微生物菜单

简单的加减逻辑驱动了许多现代的医学思想。相比之下，微生物组的运作逻辑更复杂，因为它们涉及一张不断变化的巨大网络，网络内部相互联结、相互作用。控制微生物组仿佛运行一整个世界，听着就很困难。请记住，微生物菌群具有天然的弹性：被“击中”后会反弹。它们也是不可预测的：如果你改变、调整它们，最终结果可能一发不可收拾。添加一个所谓“有益”的微生物，很可能会挤掉我们同样依赖着的另一些微生物；而丢失一个据说“有害”的微生物，可能会让更糟糕的机会主义者趁机取而代之。这就是为什么塑造整个微生物世界的尝试至今都鲜获成功，令人费解的挫折却频频遭遇。
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以草酸盐为例。甜菜根、芦笋和大黄等食物中都含有这种化学物质。高浓度的草酸盐能够阻止人体吸收钙，并让钙元素凝结成一个硬块。这也是肾结石的一种形成方式。我们不能消化草酸盐，只有微生物才能。一种名为产甲酸草酸杆菌（Oxalobacter formigenes ）的肠道细菌就非常擅长消化草酸盐，草酸是它唯一的能量来源。粗略一看，这与银合欢的消化问题相同：有一种化学物质（草酸盐），明确地引起了一个问题（肾结石），并且可以被一种微生物（产甲酸草酸杆菌）分解。如果你快得肾结石了，解决方案莫过于摄取这种益生菌。不幸的是，这样的益生菌虽然存在，却不是很有效。23 为什么呢？ 有两种可能的答案为我们提供了宝贵的教训。首先，如果只给动物注入细菌，然后坐等其发挥作用，这远远不够。微生物是活物，它们需要食物。产甲酸草酸杆菌只吃草酸盐，而得了肾结石的人通常都吃不含草酸盐的东西。他们当然可以摄取这种细菌，但细菌会立即陷入饥饿状态。24 澳大利亚农民的做法恰恰相反，他们被要求用银合欢喂养牲畜一周以上，再给它们灌食穷氏互养菌。这样，移植的细菌才有足够的食物可以消化。
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即使对于艰难梭菌感染而言，也不能随随便便进行粪便移植，必须对粪便进行严格的筛查，排除诸如肝炎或艾滋病病毒等病原体。一些医生还会拒绝部分捐赠人，因为他们患有与微生物组相关的病症，比如过敏、自身免疫疾病或肥胖等。这个耗时的过程排除了许多人选，最后可能很难找到捐赠者。一些医疗机构已经采取冷冻的办法，把符合标准的粪便样本冷冻起来。37 非营利组织“开放生物群”（OpenBiome）就运营着这样一家粪便银行。潜在的捐赠者如果通过了一系列筛选测试，他们的粪便就会经过过滤、胶囊包装，最后被冷冻起来，陆续送到有需求的医院。38 寇拉茨在明尼苏达州经营着类似的服务。2011年，当他的病人丽贝卡因为新的艰难梭菌感染而回来求助治疗时，寇拉茨用冷冻的粪便样本治愈了她。而2014年她再次返回时，寇拉茨给了她一粒口服胶囊：“她不止一次地试验了新开创的粪便疗法。” 吞下冷冻大便胶囊的行为，也正呼应了粪便移植的奇怪性质。这看起来是一颗普通药丸，但其包装在很大程度上毫无典型特征。每颗药丸都出自一名志愿者之手，而非工厂的流水线，每一次生产都各有不同。这些胶囊之间的差异之大，惊动了美国食品药品监督管理局（FDA）。2013年5月，他们决定把粪便作为一种药物来管理。而这一举动迫使医生在执行粪便移植治疗之前需要填写一份长长的申请。患者和医生均纷纷抱怨，漫长的申请过程让患者无法得到及时的治疗。39 六周后，FDA 把艰难梭菌病例的治疗作为例外，省去了这一程序，但应用于治疗其他疾病时依旧要遵循既定的流程。一些研究人员认为，这些管制非常不必要，且令人沮丧。另一些人则认为，此举恰好给这一产业提供了一次喘息的机会。近年来，人们对粪便移植的兴趣呈指数级增长，针对在各种疾病上尝试该技术的呼声也不断地为研发人员增加压力。 但问题是，还没有人清楚这种做法的长期风险。40 动物实验明确表明，移植微生物组会让接受者更容易肥胖，也容易发展出炎性肠症、糖尿病、精神病、心脏病，甚至癌症等；然而，就任何特定的微生物菌群是否会给人类带来这些健康风险，我们仍然无法准确预测。
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微生物菌群还会影响许多其他药物发挥作用。47 易普利姆玛（Ipilimumab）是目前最热门的一种新型癌症药物，它通过刺激免疫系统攻击肿瘤来发挥作用，但只有存在肠道微生物时才能发挥作用。用于治疗类风湿性关节炎和炎性肠症的柳氮磺胺吡啶（Sulfasalazine），需要肠道微生物将其转化到活性状态才能发挥作用。伊立替康（Irinotecan）用于治疗结肠癌，但一些细菌会加强它的毒性，造成严重的副作用。即使人们目前最熟悉的扑热息痛（有效化学成分是对乙酰氨基酚，acetaminophen），用在不同人身上的效果也不同，因为人们各自携带的微生物不同。我们一次又一次地看到，微生物组的不同会显著改变药物的有效性，哪怕是由单一、性质分明、无生命的化学品构成的药物，也是遇到如此的状况。益生菌或采取粪便移植等治疗手段中包含了极其复杂、人类尚未了解清楚，且自身不断发展变化的多种有机体。
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这个团队改用了另一种名为 wMel 的菌株。根据记录，它可以通过野生昆虫种群传播，但是比 “爆米花”更温和，所以作为昆虫伴侣，不像前者那样会折损昆虫的寿命，也不会破坏大脑或阻止产卵。它能有效地传播吗？为了确认这一点，奥尼尔的团队建造了两个供昆虫使用的鸟舍，在巨大的步入式笼子里装满蚊子。他们每放入一只未受感染的蚊子，就会配以两只携带 wMel 菌株的蚊子。他们还搭了一个临时的门廊，挂上一堆吸满汗水的健身房毛巾，吸引蚊子在下面聚集。每天，他们会送几个人去里面待上15分钟，喂养这些被感染了沃尔巴克氏体的蚊子。每隔几天，该团队会从笼子里收集蚊卵，检查它们是否感染了沃尔巴克氏体。他们发现，三个月内，每只蚊子的幼虫都感染了这种 wMel 菌株。63 一切的一切都表明，他们的宏大理想是可行的。所有的迹象都在召唤他们：行动吧。