強納生 艾森：認識你的微生物群

我要用一個小故事做開場。 我在這附近長大。15歲時， 我從一個自信身材魁梧的年輕運動員， 四個多月，逐漸消瘦， 瘦到像是個饑荒的災民， 無時無刻覺得口渴 我的身體基本上被消化掉了。 狀況嚴重到，當我自助旅行到西維吉尼亞州， 到 Old Rag Mountain, 那是我頭一回自助旅行 我渴到像狗一樣趴到地上 從地上的水坑喝水

那天晚上，我被送進急診室， 確診為第一型糖尿病、導致酮酸中毒。 感謝現代醫學的奇蹟，胰島素和其他的東西， 我恢復健康，體重也回復，而且又胖了一些。

在那之後，一些念頭開始醞釀。 我開始想，到底是什麼造成糖尿病？ 你們知道的，糖尿病是一種自體免疫疾病， 你的身體攻擊自身正常的細胞，當時的認知是， 人體在某些狀況下接觸到的病原體 引發了免疫系統來對抗病原體 結果殺死了製造胰島素的細胞。 關於這個理論，我思考了很長一段時間， 而醫界和大眾也大多專注在這個觀念上 那就是： 微生物是有害的。 現在，我需要我的助理幫忙。 你們可能認得她。

其實，昨天，很抱歉的，我跳過了一些會談， 去了國家科學院的大樓一趟， 那邊有賣玩具，巨型微生物。 所以...接住! 如果你接住那一個，你已經得到噬肉菌了 很明顯的我已經很久沒玩棒球了

（笑聲）

因此，不幸的，但不意外的是，國家科學院大樓賣的微生物娃娃， 大多數都是病菌， 大家都只看到有害致死的東西， 那也是我當時研究的重點。 事實上，我們被厚厚一層微生物雲覆蓋， 而這些微生物大多時對我們有益， 並不會致我們於死地。 而且我們了解這點已經有一段時間了。 人們用顯微鏡觀察研究覆蓋人體的微生物， 我知道你沒有在聽我講話，但...

（笑聲）

這些覆蓋人體的微生物。 如果你用顯微鏡觀察它們， 你會發現，在人身上， 微生物細胞數量其實會有人體細胞的10倍。 而這些微生物的總重量比我們的大腦還重。

我們的身體是其實的微生物豐富的生態系統。 可惜的是，如果你想了解這些微生物， 只是用顯微鏡觀察是不夠的 我們剛才聽到的DNA定序， 後來發現是研究微生物的最佳方法之一， 藉由研究它們的DNA，我們得到更多資訊。 而這是我這20年來的一直在做的， 我用DNA定序分析不同來源收集的樣本， 包括人體樣本。藉由DNA定序技術， 我們可以從收集到DNA序列來了解 特定地方的微生物。

神奇的是，當你使用這個技術 研究，例如，人體，覆蓋我們的微生物 不只是數量眾多， 這些微生物有數千種不同的種類。 我們身上的「人體微生物群系」包含了 數百萬的基因， 而且每個人身上的微生物體系的組成都不相同， 在過去10或15年，人們一直在思考， 也許是人體裡外的微生物， 每個人身上的微生物雲 組成的差異，可能決定了 一些的健康和疾病上的個體差異。

而這回到剛剛的我的糖尿病故事， 現在人們認為，引發一型糖尿病的原因 不是因為人體不去對抗病原體， 而是人體跟居住於其內外的微生物群 溝通不良。 而也許是在我身上的微生物群突然不知怎的 消失了，然後引發某種免疫反應， 導致我體內製造胰島素的細胞 被攻擊破壞。

所以，接下來這幾分鐘，我想分享的是， 經由DNA定序技術，我們學到了些什麼， 尤其是在研究人體內外的 存在的微生物雲。 我現在要告訴你們另一個故事，是關於我的個人計畫。 我第一次開始研究人體微生物的個人經驗， 其實是緣起一個我發表的講座。 那講座是在喬治城，就在附近而已。

我是主講人，喬治城醫學院院長 也是我們家族的朋友，出席了那個講座。 講座結束後，院長上前來告訴我 他們正在做人體迴腸移植的研究。 他們想研究移植後的微生物分布情況。

所以我開始跟 Michael Zasloff 及 Thomas Fishbein合作， 我們觀察迴腸移植後， 微生物在迴腸內繁殖的情形。 我可以告訴你這個微生物研究的所有細節 還有我們做了什麼。但我想告訴你這個故事的原因 是因為在研究計畫的初期階段，他們做了一個 很特別的嘗試。 他們取得捐贈者的迴腸，充滿捐贈者身上的微生物， 同時，受贈的病人體內微生物群也許已經失常了， 舉例來說，克隆氏症的患者， 然後他們消毒捐贈者的迴腸， 清除所有的微生物，然後移植到受贈患者的體內。 他們這樣做，是因為醫學上這是通常的手續， 即使很明顯的， 並不是個好主意。

還好，在這個研究的過程中 移植外科醫生和所有其他成員， 決定：「別用慣用的手續了，我們必須更新做法。」 因此，他們留下部分原有的微生物群 在迴腸裡。這些從捐贈者來源留下來 的微生物，理論上，可能會 對接受移植的人有幫助。

所以了，大家，這就是我過去幾年中所做的研究。 用DNA技術來檢視人體微生物的研究 在過去幾年來有很大的擴展。 人類微生物群系研究計畫 正在美國進行中， 而在歐洲，人類腸道菌叢誌基因辨異研究計畫(MetaHIT)，和很多其他的研究也在進行。

當人們做了各種研究， 他們發現，如，當一個嬰兒 經由產道出生時，會得到 母體的微生物群。 剖腹產是帶有風險的， 部分的風險因素可能起因為， 嬰兒直接經由剖腹被取出母體時 無法經由產道取得母體的菌群。 許多不同的研究已經發現， 在於我們體內及表面的微生物群落， 有益於我們免疫系統的發展， 幫助我們擊退病原體，促進新陳代謝， 並調節我們的代謝速度，可能 還形成了我們的體味，甚至在很多的方面都， 影響我們的行為.

而且這些研究已經證明或是推斷 各種重要機能經由這些微生物群、 這層雲、非-病原體，在我們體內及體表的運作。 有個領域我覺得相當有意思的是， 剛剛既然我們丟了一堆菌給你們，你們之中有許多人也許有這個 我會稱之為「 恐菌症」。 人們真的很重視清潔，你說是嗎？ 我們廚房流理台上有抗菌產品， 人們無時無刻在清洗身上的每個部分， 抗生素被注入我們的食物、我們的居住環境， 我們無結制地濫用抗生素。

如果你生病，殺光病原體是好事， 但是我們必須了解，當我們使用化學製品 跟抗生素在我們的環境裡，我們同時也在抹滅 跟我們共生的微生物雲。 抗生素的過度使用，尤其是在兒童身上， 研究發現，跟造成肥胖、自體免疫疾病 還有其他各種健康問題的風險因素息息相關， 因為人體的微生物群落， 被抗生素干擾破壞。

所以微生物群落可能會失常， 不管我們喜不喜歡, 或者可以用抗生素殺光這些微生物， 但我們怎樣可以重建微生物群落？ 我相信這裡有很多人聽說過關於益生菌。 益生菌可以用來嘗試 重建體內及體表的微生物群落， 而且已經有些成功的案例。 在加州大學戴維斯分校正在進行一個計畫， 他們嘗試用益生菌來治療和預防 早產兒的壞死性腸炎。 早產兒的身上的微生物群落問題多多， 而也許益生菌可以幫助預防 早產兒罹患 這可怕的壞死性腸炎。

但是，益生菌是一個非常，非常簡易的解決方式。 大多數的益生菌錠或是優酪乳 含有一或兩種菌種，或是五種菌種， 而人體的微生物群系有數千種的菌種。 所以，什麼方法可以重建我們的微生物群系 當我們的微生物群系是由數千種菌種組成的?

嗯，動物所做的一件事是， 他們吃便便 - 所謂的嗜糞癖。 原來，許多獸醫， 尤其是老經驗的獸醫， 一直在用一種叫「便便茶」， 不是屁屁，而是便便茶，來治療馬和牛 腹絞痛及其他之類的毛病。 作法是用健康的動物的糞便做成茶， 然後餵食給生病的動物。 但是，除非你有隻牛，肚子一側開了一個大洞， 你可以把你的手，伸入牠的瘤胃之外， 很難想像，從嘴巴經過整個上消化道 將微生物送入 會是最好的運輸方式。 所以，你可能已經聽說有人在做 糞便移植，與其將少數益生菌種 經由口部送入， 他們是將整個益生菌的群系， 從健康的捐贈者取得的群系， 從消化道的另一端送入。

結果發現這樣做對於 對抗某些頑固的傳染病非常有效。 例如可以存留人體多年的 困難腸梭菌。 經由糞便移植， 取得健康捐贈者的糞便中的微生物， 事實上已經有成功治癒困難腸梭菌感染的案例。

因為這些新的移植手術手法、糞便移植 或是便便茶的應用，讓我還有許多人 有了同一個想法，就是 這存在於我們體內及表面的微生物群系，其實是個器官。 我們應該把這當做是一個正常運作的器官，自己的一部分看待。 我們應該認真對待和尊重， 不應該擾亂其平衡，像是沒有必要的狀況下， 進行剖腹產、使用抗生素、 或是過度清潔。

而因為DNA定序技術，今天人們可以 做詳細的研究，比方說，比較100個克隆氏症患者 跟100個沒有克隆氏症的人。 或是比較100個小時候服用過生素的人， 跟100個沒有服用抗生素的人。 我們現在可以開始比較群系裡的微生物， 和他們的基因，看看是否有差異。 最終我們可能能夠明白，是否他們不 只是有相關的差異，還有因果上的差異性。 使用老鼠或是其他動物的實驗模型系統所做的研究， 也同時幫助我們了解更多，但人們使用DNA 技術是因為其成本已經變得非常低廉， 可研究不同人身上的微生物。

作為總結，我現在想告訴你們的是， 我剛剛沒告訴你們我得到糖尿病的過程。 其實，我父親是醫生， 而且他的專科是研究內分泌激素。 很多次我告訴他， 我很累，很渴，人很不舒服。 他聳聳肩，我認為，他要麼想， 我只是愛抱怨，或是 醫生常有的「我的小孩怎麼可能會有毛病」心態 甚至 我們全家一起去魁北克 參加國際內分泌學會會議時， 我每五分鐘就要起床尿尿， 吃飯時我渴到得喝光每個人的水 我想，他們大概都認為我嗑藥了。

（笑聲）

但我告訴你這個的原因是， 醫學界，以我父親作為一個例子， 有時反而看不見眼前發生的事。 這層微生物雲，就在我們眼前， 即使大部分時間我們看不見它，它是隱形的。 微生物是極渺小的， 但是我們可以看見他們，經由他們的DNA。 但是我們可以看見他們，經由他們對人們的影響。

而我們現在需要的是， 開始思考微生物群落 在人類醫學的每一個層面。 這不表示微生物影響我們的每一部分， 但不排除這樣的可能性。 我們需要的是對人體的微生物 有一個整體的了解，才能了解 他們對我們生活的影響。 微生物跟人類，共生共存。

謝謝

（掌聲）