第二节　微生物与微生态学

微生物与环境间有着极为密切的关系，微生物的生命活动依赖于环境，同时也影响着环境，研究微生物与环境之间的关系，了解它们在自然界的分布，可为人们开发微生物资源提供理论依据。同样，微生物之间、微生物与其他生物之间，也存在着相互依存、相互制约的关系。研究它们之间的关系，能使人类更好地利用微生物，防治人和动植物疾病，为工农业生产服务。

微生态属于生态学（ecology）范畴，是生态学的微观层次，考察微生物在自然界中的分布、微生物与其他生物间的关系、微生物在自然界物质循环中的作用等。1977年沃克·罗西（Voeker Rusch）首次提出微生态学（microecology）的概念，经过三十余年的发展，目前将微生态学定义为：研究微生物群体与其周围的生物和非生物环境条件相互作用关系的科学。

对我国微生态学贡献巨大的著名学者魏曦教授曾这样评价微生态学的地位：“遗传学和微生态学是21世纪的两支生命科学劲旅，将对人类的发展做出不可估量的贡献。”

微生物因其种群数量大、个体体积小、结构简单、繁殖快及适应性强的特点，在自然界中广泛分布，遍布于空气、水、土壤、动植物的体表及体内。微生物通常是环境的组成部分，对环境与人类来说都具有不可替代的意义。本节将对自然环境中微生物的分布及人体微生态系统进行阐述。

一、自然环境中的微生物分布

（一）空气中的微生物

1.空气中微生物的分布与种类　空气中的微生物主要来自地面，几乎所有土壤表层存在的微生物均可能在空气中出现。

由于缺乏营养和水分，且有紫外线直射等杀菌因素，空气中的微生物一般难以生长繁殖，只能以浮游状态存在，因此空气并不是微生物生长繁殖的良好场所，故检出率很低。在空气中检出率相对较高的是一些抵抗力较强的微生物类群，特别是耐干燥和耐紫外线的微生物，如细菌中的G+（革兰阳性）球菌、G+杆菌（特别是芽胞杆菌）、酵母菌和霉菌的孢子等。空气中微生物的数量与当地气温、湿度、风力及人口密度、土壤性质、植被面积有关。由于尘埃的自然沉降，越接近地面的空气含菌量越高；随着高度的上升，空气中微生物的数量逐渐减少，目前人类检测到微生物存在最高处为85km的高空。气温高的季节，空气中微生物的数量比气温低的季节多；雨雪之后，空气中的微生物数量大为减少。在人口密度低或者植被面积大的地带，如高山、森林、草原及海洋，空气中微生物的数量较少；农村地区的空气中微生物的数量明显少于城市地区。不同场所空气中微生物的数量见表1-2。

测定空气中微生物的数目可用平板沉降或者液体阻留等方法。一般以甲型溶血性链球菌作为指示菌，反映空气受人上呼吸道分泌物中微生物污染的程度。

2.空气中的病原微生物　空气中有时也会含有一些病原微生物，如溶血性链球菌、结核杆菌、白喉杆菌、百日咳杆菌、脑膜炎奈瑟球菌、肺炎双球菌、麻疹病毒和流感病毒等，有的间接来自地面，有的直接来自人或动物的呼吸道。微生物可以附着在尘埃或包被在微小的水滴上分散于空气中形成微生物气溶胶，微生物气溶胶在病原微生物的传播上具有极为重要的意义。空气中的尘埃颗粒数与微生物数量有直接关系，空气中尘埃越多，污染的微生物也越多。自人畜呼吸道排出的直径大于5μm的飞沫及含微生物的尘埃（直径多为12～18μm），被吸入人体后仅停留于上呼吸道，常被呼吸道上皮细胞纤毛的摆动排出；但直径小于5μm的飞沫及尘埃，可进入肺泡，在一定条件下可引起动物感染甚至传染病的传播和流行。空气中病原微生物污染程度与人群密度有关，人口密集的公共场所特别是医院等处，空气中病原微生物的数量与种类就会显著增高。由于空气中的微生物可引起人和动植物病害，工农业产品腐败变质，在医院手术室、传染病房、细胞培养室、微生物接种室、发酵车间和制药车间等处的空气须采用过滤除菌、紫外线照射、甲醛熏蒸等方法进行消毒或者净化。

（二）水中的微生物

1.水中微生物的分布与种类　水中含有一定的有机物、可溶性无机盐等，是微生物的天然栖息场所。自然界江河湖海等各种水体中都生存着相应的微生物。水体中微生物的种类和数量与水域的有机物、无机物的种类和含量，以及光照、酸碱度、渗透压、温度、含氧量和有毒物质的含量有密切关系。地面水中微生物的种类和数量较多。清洁的湖泊、池塘和水库中，有机物含量低，微生物较少（10～103/mL），以硫细菌（sulfur bacteria）、铁细菌（iron bacteria）、蓝细菌（cyanobacteria）和藻类等自养型微生物为主，也有少量腐生菌如色杆菌属（Chromobacterium）、无色杆菌属（Achromobacterium）和微球菌属（Micrococcus）等存在。有机质丰富的湖泊、停滞的塘水、污染的江河水及下水道的沟水中微生物较多。地下水因经过深厚的土层过滤，几乎大部分微生物被阻留在土壤中，含有的微生物极少。泉水和深井水在没有污染的情况下一般是无菌的。海水中的微生物除来源于河水、雨水及污水等环境中，绝大多数是嗜盐菌，并耐高渗透压。海水中微生物数量最大的是藻类，分布于海面下0～50m的深度范围内；细菌则多为革兰阴性菌，常见的种类有假单胞菌属（Pseudomonas）和弧菌属（Vibrio）等。随着海水深度的增加，菌数逐渐减少，200m以下菌数更少。城市地区的水体由于有大量人畜排泄物、生活污水和工业废水的排入，有机物含量高，微生物繁殖迅速。在污水中，微生物含量可高达107～108/mL，其种类也较多，以腐生型的细菌、真菌和原生动物为主。常见的菌群有变形杆菌属（Proteus）、埃希菌属（Escherichia）和链球菌属（Stre-ptococcus）等；真菌以水生藻类如水霉属（Saprolegnia）为主。受到污染的同时，水体有自净作用，例如日光可杀灭水体表面的微生物、河流的流动冲淡了含菌量、原生生物可吞噬水中的微生物、藻类和噬菌体抑制细菌生长、水中微生物可附着于颗粒沉入水底。此外，微生物的快速生长繁殖可大量分解、消耗水中的有机物，从而对微生物的繁殖形成反馈抑制。因此，通过能量转换、物质循环，微生物在水体中可维持一定的平衡。

2.水中的病原微生物　水中的病原微生物主要来源于人畜粪便及污水的污染，种类主要有伤寒杆菌及其他沙门菌、痢疾杆菌、霍乱弧菌、副溶血弧菌、大肠埃希菌和炭疽杆菌等，此外还有脊髓灰质炎病毒、柯萨奇病毒、埃可病毒、甲型肝炎病毒、轮状病毒等肠道病毒，钩端螺旋体也可存在于水体之中。进入水体后，大多数病原微生物仅能生存而不能繁殖，其存活的时间因种属和环境而异。伤寒杆菌及其他沙门菌在水中可存活2～3周；副溶血弧菌在淡水中仅能存活2天，在海水中则可存活47天以上；霍乱弧菌和副霍乱弧菌在水中可存活2周以上；钩端螺旋体在水中能生存数月。由于水体中病原微生物数量少、存活时间短，加之水体的流动性，导致直接检测困难。因为人畜粪便为水体病原微生物主要来源，所以检测到肠道正常菌群中任何一种菌的存在，如大肠埃希菌、粪链球菌（Streptococcus faecalis）和产气荚膜梭菌（Clostridium perfringens）等，都可证明该水体已被人畜粪便污染，可能存有病原微生物。大肠埃希菌因其数量庞大，在水中生存时间长，被用作指示菌，可以通过检查水样中大肠埃希菌数目，确定水体被污染的程度，推测病原菌存在的概率。

（三）土壤中的微生物

1.土壤中微生物的分布及种类　土壤由于含有丰富的碳源和氮源、大量而全面的矿物元素，适宜的酸碱度和温度，加上土壤疏松的颗粒使空气在其中得以流通、水分得以保持等因素，使土壤成为微生物最适宜的生活环境，因此，在土壤中存有数量和种类极为庞大的微生物，土壤是微生物的“大本营”。土壤中的微生物绝大多数对人是有益的，如：它们的代谢活动，可改变土壤的理化性质；它们中间许多种类可产生药用抗生素；有些土壤微生物能固定大气中的氮，供给植物利用，是构成土壤肥力的重要因素。

土壤中微生物的种类和数量在不同地区、不同性质土壤中有很大的差异，特别是在土壤的表层中微生物的波动很大。一般在浅层（10～20cm）土壤中，微生物最多，随着土壤深度的增加，微生物数量逐渐减少；而在土壤的表面，由于日光照射和干燥等因素的影响，微生物的数量较少。每克土壤各类微生物的含量大体上有一个十倍系列的递减规律：细菌（108）＞放线菌（107）＞真菌（106）＞酵母菌（105）＞藻类（104）＞原生动物（103），见表1-3。由此可见，土壤微生物细菌数量最多，占土壤中微生物总数的70%～90%，其生物量可占土壤重量的1/10000左右，土壤有机质的1%左右。每亩可有1350～3375kg细菌。由于其数量大，个体小，与土壤接触的表面积大，因此，细菌是土壤中最活跃的生物因素。土壤细菌以异养菌为主，无芽胞菌占优势，常见的类群有节杆菌属（Arthrobacterium）、假单胞菌属、土壤杆菌属（Agrobacterium）和芽胞杆菌属（Bacillus）等。放线菌的数量仅次于细菌，其在土壤中活跃地分解有机质，并使土壤带有特殊的土腥气。真菌主要分布于表层和土壤表面的枯枝落叶上，能分解纤维素、木质素和果胶等植物组织成分，在土壤形成及肥力提高过程中发挥重要作用。镰刀菌属（Fusalium）、青霉属（Penicillium）、曲霉属（Aspergillus）、根霉属（Rhizopus）和毛霉属（Mucor）等是土壤中常见的真菌类群。土壤中的病原微生物可随饮水、食品和尘埃进入人体，引起人体的感染。此外，植物药材，特别是根类药材上常带有土壤，其中的微生物如霉菌等繁殖后可致药材发霉变质，丧失药用价值。

2.土壤中的病原微生物　土壤中的病原微生物是随动植物残体、人畜排泄物和分泌物、污水、垃圾等废弃物一起进入土壤的，有痢疾杆菌、伤寒杆菌及其他沙门菌、霍乱和副霍乱弧菌、鼠疫耶氏菌、布鲁菌、土拉伦斯菌、产气荚膜杆菌、肉毒杆菌、炭疽芽胞杆菌、破伤风杆菌、各种肠道病毒及钩端螺旋体等。大多数病原微生物只能在土壤中存活较短时间，只有少数抵抗力强的能形成芽胞的病原菌，如炭疽杆菌、气肿疽梭菌、腐败梭菌、产气荚膜梭菌等形成芽胞后能在土壤中生存数年甚至几十年。土壤一旦污染了这些病原菌，则可成为疫源地，随时都有可能使人和动物感染相应的传染病。

（四）极端环境中的微生物

一般生物难以生存而只有某些特殊生物或特殊微生物才能生存的环境称为极端环境，如高温环境、低温环境、高酸环境、高碱环境、高压环境、高盐环境等。能在极端环境中生存的微生物称为极端微生物（extreme microorganisms）。细菌是极端微生物主体，根据生活环境的不同，人们将其分为嗜热菌、嗜冷菌、嗜压菌、嗜盐菌、嗜酸菌、嗜碱菌等。

嗜热菌如嗜热脂肪芽胞杆菌（Bacillus stearothermophilus）、酸热芽胞杆菌（B.acidocaldarius）、水生栖热菌（Thermus aquaticus）等的生长温度在45～65℃的范围，分布于温泉、火山、堆肥等附近。有的嗜热菌在90℃左右的高温温泉中也能生存。嗜冷菌如假单胞菌属、弧菌属和螺菌属的一些细菌，一般在5℃以下生活，分布于极地、冰山、深海和冷库等。嗜压菌主要有假单胞菌属、芽胞杆菌属、微球菌属的一些细菌，必须在高静水压下生活，分布于深海海底、深油井等处。嗜盐菌如盐杆菌属（Halobacterium）和盐球菌属（Halococcus）等，适宜的生长环境在15%～20%的高盐浓度范围，多分布于盐湖、死海、盐井等处。嗜酸菌如氧化硫杆菌（Thiobacillus thicxxcidans）适宜生长在pH值3～4的环境中，分布于酸性的泉水、温泉和土壤中。嗜碱菌有芽胞杆菌属、微球菌属等的一些种类，一般在pH值9以上的环境中生长。

极端微生物通常具有特殊的结构、生理功能和遗传特性，因此在生产和科研工作中有极大的应用价值。例如多聚酶链反应（PCR）中使用的能够耐受95℃左右高温而不失活的TaqDNA聚合酶，即来自嗜热菌中的水生栖热菌。

二、人体微生态系统

人体微生物种类繁多，数量巨大，它们共同组成了人体微生态系统（microbial ecosystem）。据统计，一个成年人大约有1013个细胞，而其体表与体内携带的正常微生物数量竟达1014个，即机体所携带的微生物数量是其自身细胞数量的10倍。这样庞大的正常微生物群以一定的种类和比例存在于机体的特定部位，与人体处于共生状态，参与了机体的生命活动，在宿主的生长发育、消化吸收、生物拮抗及免疫等方面发挥着不可替代的作用。它们与机体已形成相互依存、互为利用、相互协调又相互制约的统一体。这种统一体现了人类微生态的动态平衡，平衡则健康，失衡则致病。

（一）人体正常微生物群及分布

正常微生物群指存在于机体体表以及与外界相通的腔道黏膜上，正常情况下对机体无害的微生物。正常微生物群中以细菌为主，故也通称为正常菌群（normal flora）。人体不同部位微生物群的分布各异（表1-4），形成不同类型的微生态系统。

1.皮肤微生态系　皮肤上的正常微生物群主要有葡萄球菌、丙酸杆菌、类白喉棒状杆菌和铜绿假单胞菌等，其中丙酸杆菌和表皮葡萄球菌为优势种群，是最重要的常住菌。皮肤表面正常微生物群形成生物保护屏障，参与皮肤细胞代谢和自净作用。例如，皮脂腺内寄生的丙酸杆菌可将皮脂中三酰甘油分解成游离脂肪酸，对金黄色葡萄球菌、链球菌和白假丝酵母菌有抑制作用。

2.呼吸道微生态系　呼吸系统包括鼻、咽、喉、气道、肺等器官，以环状软骨为界，分为上呼吸道和下呼吸道。口咽部是连接口腔、鼻咽与下呼吸道、食道的枢纽，与外界环境相接触。自婴儿出生后，通过与周围环境和人群的接触，上呼吸道定植菌就逐渐出现。人体上呼吸道正常菌群由需氧菌、微需氧菌及厌氧菌组成，其中以厌氧菌居多。上呼吸道、下呼吸道及其黏膜上皮细胞的微生物存在有量的区别，在口咽部有草绿色链球菌、葡萄球菌、化脓性链球菌、卡他莫拉菌、奈瑟菌、乳酸杆菌、非脆弱拟杆菌、白色念珠菌，偶尔见到革兰阴性杆菌和原虫；鼻咽部主要有葡萄球菌（包括金黄色葡萄球菌）、链球菌（包括肺炎链球菌）、卡他莫拉菌、奈瑟菌、流感嗜血杆菌等。呼吸道正常菌群处于一种动态平衡中，具有性质和数量上的稳定性。在机体健康的状况下，这些正常菌群是机体的一道天然的防御屏障，抵御着外环境的变化。但是人们呼吸的空气、接触的物质并不是纯净无污染的，呼吸系统作为人体与外界持续接触且接触面积最大的系统，就不可避免地会受到环境中各种因素的影响。各种微生物、蛋白质变应原、有害气体等都有机会侵袭呼吸道，破坏上呼吸道正常菌群形成的生物屏障，打破上呼吸道固有的免疫平衡状态和微生物种群的稳定性。一旦这种平衡破坏了，呼吸道菌群的密度、菌群的多样性、优势菌群都会因为外源性致病微生物的入侵以及内源性微生物的大量繁殖而发生改变，出现微生态失调。

3.消化道微生态系　消化道微生态系主要是肠道正常微生物群，为共生性微生物群，以专性厌氧菌为主，包括双歧杆菌、拟杆菌、优杆菌和消化球菌等。这些菌群直接参与人体的消化、营养吸收、能量供应、脂肪代谢、免疫调节等诸多生理功能，其特点是数量大，恒定存在，对保持宿主健康具有非常重要的作用。此外，消化道微生态还存在少量的条件致病性微生物群，包括葡萄球菌、变形杆菌和假单胞菌等。在肠道微生态平衡时，这些条件致病菌数量小，不会致病，是消化道微生态必要组成部分。胃内的微生物群大部分是外籍菌，如与溃疡病关系密切的螺旋体和幽门螺杆菌，不属于正常菌群。

4.泌尿、生殖道微生态系　某些细菌存在于尿道下部。膀胱、输尿管、肾脏是无菌的。女性生殖道菌群复杂，月经初期，阴道和宫颈富含乳酸杆菌，它们能产生乳酸使局部pH值在4.4～6.6，这种酸性环境抑制了革兰阴性肠道杆菌的生长，但类杆菌属、类白喉杆菌、葡萄球菌、肠球菌和白假丝酵母菌则不受抑制。阴道菌群随激素变化而周期性波动。

人阴道主要的微生物有乳杆菌、表皮葡萄球菌、大肠埃希菌、梭状杆菌、粪链球菌等。主要的过路菌有金黄色葡萄球菌、肠杆菌、丙酸杆菌、消化链球菌、韦荣球菌等。健康妇女阴道中，厌氧菌与需氧菌的比例为5∶1，可分离出16种乳杆菌和8种真菌，其中常驻真菌是白假丝酵母菌和可变拟杆菌。阴道毛滴虫属于过路原虫。

阴道中乳杆菌细胞壁的多糖体或脂蛋白等可黏附在无腺体的阴道黏膜上皮细胞上，乳杆菌拮抗乙型链球菌、大肠埃希菌、拟杆菌、金黄色葡萄球菌，乳杆菌还能产生酸性生存环境和免疫激活作用。

正常微生物群与其宿主生态环境在长期进化过程中形成生理性组合的动态平衡称为微生态平衡（microeubiosis），不仅微生物的组成和数量比例相对稳定，生态环境也要保持相对稳定。微生态平衡是一种动态平衡，不同种属、不同发育阶段、不同生态空间都有其特定的微生态平衡。任何平衡都不是孤立的，都与总生态系、大生态系或生态系有相应联系，局部生态平衡，受总体生态平衡影响，总体生态平衡又将影响局部生态平衡。

（二）人体微生物群的生理意义

正常微生物群对于机体具有十分重要的生理意义。

1.生物拮抗作用（antagonism）　正常情况下，分布在皮肤、呼吸道、消化道、口腔、泌尿生殖道等部位的正常微生物群形成生物屏障，对外源致病性微生物起重要拮抗作用。其机制主要包括：①占位性保护作用，大多数正常微生物群的细菌与黏膜上皮细胞紧密接触，形成一层菌群膜，干扰致病菌附着，如果这种菌群膜受抗生素或辐射因素的损伤而被破坏，外来的病原菌就容易定植。②营养竞争作用，正常微生物群由于数量大，在营养的争夺中处于优势，不利于外源致病菌的生长与繁殖。③代谢产物及抗菌物质的作用，如专性厌氧菌在代谢过程中产生挥发性脂肪酸和乳酸，降低周围环境中的pH值与氧化还原电势，从而抑制外源致病菌的生长与繁殖；部分正常微生物群可产生抗菌物质抑制其他细菌的生长，如大肠埃希菌产生的大肠菌素可抑制志贺菌的生长。

2.营养作用　正常微生物群参与人体物质代谢、营养转化与合成。正常微生物群除参与三大物质代谢外，还参与维生素的合成、胆法代谢、胆固醇代谢及激素转化等过程，是人体代谢过程中的重要营养来源与组成。例如，双歧杆菌和乳杆菌可合成烟酸、叶酸及B族维生素供人体利用，肠道内脆弱类杆菌和大肠埃希菌能合成维生素K及B族维生素等。

3.免疫作用　作为抗原物质，正常微生物群不仅能非特异性地促进机体免疫器官发育成熟，还可以特异性地持续刺激机体免疫系统发生免疫应答，产生的免疫物质能对具有交叉抗原的病原菌产生某种程度的抑制或杀灭作用。如双歧杆菌能刺激肠黏膜下淋巴细胞增殖，诱生分泌型免疫球蛋白（sIgA），在肠道局部免疫中起重要作用。由于双歧杆菌含有肠道寄生菌共同抗原，因此sIgA能与大肠埃希菌为代表的肠内细菌反应，阻断细菌对肠道黏膜上皮的吸附和穿透。同时，双歧杆菌能促进肠道固有层的CD4+T细胞增殖活化，并能增强单核巨噬细胞吞噬功能，有利于对胞内寄生菌和病毒的清除。

4.代谢调节作用　目前的一些研究显示，人体微生物群参与了大部分的人类代谢活动。有研究指出，在人体消化道占有优势的拟杆菌属（Bacteroides）参与了糖的分解，瘤胃球菌属（Ruminococcus）则参与了糖的吸收，普雷沃菌属（Prevotella）能够分解黏液。在婴儿期时肠道微生物群以分解乳酸的细菌占优势，在断乳后肠道微生物群转为以分解糖的细菌占优势。动物模型与人体临床研究都发现，当拟杆菌门细菌减少、厚壁菌门或放线菌门细菌增加时，机体具有明显肥胖趋向，因后二者可使机体从食物中获取较多能量并引发轻度炎症，故这些类型的细菌被称为“肥胖型”菌群。对正常或瘦弱的个体，转输“肥胖型”菌群，可造成肥胖。此外，人体微生物群还和糖尿病、乳糜泻、克隆病乃至自闭症的发生有一定的联系。而部分拟杆菌门细菌则可因其参与体内冗余蛋白及有害物质的代谢清除过程（如自噬、蛋白酶体激活等）而产生延缓衰老的作用。

（三）微生态失调

1.微生态失调及机会性感染　正常微生物群与宿主之间，正常微生物群之间保持着良好的生存平衡，从而维持机体的健康状态。在一定因素影响下，微生物群之间、微生物群与宿主之间的平衡关系被打破即为微生态失调（microdysbiosis）；原来不致病的正常菌群中的细菌可以成为致病菌，这些细菌被称为机会性致病菌（opportunistic bacterium）或条件致病菌。当正常微生物群或生活环境中的机会性致病菌菌群比例失调、正常微生物群定居部位改变或人体免疫力降低时所引起的感染称为机会性感染（opportunistic infection）。

2.微生态失调的原因

（1）菌群比例失调　即微生态系统中各种微生物构成比改变，尤其指原籍菌数量、密度下降，外籍菌和环境菌的数量、密度升高。菌群比例失调多半由于滥用抗生素而导致耐药菌株增多，或抗生素过度杀灭机体的正常菌群，导致抗生素不敏感的真菌和厌氧菌得以大量繁殖，造成二重感染。

（2）正常微生物群定居部位改变　正常微生物群由原籍生活环境转移到外籍生活环境或本来无菌的部位定植或定居，如大肠杆菌易位到呼吸道能引起肺炎、易位到胆道能引起胆囊炎、易位到泌尿道能引起肾盂肾炎和膀胱炎、易位到阴道会引起阴道炎等。外科手术、插管等侵入性诊疗容易引发微生物定居部位改变。

（3）宿主免疫功能低下　免疫系统先天发育障碍，或大剂量应用糖皮质激素、免疫抑制剂，抗肿瘤治疗及AIDS晚期等可出现宿主免疫功能低下，从而使正常微生物群穿透黏膜等屏障，引起局部或全身性感染，严重者可因败血症而死亡。

3.微生态失调的防治　对即将或已经出现的微生态失调现象，可考虑采取如下措施：

（1）改善微生态环境　人体局部的病理变化可引起微生态失调，如吸烟能使支气管净化能力减弱，有利于细菌移植到支气管，因此戒烟能减轻呼吸道黏膜的充血水肿，预防呼吸道感染。此外对于机体免疫力低下患者，改善微生态环境尤为重要，如使用层流室过滤并消毒空气、加强水和食物的消毒等措施可以使器官移植及化疗患者免受外环境微生物侵犯。

（2）增强宿主免疫力　宿主机体对发生的微生态失调具有一定的自动平衡能力。通过如下方式能增强宿主免疫力：①给予具有明显的免疫赋活作用的免疫激活剂卡介苗、双歧杆菌等；②改善宿主的营养状况，亦可增强宿主机体平衡微生态的适应能力；③体育锻炼也可提高宿主对微生态失调的适应能力，有助于人体保持微生态平衡。

（3）合理使用抗生素　滥用抗生素可导致微生态失调，因此应合理使用抗生素，包括：①适量用药；②针对性的使用窄谱抗生素；③采用非消化道给药；④注意保护正常菌群等。

三、人体微生态与中药调节

中医药学的某些理论和观点与微生态学不谋而合，我国微生态学创始人魏曦教授曾预言：“微生态学很可能成为打开中医奥秘大门的一把金钥匙。”随着微生态学的发展，其理论、方法已经开始应用于中药学的研究，有关中医药学与微生态学相互关系的实践研究更是层出不穷，人们不仅认识到微生态系对中药药理作用的影响，同时观察到中药在维持微生态系平衡中的作用。

（一）微生态系对中药药理作用的影响

微生态系作为人体重要的组成部分，对人体健康起到了十分重要的作用。随着科学的发展，人们对中药的认识已由宏观深入到微观，其中中药在体内的代谢是研究热点。研究表明，许多中药有效成分可经肠道菌群代谢后生成新的物质。不同个体的正常菌群存在差异，对中药的吸收及代谢也不同。这与中医“辨证论治”理论有异曲同工之妙。

目前甘草的中枢性镇咳化痰、抗菌抗病毒的作用已经被证实，然而其主要作用成分甘草酸并不能被人体直接吸收，需经肠道中的厌氧菌将其转化为甘草次酸，才能够发挥药理作用，后继实验静脉注射甘草酸无效，进一步证明了肠道菌群在药物代谢方面的作用。大黄和番泻叶产生泻下作用的主要成分是番泻叶苷，属于蒽酮苷类化合物，只有经过肠道菌群的作用后才能产生泻下的作用。研究表明，番泻叶苷等许多中药成分都是借助于肠道细菌转化为有效成分，进而起到治疗作用的。同样，通过无菌动物投服番泻叶苷等中药成分后的反应，发现这些成分对无菌动物毫无作用，这一结果反证了该中药成分必须通过肠道细菌的作用才能发挥药效。连翘苷和芦丁经肠道菌群代谢后其产物为苷元连翘脂素和槲皮素，从而被人体吸收。有研究表明，黄山药总皂苷可被离体培养肠道菌群代谢转化为25（R）-螺甾-5烯-3β，20（S）-二醇。动物实验发现，苦杏仁苷为苦杏仁的毒性成分，而苦杏仁转化为苦杏仁苷的关键就是肠道的菌群代谢，静脉注射苦杏仁或无菌大鼠口服苦杏仁均没有出现毒效反应。

（二）中药在维持微生态系平衡中的作用

1.调节菌群平衡　研究表明，神曲能通过减少肠杆菌、肠球菌的数量并增加乳酸杆菌、双歧杆菌、类杆菌的数量来调节肠道菌群，发挥保护肠道作用；黄芪浸提液（黄芪中的多糖类物质可能在其中起了主要作用）在体内能促进双歧杆菌的生长，抑制大肠杆菌的生长；黄连水能纠正抗生素诱导的小鼠肠道菌群失调，服用黄连水后小鼠肠道的球菌、肠杆菌、拟杆菌增多，菌群恢复正常；四君子汤能通过减少肠杆菌、肠球菌的数量并增加乳酸杆菌、双歧杆菌的数量来调节肠道菌群从而发挥抗衰老作用，并且对抗生素脱污染小鼠和辐射小鼠的肠道菌群失调状况也有调整作用。此外有研究表明，外来细菌所导致的阴道菌群失调使用黄连解毒汤有很好的治疗调节作用。当黄芪、白术、防风的比例为1∶2∶1时，可良好地促进上呼吸道菌群密度和优势菌数量的增加，对于恢复上呼吸道微生态平衡的作用最强。

2.增加益生菌数量　12.5%的黄芪药液对双歧杆菌有明显的促生长作用；党参多糖能促进双歧杆菌的生长，从而增强乙酸的代谢，并且对肠道一些致病菌发挥生物拮抗作用；七味白术散可通过促进肠乳酸菌和真菌生长，抑制肠道需氧菌及木聚糖酶活性，从而发挥止泻作用；参苓白术散具有扶植双歧杆菌，抑制主要耐药性菌株肠球菌的功能。

3.抑制病原菌生长　黄芪对肺炎球菌等具有抗菌作用，并能明显抑制炭疽杆菌、白喉杆菌等多种细菌。其提取物可起到益生元的作用，在促进有益菌生长的同时，还可以抑制有害菌的繁殖，对微生态起到良性调节作用。防风具有抑菌和抗病毒的作用，其鲜法和水煎剂对金黄色葡萄球菌、乙型溶血性链球菌等有一定的抑制作用，其水煎液则对流感病毒有一定的抑制作用。从中药丹参中提取的丹参酮有明确的抗菌、消炎等作用，还有微弱雌激素样活性，在临床上多应用治疗阴道疾病。

中药和微生态之间的关系主要是两个方面：①中药对微生态的调节，能够改善菌群失调的情况，促进有益菌的增多，抑制并杀灭病原菌；②微生态对中药的调节，很多药物起效依赖于菌群的代谢。明确这两方面的关系，有利于中医药微生态学的发展，而中药微生态制剂的研发也必将促进医学进一步发展。