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家中細菌地圖:椅子上存在乳酸菌

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參考訊息網5月11日報道 據估計,發達社會中的多數人一生中有90%的時間待在室內,但人們幾乎不瞭解圍繞在身邊的生態系統。美國俄勒岡大學生物與建成環境研究中心專家

參考訊息網5月11日報道 據估計,發達社會中的多數人一生中有90%的時間待在室內,但人們幾乎不瞭解圍繞在身邊的生態系統。美國俄勒岡大學生物與建成環境研究中心專家詹姆斯·梅多正致力於這方面的研究。

據西班牙《趣味》月刊3月號報道稱,“所有這些微生物是從哪兒來的?”梅多提出這樣的疑問,“它們是因為我們而出現還是在靜候我們走近它們從而殖民我們的身體?”相同領域這樣那樣的問題催生了一個新的科學分支:建成環境生態學。

“向人造環境的過渡改變了我們此前與微生物組(人體各個部分存在的微生物的總稱)之間的平衡關係,這種改變的發生比抗生素的發現還要早很多。”梅多指出。“如今我們生活在深度清潔的空間中,幾乎與外部隔絕,擁有一個獨一無二的微生物輪廓。這一微生物系統當然會與我們機體內的微生物組發生相互作用。”他說。

生活在人類體內的微生物對支撐我人的生命有著至關重要的作用:消化和免疫等重要功能就有賴於它們。而當某些病原體在感染髮生中扮演的角色被發現後,一些衛生預防措施也應運而生。從抗菌香皂到酒精啫哩,類似產品名目繁多。不過一些專家認為類似衛生手段有一些過頭。

俄勒岡大學研究人員採集到的樣本得出了多項結論。梅多證實了微觀物種在特定表面的出現取決於一個唯一的因素:碰觸頻率最高的身體部分。於是,椅子上最多的通常是存在於大腸和生殖系統中的乳酸菌,生活在面板和唾液中的微生物會盤踞在桌面和地板等表面,而微生物種類和數量最多的地方莫過於鞋底。在人體直接接觸比較少的牆面上,存在的只有空氣中的細菌。

“我們已經確認人體是絕大多數微生物的運載體。我們與每個地點和物品之間的接觸就意味著一些微生物在這區域的出現。”梅多指出。“無論如何,微生物的種類數量並不是非常龐大,因為建築的材料和結構限制了微生物的存活和擴散。”

紐約大學蘭貢醫療中心專家瑪麗亞·格洛麗亞·多明格斯-貝略曾在遙遠的委內瑞拉雨林中對這類生物進行研究,並比較了這裡與其他地方得出的研究結果。 具體來說,多明格斯-貝略蒐集了4個不同聚居區的微生物:一個部落、一個小村莊、一座小城市和一座現代化大都市。這樣她可以直觀地檢驗到一個遙遠地區在自 然的漸進中產生的變化。

“我們服用抗生素,攝入加工食品,並透過剖腹產降生。這些變化也改變了人類的微生物組,其後果目前還在研究中,但這些變化同樣也改變了我們周圍的環境。其結果包括內外兩部分。”多明格斯-貝略指出。

熱 帶雨林的民宅中也充滿了微生物,而在人類向城市化邁進時,這些微生物的數量的種類卻在減少,無論是人體內部還是外部。多明格斯-貝略認為其中的原因有很 多。“樓房的容積增大了,各個家庭開始擁有更多的空間。因此,肢體接觸減少了,公共區域越來越少,個人衛生和準備食物的空間被隔開,而它們是細菌滋生的重 要溫床。此外,合成材料的使用越來越普遍,這對微生物生存來說構成了新的挑戰,室內外的空氣流通也大量減少。”她指出。

在城市中,較狹小和利於微生物滋生的窮人居住區和富人區採集的樣本得到的結果同樣有區別。儘管如此,城市環境中的微生物組通常與人類面板上的微生物組較為接近,而雨林中居民的周圍則充滿了各種人體粘膜液和分泌物。

這些現象的出現是因為每個與人體發生接觸的物體表面都會被覆蓋上一層特殊的鏽。除了脂肪外,我們每小時還會流失150萬細胞,以及1500萬微生 物。日前發表在《科學》雜誌上的一篇文章詳細解釋了這樣的流失會對環境產生怎樣的影響。美國阿爾貢國家實驗室的專家傑克·吉爾伯特及其團隊招募了7個來自

不同社會經濟背景和地區的家庭。志願者們在6周時間內必須每天進行一項古怪的活動,採集自己雙手、腿和鼻子的皮屑樣本以及從地板、門把手、電燈開關和廚房

操作檯上採集樣本。所有采集到的樣本隨後會在先進的基因測序技術下得到分析。由於各個物種的DNA中都含有特定的標記,研究人員獲得了住宅中各個區域的每 一種細菌的“姓名”和“地址”。

研究結果再次表明:人們家裡的微生物的存在更多地有賴於家中居住的人,而不是建築材料或地點。“當一家中3名成員一起搬走時,新家中的微生物環境會在不到1天內就與老家一樣。”吉爾伯特表示。這一模式甚至適用於酒店客房。

如 果一名房客離開了一處住所,他的微生物痕跡在72小時之內仍是可以檢測到的。“理論上說,我們可以檢測出某人是否在某地逗留過,以及這是在多久前發生的。

儘管有一定侷限。”吉爾伯特指出。這或許能用以研發新的取證工具。吉爾伯特表示他的團隊正在展開的一個研究專案將能透過對細菌的分析確定與最後一個與一具 屍體有過接觸的人。

報道稱,微生物分析甚至能夠了解到一處住所中居住的人之間的關係。因為夫妻之間以及父母與子女之間是會“分享”微生物的。不過,針對完全獨立的房間進行的檢測顯示,每個人最像的還是自己,留下的微生物痕跡都是獨一無二的。

吉爾伯特認為,一名擁有強勁微生物組的人會在不斷位移的同時為其所到之處貢獻新的微生物“居民”。反過來說,那些體內微生物組不穩定,或較為孱弱的人更容易被外界的微生物所“引誘”。

醫院大概是衛生措施做到極致的地方。儘管如此,那些能夠抵禦抗生素的細菌仍能在這裡安營紮寨。根據美國疾病防控中心的資料,醫院感染每天造成200 多人死亡。“當一種病原體繁衍時,並不是以一種隔絕的方式進行的,而是在數以千計的其他病原體背景中進行的。”吉爾伯特說。瞭解這其中的互相作用是吉爾伯 特研究的目的之一。

在對從芝加哥大學醫院的一幢新樓的取樣進行研究後,科學家們得出結論認為,與在家中一樣,人們對醫療中心的微生物群也起到了決定性的影響。那些在很長一段時間內住著同一位病人的病房中會留下他的微生物記號,保留時間甚至長達幾個月。

梅 多認為,醫院定期系統性地對其生態系統微生物種的消除會降低其競爭力,併為更具抵抗力——通常也更危險——的物種傳播開啟大門。人體內的情況同樣如此,如 果如果腸道中缺乏有益的微生物,人們就會口服益生菌來降低感染的風險。“因此我們必須研究在醫院培育無害菌的可能性。”吉爾伯特表示。

而在 俄勒岡大學生物與建成環境研究中心致力於打造更健康建築的建築師和生物學家們對此表示贊同。他們的研究表明,通風管道的結構決定著微生物的生物地理模式。

例如在分析俄勒岡大學的利利斯商務大樓的微生物環境時,物理學家們觀察到那些臨近的辦公室都擁有類似的微生物群,它們主要來自辦公室工作人員體內的微生物 組,而這幢大樓的通風管道連線著樓內遠近的各個點。

研究人員還對密爾沃基的普羅維登斯醫院中空氣的生物多樣性進行了分析。這家醫院的窗戶是 封閉的,研究人員們設法將一些窗戶打開了一條細縫。“結果證明,那些與外界空氣流通的病房生態系統更多樣,微生物種類與泥土和植物中的相近。而在其他病 房,儘管微生物更少,但與人體內的更接近。試想一下,醫院中多數是病人,問題就在這裡。”研究中心主任傑西卡·格林指出。

在新生兒密集的城市區中域中,因細菌感染而導致的死亡並不奇怪。今年初公佈的一項研究道出了很多人的心頭疑惑:即便衛生要求很高,病菌仍會變得很頑 強。“新生兒就像一張白紙。”加利福尼亞大學伯克利分校微生物學專家布蘭登·布魯克斯指出。新生兒體內的微生物環境不那麼多樣化,也比成年人更難構建,這 種情況在出生後的幾周內會出現改觀。布魯克斯認為,弄清嬰兒如何獲得這樣的微生物機制有助於預防新生兒感染的出現。

梅多認為人們應當深入研究我們周圍的微生物王國。在去年7月發表的一份研究報告中,他追蹤了17名學生手機上的微生物組,“沒有任何東西和任何人會像一部手機那樣與另一個人共享如此多種類的微生物。”他指出。根據他得到的資料,手機的微生物輪廓與其主人的十分相似。

“儘管我們並未過多詢問參與者們如何使用他們的手機,但我們都知道很多人有把手機帶到廁所中的習慣。我們會在上完廁所後洗手,但並不會去清洗手機,這也許就是其沾染上大量細菌的原因。事實上,每次我們沖水的時候,一大片攜帶數百萬微生物的雲團就會瞬間散開進入空氣中。”梅多表示。

除了顯而易見的 法醫學應用外,梅多認為這門新的學科還有很大應用潛力。傑西卡·格林則認為在很短時間內我們將能設計出自主決定生態系統發展的建築。“微生物對我們的生活 有著巨大影響,因此如果我們能夠自主選擇和哪些微生物接觸,我們就將擁有主導自身健康的無可限量的能力。”格林表示。

釋出於 2021-01-14

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