科学家发现梅奥螺旋体细菌及其影响

通过介绍人体内的细菌，你已经知道了这些细菌有什么作用，如何成为地球上最成功的生物群落，以及它们喜欢栖息在人体的哪个部位。本章将探讨人类行为会如何影响这些细菌群落，细菌优势如何反过来影响我们，通过研究如何改变人体细菌——共生细菌，以及家中和办公室里存在的细菌——来变得更加健康。也许最重要的是，本章的每个话题都包括对细菌不同的新思考。细菌不再仅仅被视为要灭杀的生物，现在有许多菌种是需要关注和培育的“贵宾”，因为它们能影响你的健康。

芽孢杆菌属细菌包括一组特定的细菌，而芽孢杆菌是指一种杆状的细菌。图片中的细菌是芽孢杆菌，但不一定是芽孢杆菌属细菌

虽然新发现的细菌种类相对较少，但微生物学家估计，地球上至少还有一万种未被发现的细菌，而细菌种类总数可能达到一百多万。细菌种类之所以这么多，部分原因是对于“物种”的定义存在争议。

定义为物种的一群有机体，通常能够通过有性生殖交配并繁衍后代。细菌则主要进行无性繁殖（分裂），也能将外界DNA（来自其他物种，种类繁多，甚至也来自病毒或真菌等群体）整合到自己的基因组中，这打破了定义物种的规则。

尽管家犬们看起来非常不同，但它们都属于同一物种（拉丁学名：Canis lupus familiaris），而这里展示的两种不同的细菌——嗜酸乳杆菌和德氏乳杆菌，看起来非常相似

科学家们正在给新的细菌标本寻找可以生存的环境（例如海水），去除标本细菌的所有DNA，然后像扫条形码一样，通过鉴定DNA的特定区域来甄别不同的细菌：将“条形码”与数据库进行比较，看哪些是已知物种、哪些是新发现的物种。这个系统能高效证明生物的多样性，但并不能告诉科学家很多关于这些生物的信息。想象一下，在超市购物只看得到条形码——意味着可以看到有许多不同的商品，但并不知道这些商品都是什么。

成为头条新闻的细菌通常是新发现的菌株，而不仅仅是新的菌种。例如，患者可能感染了一种毒性更强、更加致命的新菌株。有些细菌更能吸引人们的注意，比如在北大西洋底部生锈的泰坦尼克号残骸上，发现了正在蚕食这艘著名的沉船的铁达尼盐单胞菌。

在过去的十年里，发现了一些令人兴奋的新细菌：

吃塑料瓶的细菌：日本科学家从塑料瓶回收站的不同区域采集样本，发现了一种被称为大阪堺菌⁽¹⁾的细菌，这种细菌可以产生分解塑料的酶，以塑料为食。

石油爱好者：进行水力压裂后，在页岩油和气井中发现了大约30种不同类型的细菌，其中一些可能是全新的菌种。其中一种压裂杆菌属暂定种（Candidatus frackibacter），是上述场所特有的菌种。

引发疾病：2016年，在美国莱姆病的新病例中发现了一种新的致病菌——梅奥螺旋体（Borrelia mayonii）。最初人们认为，莱姆病是完全由伯氏疏螺旋体引起的，但是在美国明尼苏达州梅奥医学中心，当科学家研究伯氏疏螺旋体的基因组时发现，样本中的一些基因与伯氏疏螺旋体的基因完全不同。科学家们宣布发现了新的菌种，并以梅奥医学中心的名字将这种细菌正式命名为梅奥螺旋体。

纳米级的细菌：美国科罗拉多州的科学家们用极其精细的过滤器过滤地下水后，发现了35种新的细菌群。这些细菌比科学上已知的所有细菌都要小，有的直径只有400纳米（不到半微米）。目前还在尝试描述新的菌群，可能成为进化树上一个新的分支。

果不其然，在越来越多的细菌被发现后，人们对细菌的看法也发生了变化。科学界用几十年的时间确定了引发人类疾病的“有害细菌”；医学界坚持“发现病菌，研发药物”。不过，这种想法具有局限性，也没有考虑到人类（可能也是所有生命）赖以生存的健康细菌群落。所以，还需要一种新的方法。

传统疗法针对有害细菌的同时，通常会以牺牲有益细菌为代价。现代技术已经转向促进发展健康多样的优良细菌群落，从而防止有害细菌在人体定植

研究细菌群落应该不论细菌有益还是有害，并非仅仅研究“有害细菌”，而需要对健康有更广泛层面的了解。赶走一个“坏邻居”不是仅仅逮住坏人，还要检查整个群落，了解使有害细菌茁壮成长的因素。在过去的几十年中，科学家们的根本思想发生转变，将细菌看作完整的群体，已经影响了科学研究的方法。

难辨梭状芽孢杆菌

治疗难辨梭状芽孢杆菌感染的疗程变短，足以证明我们对细菌的认识取得了进步。人类往往是在使用普通抗生素治疗其他感染的过程中，或是在治疗后，感染上难辨梭状芽孢杆菌。感染症状包括腹泻、胃痛、恶心、食欲不振，以及脱水——由于刚从感染中恢复过来，身体状态本就不健康。过去，医生通常会给感染难辨梭状芽孢杆菌的患者使用另一种抗生素（有时是在前一种感染的第一疗程还未结束时就使用）。第二个疗程一般就足以根治约四分之三患者的难辨梭状芽孢杆菌感染，但其余四分之一的患者会在抗生素治疗结束后再次感染同种细菌。

对于这种顽固细菌，传统的方法会在治疗中使用更多种类的抗生素。不过，新的观点认为，难辨梭状芽孢杆菌能持续繁殖是因为细菌群落失衡。难辨梭状芽孢杆菌感染复发患者的肠道微生物群细菌种类，要比特别健康的人或首次接受抗生素治疗就根治难辨梭状芽孢杆菌感染的人少得多。因此，医生不再给反复感染病患使用抗生素，而是通过粪便移植，给患者提供健康多样的细菌群落。

虽然对大多数人来说，听到肠道里的细菌会影响情绪或细菌“训练”免疫系统这类想法，可能会觉得相当奇怪，但科学界正在讨论一系列的“跳出框架”理论，进一步推动科学发展。

培养皿用于实验室培养细菌，其浅盘底部填充的是一种胶状物质（琼脂），向这种物质中注入营养物质，为细菌提供营养，而盖子是为了防止实验的细菌被污染

虽然一些有害细菌可能增加患癌症的风险，如沙眼衣原体可能增加人体患宫颈癌的风险，但是科学家们正在研究如何借助细菌来对抗各种癌症。美国麻省理工学院（MIT）和加州大学（University of California）的研究人员给大肠杆菌“编程”后，用大肠杆菌输送治疗癌症的药物到肿瘤部位。细菌会自然聚集在肿瘤部位，将特定的化学物质直接传递给癌细胞，科学家正是利用了这一事实。到目前为止，科学家们只在老鼠身上进行过试验，不过这种癌症治疗新方法十分有趣。

美国科学家根据细菌对环境的反应提出，细菌比我们想象的更聪明。细菌的细胞表面有许多不同类型的受体，能与环境中不同的分子结合。与细菌结合的受体种类越多，它们对周围环境的了解就越深入，还能对环境做出相应的反应。最常研究的细菌——大肠杆菌——只能识别5种类型的受体，相对没那么“聪明”。相比之下，巴西固氮螺菌能识别48种不同的受体，可称为细菌中的“天才”。

在维护微生物群系健康方面，还有一个角色可能比人体细胞更有发言权，那就是噬菌体。噬菌体是一种专门攻击细菌的病毒，全世界四分之三的人体内都寄生着克氏噬菌体（crAssphage），能感染人类肠道最常见的细菌群体——拟杆菌。在人体中，这种噬菌体比任何细菌都常见。对克氏噬菌体的研究仍处于早期阶段，但研究人员已经假设这种噬菌体参与调控肠道细菌的多样性，在微生物群系中相当于操纵细菌玩偶的大师。现在你是不是在想，到底是谁在操控谁？

2017年，科学家发现了一个完整的类克氏噬菌体（crAss-like）家族，都会对人体微生物群系产生影响

人体饮食的种类直接影响肠道细菌是否健康，因此饮食对肠道健康的影响最大。正如一处的土壤类型、雨水和阳光是否充足会决定何种植物可以在此生长，人体饮食也会决定哪些细菌能在肠道中繁殖。

和人体细胞一样，细菌细胞也需要健康、均衡的营养。肠道细菌最优质的能量来源就是膳食纤维。那是一种人类无法消化的、植物类食物中的物质。肠道细菌将这些膳食纤维发酵成人体能消化的成分，人体就能提取仅靠自身无法获取的营养。

不需要用很长时间，肠道细菌就能根据人体饮食发生改变。例如，饮食中膳食纤维含量增加24小时内，体内膳食纤维发酵细菌的相对数量就会增加。几周后，这些变化就会开始影响人体健康。在2015年的一项研究中，将非裔美国人（通常为高脂肪、低膳食纤维的西方饮食习惯）和非洲农村人（低脂肪、高膳食纤维饮食习惯）的饮食习惯交换；只需要两周的时间就可以改变两组实验者体内的肠道细菌。非裔美国人体内的膳食纤维发酵细菌更多了，同时短链脂肪酸增加了。短链脂肪酸能预防癌症，同时还能降低肠道炎症的发病率。吃西餐的非洲农村人则经历了相反的情况。

最好在饮食中摄入大量膳食纤维，这样就能使肠道细菌保持活跃。如果没有足够的膳食纤维，细菌就会饿死

食半乳聚糖卓贝尔黄杆菌

海洋细菌食半乳聚糖卓贝尔黄杆菌以红藻为食，会产生一种特殊的酶分解藻类坚硬的细胞壁。日本人吃红藻的时候，自然也会摄入一些寄生在红藻上的食半乳聚糖卓贝尔黄杆菌。人类的肠道并不是一个适宜这些海洋细菌生存的地方，它们无法长时间存活。然而，在一次偶然的情况下，完全适应人类肠道环境的蓝斑拟杆菌设法将食半乳聚糖卓贝尔黄杆菌合成破坏藻类细胞壁酶的基因整合到自身基因组中。因此，尽管在世界各地的人体肠道中都发现了蓝斑拟杆菌，但只有日本人体内有能分解红藻的蓝斑拟杆菌菌种。

目前已经开始研究微生物群系与运动能力之间的联系，并发现了运动能力和微生物组成之间的联系。APC微生物组研究所位于爱尔兰科克市，该研究所的科学家发表论文阐明了最新发现：专业爱尔兰橄榄球运动员的肠道菌群比健康的人体肠道菌群菌种更多。另外还有一项正在进行的研究，研究杰出运动员体内的肠道细菌是如何帮助他们更好地消化食物、消除炎症、高效活动的。看来，成为顶级运动员需要肠道细菌帮忙。

饮食对肠道细菌的深远影响还并不完全清楚，科学家们仍然不确定影响细菌群落的直接原因是食物本身，还是其他更复杂的事情。科学家们还试图了解肠道中不同部位的细菌群落是如何影响人类健康的。虽然已经发现肠道细菌和疾病之间存在许多联系，但这些联系是对人类有益还是有害仍不清楚。是疾病导致肠道细菌的变化，还是肠道细菌的变化会导致疾病呢？

尽管没有所谓的“理想”肠道群落，但科学家们一致认为，健康活跃的肠道具有多样性：细菌种类越多越健康。食用多种富含抗氧化剂的高膳食纤维食物，如蓝莓、覆盆子、洋蓟和芸豆，可以培养具备多样性的肠道细菌群落。

健康活跃的肠道中富含多种细菌

使用益生元和益生菌培养有益细菌，同时通过粪便移植将有益细菌从健康人体移植到患者身上，这两种方法都可以用来治疗疾病。尽管肠道细菌和不同疾病之间仍在产生联系，但这项研究仍有希望产出新的治疗方法。

一个学生在两周内连续食用快餐后，检查他的肠道细菌种类变化，发现他体内已经减少了大约40%（1400种）的细菌。

科学家们估计，如果没有肠道细菌，人们摄入同样数量的食物，消化吸收的热量会减少10%至15%。

茶叶中的抗氧化剂可以减缓肠道中有害细菌生长，但不会影响肠道中的有益细菌

19世纪时，人们认为结肠中积聚的废物会产生毒素，反过来，这些毒素又会导致人类意志消沉、感到焦虑，甚至患精神疾病。幸好，如今已不再通过清洗结肠来治疗焦虑了，科学家们正在收集证据，证明肠道中的细菌可以影响情绪，最终影响心理健康。

在严重抑郁症患者的肠道微生物群系中，其细菌的数量和种类往往都比未患抑郁症的人要少。但是我们还不知道是微生物群系的这种变化引发了抑郁症，还是抑郁症导致了微生物群系的变化——这是一个“先有鸡还是先有蛋”的难题。

饮食健康，神清气爽。18世纪和19世纪时，人们认为焦虑和抑郁无法改变也不可遗传，于是将两者视为缺陷。如今，专家们正在探索如何通过培养健康的肠道细菌来治疗这些精神疾病

科学家专门培育一些在生长过程中不为其提供肠道微生物（因此体内没有细菌）的啮齿类动物，用于研究肠道微生物群系的试验，并将焦虑、抑郁大鼠的肠道细菌转移到健康、无菌的大鼠身上，试图更好地了解这种关系。科学家发现，健康的啮齿动物在粪便移植后表现出抑郁的行为。另一项研究甚至把抑郁症患者体内的细菌转移到无菌大鼠体内，结果仍然相同。

还有证据表明，益生菌和抗生素可以通过改变啮齿动物的微生物群系，改变其表达情绪的行为。这些研究都表明，肠道中的细菌可以影响精神状态。

当然，真实情况其实并没有那么简单。虽然有证据表明微生物群系会影响情绪，但还有其他证据表明情绪，特别是压力和焦虑，会影响微生物群系。因与母鼠分离感到紧张的幼鼠，其肠道微生物群系会发生变化。但当给这些幼鼠使用益生菌后，它们的紧张感减弱了。肠道与大脑之间似乎存在双向沟通。

由于情绪与肠道微生物群系之间存在联系，科学家们正从新的角度看待诸如肠易激综合征等疾病。肠易激综合征患者也常患有抑郁症或焦虑症，这种不适和疼痛的症状常常被认为是由肠易激综合征相关的情绪变化引起的，但现在研究人员正在探索并研究肠道微生物群系是否也在其中发挥作用。如果确实发挥作用，在治疗中培养有益细菌，恢复肠道微生物群系平衡，不仅可以缓解肠易激综合征的消化障碍，还可以改善患者的心理健康。

细菌不会真正在肠道和大脑之间运动，而是生产一些物质，沿着被称为微生物肠-脑轴的双向路径移动

为了更好地了解肠道微生物群系和情绪、心理健康间是如何互相影响的，科学家们正在研究肠道细菌与大脑的沟通方式。

大脑是一个血脑屏障包围的高度安全区，血脑屏障可以防止微生物和毒素进入大脑。因此，肠道细菌自己不会进入大脑，而是会产生“获批”的物质跨越这个屏障，或者刺激肠道中的细胞产生相应物质。换句话说，肠道细菌通过利用人体内存在的系统（内分泌系统、神经系统和免疫系统）影响情绪和心理健康。

微生物可以通过多种渠道向大脑发送信号，科学家们还在探索其中一些渠道，但已经积累了大量的证据，证明有三种途径确实存在

神经细胞：细菌产生的物质可以激发肠道内的特殊细胞，释放神经递质，如血清素。血清素不能穿过血脑屏障，但它刺激迷走神经，而迷走神经能将信息从肠道传送到大脑。这种刺激能改善情绪，但还需要更多的研究才能了解其原理。

免疫细胞：只要肠道中存在细菌，就能促使附近的免疫细胞释放小型蛋白质分子，统称为细胞因子。这些细胞因子所有的作用和功能尚不清楚。科学家们已经知道细胞因子可以跨越血脑屏障，在体内有积极作用，也有消极作用。例如，有益的细胞因子能帮助人体对抗病原体，而有害的细胞因子则可能导致严重的抑郁症和炎症性疾病（如克罗恩病）。这可能是肠道细菌影响情绪的方式之一。

代谢物：细菌在代谢过程中产生的大多数化学物质，如血清素和多巴胺，与人体细胞产生的物质相同，因此细菌代谢物对人体的影响与人体细胞对人体的影响相同，包括能影响情绪。

在所有的刺激过程中，最有趣的是血清素（被称为“快乐激素”）对人体的刺激过程，这是因为这种神经递质与情绪健康和心理健康密切相关。大约90%的血清素在肠道中产生，因此肠道的地位至关重要。

治疗：大量资金正用于研究肠道与大脑之间的连接。希望了解更多信息以后，人类可以控制肠道微生物群系，用于改善心理健康。例如，如果发现某些细菌菌种产生的代谢物能提高人们的抗压能力，或者可能促使他们的身体产生更多血清素，这些细菌可能会得到利用——甚至会根据情况借助益生元或益生菌将它们引入肠道。在这种治疗方法研发成功之前，有充分的证据表明，饮食均衡的人——饮食中富含膳食纤维、水果和蔬菜的人——患精神疾病的可能性较小。因此，吃健康的食物，保持消化正常，对拥有健康的精神状态是大有好处的。

心理健康与睡眠时间及睡眠质量密切相关——焦虑或抑郁的人经常睡眠紊乱。自然光照的强度、大脑中的激素和信号都会影响睡眠，但肠道细菌也会起到作用。这些细菌通过影响情绪，调节焦虑程度，间接影响睡眠，同时也会产生一些化合物，在调节睡眠周期过程中起到重要作用。

人体每天都会经历激素波动的过程，即昼夜节律。这些波动很大程度上由大脑中一个很小的区域控制，这个通常叫作“生物钟”

关于肠道微生物群系会如何影响睡眠，我们还有很多要研究的内容。不过，科学家们已经知道肠道微生物会刺激肠道中的免疫细胞，这些免疫细胞则会产生促进浅睡眠的化合物。白天，人体会释放激素皮质醇，阻碍促进睡眠的化合物发挥作用。但是，随着白天皮质醇含量下降，促进睡眠的化合物开始发挥作用。

肠道微生物群系还可以通过刺激产生“快乐激素”血清素来促进睡眠。随着夜幕降临，昏暗的光线促使人体开始将血清素转化为褪黑素。褪黑素是促进睡眠的主要激素，通过刺激产生血清素，肠道微生物群系为人体提供了良好的睡眠基础。

肠道中的细菌也有其日常生长规律。睡觉时，细菌会对人体进行一些维护，比如清除细胞内积累的毒素并修复DNA。醒来后开始进食时，细菌会花费更多的时间生长、分裂并将人体摄入的食物转化为能量。

24小时内，肠道菌群组成也会发生波动，某些菌种在一天中的某些时间会增加。有证据表明，如果每天定时进食，帮助消化的有益细菌罗伊氏乳杆菌就会在进食前提前增殖。因此只要占据大量的空间，罗伊氏乳杆菌就可以保护人体免受有害细菌的侵害。

轮班工作或跨时区工作的人，其自然的睡眠模式经常会被扰乱，且通常会在不规则的时间进食。这些因素也会影响肠道微生物群系，破坏其日常生长规律。在时差综合征患者体内，能导致肥胖和代谢性疾病的细菌种类较多。少量证据表明，倒时差成功后，这些细菌就会死亡，但目前还不清楚，经常改变睡眠时间的轮班工作人员身上会发生什么。

致病细菌可以在飞机内存活长达一周，这些微生物“偷渡者”潜伏在座椅口袋中、托盘桌和扶手上

不仅睡眠、情绪和饮食能与体内细菌相互影响，生活方式也塑造了微生物群系：卫生习惯、摄入酒精量、食物、是否吸烟、日常活动等都会以不同的方式影响体内和体表的细菌群落。

胡须的生长会影响皮肤上的细菌群落。胡须给细菌提供了新的“营养来源”，并且不会每天受到剃须的影响。此外，选择使用的肥皂品牌或衣服类型也会影响寄生的细菌。这些生活方式的微妙差异可能解释了为什么两个同样健康的人，细菌群落却完全不同。

虽然人类的微生物群系相对稳定，但许多我们的日常活动可能会对寄生在人体上的细菌群落产生直接的、实质性的影响

运动可以增加有益细菌的数量，也能提高肠道细菌的多样性。运动对情绪和大脑都有积极影响，因此运动可能是通过微生物的肠-脑轴间接影响肠道微生物。同时，运动也会加速消化，可能会直接影响肠道细菌，也可能有利于在通过结肠之前特别有效利用食物热量的菌种。

酒精可以减缓细菌的生长和新陈代谢，无论是有益细菌或是有害细菌。然而，许多研究表明，经常饮酒会导致肠道细菌过度繁殖。问题是这些细菌在通常不会生长的部位生长。每天只喝一杯酒就会导致小肠内细菌的数量超过正常数值。与大肠相比，小肠中的细菌相对较少，因此菌群增殖会导致腹胀、肠气、腹痛、便秘或腹泻。

对酗酒者来说，情况更为严重。持续大量饮酒，细菌就会穿过肠道，再经由血液进入肝脏，但是从血液中去除酒精就已经很不容易了。因此，肝脏就成为免疫系统攻击这些细菌入侵者的战场。除去酒精本身造成的组织损伤，免疫系统攻击细菌的过程还会导致肝脏组织永久性损伤。

吸烟是引发许多疾病的危险因素。虽然吸烟与一些疾病的联系显而易见，如肺癌，但与其他疾病间的联系——如炎症性肠病和克罗恩病——却不是特别清楚。由于肠道细菌的变化也与这些疾病有关，科学家们正试图了解吸烟是如何影响人体微生物群系的。2016年，美国的一项研究发现，吸烟者口腔中的细菌群落与非吸烟者截然不同，吸烟者携带的细菌群落是否会致病还在调查。

人类微生物群系是一个易受干扰的生态系统。人类所患的疾病，特别是儿童时期患上的疾病，以及对疾病的治疗都会影响这个生态系统。有些有益细菌可能富有活力，在诸如腹泻之类的病之后能够复原。但是，就像其他生态系统一样，反复发作的肠道疾病会长期影响该处的细菌多样性。

健康史可以从多个方面影响人体有益细菌：这些有益细菌可能会被治疗用的抗生素直接杀死，或者由于病症而被排出体外，如腹泻或感冒时产生的大量黏液；人体有益细菌可能会直接受到新进入体内的微生物影响，这些新进入人体的生物可能是旅行时携带的寄生虫，或是住院期间接触的新细菌；这些细菌也可能受到间接影响，因为疾病或事故改变了它们生活的环境，如切除阑尾或皮肤严重烧伤。

反复发作的肠道疾病，如诺如病毒引发的疾病，对肠道细菌的影响与珊瑚礁上反复出现热带气旋相似，都会严重破坏生态平衡。发病越频繁，细菌恢复多样性的时间就越长（如果这些细菌存在多样性的话）

我们希望抗生素对有益细菌的危害是短期的，同时给其带来长期的好处。这取决于所用抗生素的类型，以及使用抗生素的频率和方法。科学家们观察服用抗生素克林霉素前后人们肠道细菌的群落时发现，有益的拟杆菌属细菌需要两年时间才能恢复到使用抗生素前的细菌数量和种类。病人使用常用的抗生素治疗溃疡引起的幽门螺杆菌感染时，一些有益的肠道细菌直到四年后才能恢复。

对刚组建微生物群系的儿童进行的研究表明，在出生后三年内接受抗生素治疗的儿童，与未接受治疗的儿童相比，前者肠道中有益细菌的多样性和稳定性较差。尽管两者的有益细菌数量可能相似，但他们的菌种较少，有益细菌的遗传多样性较低，较难适应不断变化的环境。目前还需要更多的研究，以了解这些微生物群系的差异在儿童成长过程中会持续多久。

最近的研究表明，曾经被认为是多余器官的阑尾，可能是肠道中有益细菌“安全的家”。胃肠道感染引起的腹泻会使肠道中的有益细菌大量流失，但是阑尾却不会受其影响，所以恢复后，阑尾中的有益细菌可以再次入住肠道。

虽然这项研究尚未进行，但理论上来说，缺少阑尾可能会影响患病后肠道微生物群系的恢复速度，也可能决定哪些有益细菌会重新定植肠道。有证据表明，切除阑尾的人更容易患结肠炎。这是一种由难辨梭状芽孢杆菌引起的结肠炎症。同样，尽管研究还没有证明这一点，但切除扁桃体的人，其口腔微生物群系可能会发生永久性改变。

以“霉素”结尾的抗生素均由真菌产生。

有越来越多的证据表明，肠道中的细菌群落有益于人体健康，医学研究人员正在探索不同的方法培养有益细菌，不仅为了保持健康，也为了治疗肠易激综合征和克罗恩病等疾病。益生元、益生菌和粪便移植疗法都对人类健康微生物群系有益。

益生元和益生菌不仅仅用于肠道，目前研究的热点是益生元和益生菌能如何有益皮肤健康。事实上，人们认为在天然温泉中发现的一种细菌——线状透明颤菌，是长期以来天然水疗能修复受损的皮肤和治疗皮肤炎症的原因。如今，线状透明颤菌广泛用于化妆品中，作为益生菌治疗皮肤炎症。

复合菌是指益生菌中包含许多不同的菌种，相当于一个密封小袋中装着一整个细菌群落。

合生元中既含有益生菌，又含有益生元。

益生元为有益细菌提供生长所需的营养物质，益生菌则是提供活菌——换句话说，益生元是益生菌的食物来源。

人类通过发酵保存食物、制作面包和酒精，已经有至少7000年的历史了。首先，发酵过程包括对食物进行加热或向食物中加盐，阻止有害细菌生长；然后，向其中加入有益细菌和（或）酵母，将食物中的碳水化合物转化为各种产物，包括乙醇（酿葡萄酒和啤酒等）和乳酸（制作酸菜、泡菜和酸奶），以及有益的维生素和脂肪酸。除了发酵食品本身的营养价值外，每次食用发酵食品还能摄入大量的有益细菌——它们是天然的益生菌。

粪便微生物移植（FMT）是何种医疗手段，从它的名称就能看出来。通过结肠镜检查、灌肠或类似程序将微生物转移到患者身上之前，会检查健康捐献者的粪便中是否存在有害细菌。与益生菌或益生元相比，粪便移植的优势在于，可以不经过胃部，直接将健康的细菌群落送到需要它们的部位。移植后，也可以使用益生元促进新菌落的生长繁殖。

发酵食品，如黄瓜泡菜（不加醋）、酸奶、泡菜、酸菜和康普茶都含有益活菌(www.xing528.com)

粪便库类似于血库，从健康的捐赠者那里收集粪便并保存。在美国，粪便捐赠者可以通过捐赠换取报酬

素食主义者最适合捐献粪便，因为他们的饮食中膳食纤维含量很高，这通常意味着他们的肠道微生物群系具有很强的多样性。

第一例有记录的粪便移植可以追溯到公元4世纪的中国，但如今作为一种低成本、低风险的治疗方法，人们正大力发展粪便移植。这种治疗方法能够治疗许多疾病，包括难辨梭状芽孢杆菌感染、肠易激综合征、克罗恩病和溃疡性结肠炎等。粪便移植面临的挑战在于这一过程很难进行调节——没有一个确定的“理想型”微生物群系，因此也无法形成标准化治疗。不过，粪便库正在通过给捐助者做检查、严格检测样本来将这一过程正规化。

微生态系统疗法（MET）进一步发展了粪便移植。从健康的捐赠者身上提取的样本经过仔细筛选，找出符合要求的细菌，其中包括已有抗生素耐药性的有益细菌。事实上，有益细菌是从健康人的粪便样本中分离出来的，将这些有益细菌添加到其他已知的有益细菌群落中，因为细菌在菌种繁多的群落中最为活跃。加拿大从事粪便移植研究的科学家们称这种混合物为“RePOOPulate”，通过结肠镜检查移植到患者体内。这种方法的优点在于，研究人员能对移植的细菌群落进行较多把控。随着科学家对人类微生物群系和疾病的了解越来越多，实现粪便移植标准化或改良细菌群落的可能性越来越大，可用于治疗特定的疾病。

无菌环境和无菌技术在某些方面至关重要——如手术室必须使用无菌的手术器械——但是日常生活中，我们是否在过度杀菌？使用抗菌肥皂、消毒剂和清洁设备已经对环境产生了影响，还可能创造了异常的无菌环境，对人类健康造成了影响。

目前认为，家中和办公室中保持无菌状态是发达国家民众过敏率增加的主要原因之一。经常接触环境中的有益细菌，对于培养免疫系统、保持体内状态平衡十分重要（体内平衡），对儿童来说尤其如此。

定期用强力清洁剂擦拭工作台（而非仅仅清理污渍），可能会杀死生活在那里的无害细菌，而这些细菌原本是能通过与有害细菌竞争，从而制衡有害细菌的

这一理论认为，儿童时期接触的细菌（包括有益细菌和有害细菌）不足，就会阻碍免疫系统正常发育。因此，孩子大一点时对花粉或灰尘等无害物质的耐受性可能会降低。如果有兄弟姐妹或者养宠物，孩子就可能会接触更多的细菌。工作繁忙的家庭可能用于家务方面的时间更少，因此不会过于无菌。不断接触细菌和其他微生物，能使处于发育中的免疫系统精确地辨别出有益细菌和有害细菌。

虽然卫生假说听起来像是个可以逃避家务的借口，但是家里某些地方确实需要保持良好的卫生。例如，切肉用的砧板，尤其是切鸡肉后，应该立即清洗；切蔬菜用的砧板则可以稍后清洗。另外，建议切肉和切菜使用不同的砧板。温暖潮湿的环境会同时促进有益细菌和有害细菌繁殖。因此，应养成良好的卫生习惯，比如，每天使用不同的抹布；处理生鸡肉时，不要把鸡肉在水龙头下冲洗，因为生鸡肉表面的细菌会融入水滴，然后喷洒到厨房各处。同样，冲马桶前要关闭马桶盖，防止水涡中的细菌和排泄物溅到附近的物体上。

益生菌清洁剂现已上市，其中含有有益细菌，而非抗菌的化学物质。益生菌清洁剂的工作原理与食用益生菌对人体微生物群系产生影响的原理相同：通过将有益细菌群落覆盖物体表面，有益细菌就能“打败”有害细菌。

也有证据表明，化学清洁剂可能会促进细菌中耐药菌的生长繁殖，因此医院正考虑使用益生菌清洁剂。意大利研究人员研发了一种含有无害芽孢杆菌孢子的清洁剂。他们发现，使用这种清洁剂时，医院各处致病细菌比用传统消毒剂时还要少90%以上。同时，也没有促进耐药性菌株的生长繁殖。

电脑键盘上的细菌群落和其使用者的细菌群落是一致的。

如果生活在城市，家中存在的细菌大多来自人体——皮肤、口腔和肠道。但是，如果生活在乡村，家里的细菌则大多来自外界——土壤和空气。细菌的差异可以解释为什么城市居民有时会感染农村居民不会患上的疾病。

虽然每个城市的细菌群落都具有可识性，但城市细菌群落的独特性不如农村细菌群落，可能是因为城市人口流动性更强

城市和农村环境中的不同细菌群落也会影响人体微生物群系。你可能会认为这是因为两种环境中的细菌不同，但这似乎也与饮食差异有关。例如，俄罗斯的一项研究表明，与俄罗斯农村居民的肠道微生物群系相比，俄罗斯城市居民的肠道微生物群系与西方国家国民的肠道微生物群系有更多相似的特征。科学家们推测，这是由于俄罗斯城市居民的生活方式由西方的生活方式主导，饮食中包括较多的肉类和加工食品。但是，科学家们还需要更多的研究来了解两者的差异，以及它们对人类健康的影响。

在办公室发现的细菌中，有约30%的品种是来自人体皮肤上的细菌。

从统计学的角度来看，乡村儿童患过敏症和哮喘的概率较低。在某种程度上来说，这是因为这些孩子比城市里的孩子更容易接触到环境中的细菌。不过，尚不清楚城乡环境中不同的细菌群落对人类健康的总体影响。改善其他与健康有关的因素，包括提高社会经济地位、医疗保健发展程度和当地空气质量，也都有助于改善人类生活。

在同一个城市，不同的建筑中细菌群落各不相同。不过，即使在同一建筑物内，不同区域的细菌群落也各不相同。卫生间中存在人体肠道细菌，而卧室中的细菌则与皮肤相关。建筑物中主要有何种细菌似乎取决于两个主要影响因素：通风方式和居住人群。

在幼儿园的环境中，细菌传播极快：孩子会咀嚼玩具，会用小手擦鼻涕，然后再用手拿起蜡笔，等等。结果，送到幼儿园的孩子呼吸道感染的概率是还在家里的孩子的三到四倍。但是，根据卫生假说，这是在对儿童的免疫系统进行必要的“训练”。因此，人们的观念正在慢慢转变，不再将幼儿园的预防方向定为防止所有细菌的传播——否则也会阻碍有益细菌的传播。越来越多的人提倡只将消毒剂用于可能滋生有害细菌的地方，如卫生间或患病儿童逗留处，而非用于幼儿园各处。现在人们认为，避免广泛使用消毒剂这些化学物质，对儿童、环境和教室中的微生物群系都有益处。

住疗养院的人往往更容易感染，可能会经常使用抗生素。因此，护理人员必须采取预防措施，避免传染病在患者之间传播，同时确保环境中的有益细菌多于有害细菌。研究表明，在有新鲜空气流通的房间里，引发人类疾病的细菌较少。疗养院和医院的新型设计也开始注意房间的空气流通，尽管这方面的发展较慢。也许将来，设计师们会设计出对有益细菌和病人有利的建筑。

一些科学家推测，未来我们可能会更加关注建筑物中的细菌。目前有各种建筑物的生态认证，用来评判建筑物在材料来源和能源使用方面是否具有可持续性。同样，未来也可能会创造微生物认证，划分建筑物有益细菌分布的等级。也许，今后有购房打算的人还可能会在购买前找检查员检测房子里的微生物群系。

20世纪50年代，农民开始使用更小的空间饲养动物，在占地更少的情况下获取更多的农产品。但在这种情况下，疾病传播得很快。为此，农业界开始在动物饲料中添加抗生素以预防疾病，未生病的动物也要食用抗生素。他们发现，不仅生活在拥挤环境中的动物发病率变低，生长速率也变快，利润则因此提高。这就是非治疗性使用抗生素。

在农业生产中经常使用抗生素会产生耐药性细菌，这些细菌可以通过以下途径传播：
❶ 在农场动物间传播。
❷ 存在于动物粪便中，接触地面后，可以寄生于土壤中或农作物上。
❸ 存在于动物粪便中，可能流入附近的水域。此后耐药性可以传递给水生细菌或寄生于水生生物（如鱼）体内的细菌。
❹ 在农业劳动者与他人之间传播，或通过农民销售的受感染农产品传播。
❺ 通过这些不同途径，耐药性最终可能传播给普通人，尽管这些人的生活远离农场，他们却会患上难以治疗的细菌感染。

全球范围都对有耐药性的细菌产生了担忧，因此各国政府减少了抗生素的非治疗性使用。1986年，瑞典成为第一个禁止非治疗性使用抗生素的国家，此后许多其他国家也纷纷效仿。不过，美国等国家仍允许非治疗性使用抗生素。据估计，2012年在美国销售的抗菌药物约有80%（按重量计）用于动物，其中的60%用于人类治疗。因此，源自农场的耐药性对人类健康造成了严重的影响。

若细菌不断接触抗生素，就会感到压力，促使它们适应新的环境，而突变进化能够帮助细菌在此类条件下生存。细菌可以通过许多不同的方式抵御抗生素的药性——例如，细菌可以产生一种酶破坏药物，或者将自身包裹在抗生素无法穿透的生物被膜中。由于耐药性有多种不同的类型，统称为耐药因子（或R因子）。有耐药性的细菌大量繁殖，通过接合、转导或转化，将抗性因子传递给后代以及其他细菌，甚至可能传递给其他属于菌种的细菌。

农业中过量使用抗生素会影响人体耐药性细菌，这一点曾多次被提及。耐药性细菌最早来自农场中用促生长细菌饲养的牲畜；1999年，欧盟禁止农业中使用非治疗性人类医用抗生素；七年后，欧盟全面禁止了在农业中使用非治疗性抗生素。

在合适的环境中饲养牲畜，扩大其生存空间、保持设施清洁，可以降低牲畜的发病率。禁止使用非治疗性抗生素后，许多国家的农业生产力有所下降，但与制造对人类健康构成严重威胁且难以治疗的细菌相比，代价似乎很小。在英国等国家，虽然禁止非治疗目的使用抗生素，兽医们仍然用抗生素治疗生病的动物。但是，近几十年来，人们对人类医疗中使用抗生素的态度发生了变化，在农业中使用抗生素的方式也同样发生了变化。

据估计，美国每年给牲畜喂食2900万磅（约1315万千克）的抗生素。

很不幸，在广泛使用抗生素、潜伏着病菌的医院，耐药因子很常见。细菌善于在彼此之间传递耐药因子。当一种细菌同时具有其中的多种耐药因子时，就会转化为超级细菌，对人类构成严重威胁。

医院中常用抗生素治疗和预防感染，和农业用抗生素的结果相同，这加速了细菌获得抗生素耐药性的过程。尽管人们已经尽力保持无菌环境，耐药性细菌还是会在医院的设备和人员间传播。有些细菌具有多种耐药因子，就会成为超级细菌。超级细菌的发展是一个全球性问题：人口和农产品都在世界范围内越来越多地流通，加速了耐药性细菌的传播。人们越来越担心，不久的将来可能会无法控制传染病，因为目前可用的抗生素不能对这些超级细菌产生效用。

超级细菌具有多种耐药因子，能够抵抗多种抗生素

结核病每年造成约180万人死亡，是头号传染病杀手，其中约25万人死于耐药菌结核分枝杆菌。为尝试和耐多药结核病做斗争，患者接受了非常复杂的长期治疗（持续6～24个月），但疗效并不理想，这对身体造成伤害，却只有50%的有效率。一些分枝杆菌属细菌甚至还对二线药物产生了耐药性，被称为广泛耐药菌，只有三分之一感染这种细菌的患者痊愈。在过去的70年中，只研发出两种用抗生素治疗耐多药结核病的新方法。由于缺乏治疗方法，加上该病的流行，全球都在优先研发新的耐多药结核病治疗方法。

第二类引起大量关注的超级细菌属于肠杆菌科细菌家族，其家族中还包括其他人们熟悉的细菌，如沙门氏菌属细菌、大肠杆菌和鼠疫杆菌。碳青霉烯类抗生素是用于治疗耐多药细菌感染病住院患者的“最后一道防线”，而这些细菌均对碳青霉烯类抗生素具有耐药性。肠杆菌科的细菌能产生一种分解抗生素的酶，约50%的CRE感染者都会死亡。

每个人都容易受超级细菌感染，以下六点可能有助于降低与超级细菌接触的风险：

随着越来越多的抗生素对细菌无效，这对医疗行业的影响也越来越广。在没有抗生素预防细菌感染的情况下，剖腹产、心脏手术或髋关节置换、癌症化疗、器官移植和糖尿病护理等重大手术和医疗手段的风险都会增加，因此急需新型抗生素。

科学家们在意想不到的地方发现了一种物质，有可能研发为新型抗生素。众所周知，蟑螂能在各种（通常是脏乱的）环境中生存。诺丁汉大学的研究员研究了蟑螂，发现蟑螂大脑中的一种物质似乎能高效杀死导致细菌性脑膜炎的大肠杆菌，以及耐甲氧西林金黄色葡萄球菌。

还有科学家将注意力转向了鱼类，因为它们皮肤和鳞片上的黏液中含有抗菌物质。鲶鱼大部分时间都处于淡水湖和水流缓慢的河流泥泞且细菌丰富的沉积物中，是完美的研究对象。从鲶鱼身上分离出的一种物质似乎能有效杀死肺炎克雷伯氏菌（有时会导致肺炎和尿路感染）。

在探索新抗生素的过程中，科学家们经常去找那些在“脏乱”场所长时间生存的动植物，或是能产生奇妙化学物质的动植物

炭疽是一种由炭疽杆菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌引起的感染。过去几年里，生活在太平洋海底沉积物中的一种细菌受到了大量关注。这种细菌能产生可治疗炭疽的抗生素，不过这项研究仍处于探索阶段。

因为大麻属植物产生的许多有趣的物质（大麻素）具有抗生素特性，出于药用目的，科学家们正在研究这类植物，包括如何治疗癫痫和癌症。

大熊猫也具有研究价值，因为与一些常用抗生素相比，熊猫血液中的杀菌物质杀死细菌的时间要短得多（准确来说是常用抗生素的六分之一）。

尽管人们清楚地知道需要新型抗生素，但直到最近，此类研究还是缺乏资金。这在很大程度上是因为制药公司明白，只有少量新研发的抗生素会投入使用，来尽量减少耐药细菌形成。

为了更有效地利用研究经费，科学家们一直在研究现有药物的潜在抗生素特性。2017年公布的研究结果表明，长期使用他汀类药物的患者（用于降低胆固醇的药物）感染金黄色葡萄球菌的概率较小。新型抗生素可以取自任何地方，包括已投入使用的药物。

同样在2017年，世界卫生组织的全球抗生素研发伙伴关系（World Health Organization's Global Antibiotic R＆D Partnership）宣布将5600万欧元的资金用于解决抗生素耐药性，包括寻找新型抗生素。美国卫生与公众服务部生物医学高级研究与发展局还提供了6200万美元的研究资金，对一种叫作利地利唑（ridinilazole）的新型抗生素进行最终测试。这种抗生素由英国一家生物技术公司研发，可能用于有效治疗艰难梭菌感染。

科学家们已经从6000种不同种青蛙的皮肤中鉴定出100种潜在的抗生素。

另一种对抗有害细菌的方法是帮免疫系统提前做好准备，当遇到有害细菌时，免疫系统就会立即发动全面攻击。这正是疫苗的作用，为免疫系统预设关于有害细菌的“记忆”，就像全城张贴“通缉”告示一样。

如果疫苗效用不够强，免疫系统反应就会比较弱，未必能形成对有害细菌的“记忆”，未来也就不能发挥作用，所以科学家研发疫苗时需要注意把握这一平衡。疫苗效用必须足够强，促使免疫系统做出反应，使其形成对抗有害细菌的“记忆”，将来可以发挥作用，但不会因过强而致病。由于病原体不同，有些类型的疫苗会在个别方面优于其他类型的疫苗。

接种疫苗后可能出现头痛和发烧等症状，都是免疫系统产生的反应——说明疫苗发挥了作用。

有些疫苗含有用某种方式被杀死（灭活）或弱化（削弱）的整个细菌细胞，例如，百日咳疫苗含有致病菌百日咳杆菌的整个死细胞；而伤寒疫苗Ty21a中含有伤寒沙门氏菌活细胞，但已通过化学手段将其弱化。

类毒素疫苗中不含弱化的细菌，只含有病菌产生的毒素。百白破联合疫苗中含有破伤风杆菌和白喉杆菌的弱毒素，两种细菌分别能引发破伤风和白喉病。还有称为亚单位疫苗的疫苗，只含有细菌的一部分，通常是特定蛋白质，足以引发免疫反应。当免疫系统遇到完整的细菌时，就能识别出其中的一部分并对其进行攻击。不过，这些疫苗往往较贵，因为研究人员要花费很多时间（因此也要投入很多资金）来确定细菌的哪些部分能引起免疫系统的最佳反应。

最后介绍的一种疫苗中含有与病菌相似的细菌——免疫系统能对其做出反应，但不会引发人类疾病。这种疫苗必须与人类病原体足够相似才能发挥作用。牛分枝杆菌会引发牛结核病，现用来保护人体，预防受结核分枝杆菌感染引发的结核病。

由于疫苗不同，通常需要一剂以上的疫苗，免疫系统才能形成一定程度的“记忆”，从而对抗有害细菌。如果长时间不接触有害细菌，免疫系统也可能开始失去“记忆”。例如，接种“加强型”破伤风疫苗，“提醒”免疫系统警惕有害细菌。

由于年龄或健康状况的限制，有些人不能接种某些疾病的疫苗。不过，如果这些人周围80%的人都接种了疫苗，这种疾病就不会轻易在人群中传播，也就降低了未接种疫苗人群的患病风险——这种情况称为“群体免疫”。然而，如果只有少部分人接种了疫苗，群体免疫水平就会开始降低。面对具有抗生素耐药性的细菌，这一点的影响尤为重大。由于治疗具有抗生素耐药性细菌感染的方式较少，对许多人来说，最有效的防御可能是强有力的进攻——接种疫苗。

1微米等于1000纳米，因此，虽然一个直径1微米的细菌可能看起来很小，但相比之下，一个纳米粒子更小。这意味着纳米粒子可能成为对抗有害细菌的有力工具。

当粒子缩小到纳米级别时，其物理性质和化学性质会发生变化。例如，铁会变得非常活泼，可以用来去除水中的砷，净化污染的土地。这是因为纳米粒子能进行反应的表面积更大，例如，一个长、宽、高均为1厘米的立方体的表面积为6平方厘米（6个侧面，各1平方厘米）。但是，如果你用相同体积的纳米块将这个立方体填满，每个纳米块的长、宽、高均为1纳米，那么所有纳米块的总表面积将为6000万平方厘米。

纳米粒子与细菌细胞表面接触的面积比较大的微米粒子接触面积要大得多

内衣里含有纳米银！因为其具有抗菌特性，所以适用于所有类型的衣服。

科学家们已经确定了一整套用纳米粒子杀菌的方法，具体细节仍在研究。和抗生素一样，纳米粒子也是在某种程度上破坏细菌细胞的生长或繁殖。例如，纳米银会对细菌细胞造成物理损伤，紧紧附着在细菌细胞膜上并穿透细胞膜，使细胞破裂。其他材料的纳米粒子，如纳米氧化钛，能释放高活性氧（自由基），对细菌的细胞膜造成化学损伤。还有的纳米粒子能阻断细菌内部的细胞功能，如阻碍蛋白质的合成，从而杀死细菌。一些纳米粒子甚至能融入细菌的DNA中，直接打乱细菌的“配方”。

纳米技术也被用于直接对超级细菌使用抗生素，纳米粒子涂层可以防止药物在体内迅速分解或使其更易溶解，甚至可以将这种纳米粒子胶囊设计成只在一定的酸碱度下才会释放药物。这种胶囊可以用来输送药物，使其能安全通过胃酸，对付肠道中的有害细菌。

美国科学家一直在研发“忍者”聚合物，这是一种可以对抗耐药细菌的新型武器。纳米结构与水接触后会自我组装，结合在一起形成更强大的结构——“忍者”聚合物。科学家们已经设计出带正电荷的“忍者”聚合物，从而找到有害细菌感染后带强负电荷的细胞。随后“忍者”聚合物附着在细胞表面，破坏细胞膜，杀死受感染的细胞和细菌。以纳米级别的“忍者”聚合物由人体产生的酶自行破坏，降解成微粒，这些微粒可以进一步分解，也可以当作废物清除。

“纳米忍者”最初是国际商业机器公司（IBM）的科学家为制造计算机芯片而开发的

人类的生活方式在进化过程中发生了巨大的变化，从狩猎采集到农业生产，再到工业化，直至今天众所周知的全球化。这些发展变化从根本上改变了我们的食物、所处的环境和共处的群体，这些都会影响人类的微生物群系。

人类还未直立行走之时，就一直在和人体细菌一起进化。了解人类祖先的微生物群系，可以为了解现代健康人的微生物群系提供重要资料。

冰冻的木乃伊，如生活在公元前3400—前3100年间的提洛尔冰人，也称奥茨冰人，其软组织中含有细菌的DNA，可以帮助科学家了解哪些细菌是古代人类微生物群系的组成部分

从干燥或石化的粪便中也可提取出古代细菌。

科学家们研究了传统狩猎采集社会时期的人体肠道细菌，发现他们的肠道细菌群落比生活在现代社会的人的体肠道细菌群落更具多样性。

狩猎采集社会的出土样本提供了一个窗口，帮助人类了解农业社会之前的人体微生物群系。出于对多样性差异的好奇，科学家们通过小鼠实验来进一步探索这个问题。他们发现，实验鼠的饮食种类减少，肠道细菌群落的细菌种类也会降低，通过再次增加饮食种类又可以逆转这种情况。然而，如果直到第四代小鼠才再次增加饮食种类，小鼠肠道细菌的多样性就永远不会恢复。通过这一发现，科学家们推测，人类的饮食种类逐渐减少，人体肠道细菌的多样性也正在发生不可逆转的改变。

科学家们通过研究从木乃伊和粪便化石中发现的古代细菌，得出了许多结论：

· 使用抗生素治疗疾病之前，人类微生物群系中的细菌就形成了抗生素抗性基因。

· 人类开始农业生活方式前后，出现大量引起蛀牙的变形链球菌。

· 许多与人类有关的细菌，无论有益细菌还是有害细菌，都与人类存在久远的关联。

· 人类肠道细菌的多样性在现代人类进化过程中迅速降低，这可能与我们烹饪的食物有关。

· 与城市环境中的现代微生物群系相比，在古代人类（如提洛尔冰人）身上发现的细菌与农村环境中的现代微生物群系更为相近。

除了这些新观点，科学家们还借助了有关祖先身上古老细菌的新知识，用于探索人类迁徙路线。通过寻找细菌的传播路径，可以了解不同的种族是如何跨地区移居的。

对古埃及木乃伊的研究表明，许多人可能死于如今我们熟悉的细菌性疾病，包括结核分枝杆菌引起的肺结核

因为细菌总归来自周围环境，所以环境对个人细菌群落的影响很强大，这毫不奇怪。虽然每个人的微生物群系都是独一无二的，但住在同样地方的人，微生物群系会有相似之处。微生物群系具有全球性差异，这可能就是为什么有些疾病在世界某些地方比在其他地方发病率更高的原因。

2012年进行了一项重大研究，调查了生活在美国、委内瑞拉（南美洲国家）和马拉维（非洲国家）等不同国家、500多人的肠道菌群，结果十分惊人。尽管两国相去甚远，委内瑞拉人和马拉维人的微生物群系之间比和美国人之间的相似度更高。其他研究也已证实，发展中国家和发达国家居民的微生物群系之间存在这种差异，表明微生物群系的地理差异也是由饮食、生活方式、文化等差异引起的。

许多研究得出的结论是，吃什么比在哪儿吃更重要。例如，在世界各地偏远的原始生活地区，其居民的肠道微生物群系十分相似，相似度甚至高于这些居民与其附近的农村或城市居民相比时的相似度。生活在偏远地区的狩猎采集者，其细菌多样性非常高。其中，普雷沃氏菌属、密螺旋体属和琥珀酸弧菌属细菌很多。这些人的肠道中可能有寄生虫，但从不会患2型糖尿病和自身免疫性疾病等疾病。工业化城市居民的细菌多样性较低，虽然他们的肠道内没有寄生虫，但会患许多与肠道微生物群系相关的疾病，如肠易激综合征和2型糖尿病。而传统的农业和渔业居民则处于这两个极端之间。

皮肤微生物群系会显现出地理差异，这似乎与文化行为有关。通过对比美国妇女和坦桑尼亚妇女手上的皮肤微生物群系发现，后者手上来自土壤的细菌要多得多。坦桑尼亚妇女在户外的时间更长，经常在地面进行烹饪等活动。由于人们从原来的游牧生活方式（更容易接触自然）转变为生活在常住房屋中，似乎其皮肤细菌也不再具有多样性。

女性和男性担任着截然不同的社会角色，而性别差异在微生物群系中的表现更加明显。

宿主遗传学也会影响人类的微生物群系。尽管很难知道是由于先天因素还是后天因素，与非家庭成员相比，你的微生物群系与你家庭成员的微生物群系更相似。不过，一项对同卵双胞胎和异卵双胞胎的研究发现，同卵双胞胎的微生物群系间比异卵双胞胎的微生物群系间相似度更高，这表明是基因在起作用。

英国对1000对双胞胎进行的一项研究证明，宿主的基因型决定哪些细菌能在微生物群系中定植

(1) 译者注：该细菌于2016年在日本大阪府堺市的一家宝特瓶回收厂被发现，因此得名。