成的负担，研究人员甚至在同一个人的口腔里和他血管钙化的沉淀物中发现同样的细菌。就连阿尔茨海默病都和口腔细菌脱不了关系，根据某项先驱性研究的结果，健康的人身上不容易出现梭杆菌门（Fusobacteria）细菌，而阿尔茨海默病患者身上则经常可以看到普雷沃菌属（Prevotella）细菌。不过参与上述研究的学者也指出，这项结论必须经过更大型的研究进一步验证，以确保目前的发现并非只是偶然。[47]
这项研究结果可能会让那些长期忽视口腔卫生的人紧张得连吞好几口口水，这么一来，我们会通过同样有大量微生物寄生的食道，来到胃部。由于胃部会分泌胃酸，所以过去人们认为微生物无法在其中生存，不过后来证实，胃里不但有名为幽门螺杆菌（Helicobacter pylori）的细菌常驻（见第七章），更有丰富多样的抗酸性细菌，其中有些我们已经在口腔见过，另外还有一些盘踞在连接胃部的小肠里。关于这一点，我们在下一章会有更详尽的介绍。
Verhulst et al.: Composition of Human Skin Microbiota Affects Attractive-ness to Malaria Mosquitoes. PLoS ONE, Bd. 6, S. e28991, 2011.