飲食對微生物的影響──《微生物的巨大衝擊》

2016/05/10 |

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演講者／Roger Knight

人類身上微生物相（指微生物本身，微生物群系是指微生物的基因）發展最重要的時期是嬰兒期。康乃爾大學的微生物學教授萊伊（Ruth Ley）和我的實驗室共同研究，追蹤一名孩童從出生當天到 838 天大的糞便。我們從糞便中發現，這個自然產的男嬰腸道微生物群系，一開始類似成年女性陰道微生物，最後發展成為一般成年男性的微生物群系，不過在前後兩端時間點之間的變化很大。

這個小男嬰每天糞便微生物群落的變化，都要比兩個健康者的糞便微生物差異還要大。有的時候，他隔週之間微生物變化之大，超過我們另一個相關計劃中，250 名成年人所含括的差異。

就微生物來看，這個男嬰一開始像熊（熊以肉類為主食，因此腸道簡單），最後像猴子。有一個特殊情況是，小男嬰曾因為耳朵感染而服用抗生素，這段期間，小男嬰的微生物變化讓他不只像是另一個人，而更像是另一個物種。不過在幾個星期後就恢復了，他的微生物持續變化，變成類似成人的狀態。這引發了一些問題，我們給孩童以及自己抗生素的頻率和劑量是多少？

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食物決定腸道微生物的樣貌

飲食也會影響微生物群系，而且很早就開始了。飲用母乳或配方乳也會造成重大的變化，飲用母乳的嬰兒會接觸到存在母乳中的特殊微生物，而且母乳中特殊的糖會促進有益微生物的生長。在吃固體食物之後，嬰兒體內的微生物群系會進一步的演變。在這個約六個月大的階段，相較於不同人之間的微生物群系差異，短期的飲食變化造成微生物群系的改變比較小，但是長期下來，飲食變化的影響巨大，如果超過一年，會使得消化蛋白質和消化纖維素這兩大群細菌的平衡有所調整，這是我們所觀察到對腸道微生物群系的最大影響之一。

這兩種腸道細菌也代表了全球多樣性中較不為人知的面向：腸道微生物群系。沒錯，世界各地有不同語言和文化的人，他們腸道中的微生物也不同。飲食中肉類含量高的人（美國人與歐洲人），腸道中主要的細菌屬於類桿菌屬（Bacteroides），飲食中含有大量穀物的人，腸道中普雷沃氏菌屬（Prevotella）比較多。不過其中的變化就更複雜了，例如：美國人和歐洲人的微生物群系彼此可以區分出來，即使在較小區域中，如西班牙和丹麥人也是可以區別彼此的微生物群系，但相較之下，過著傳統生活的人，彼此的微生物就相似多了。

與美國人相比，馬拉威農人的主食是玉米、委內瑞拉農人主要吃的是木薯，兩者腸道中有比較多普雷沃氏菌，這與兩者飲食中都富含纖維素有關，但也有可能是因為遺傳或是接觸到的環境所致 16。不過，這些差異可能非常小，例如：日本人的腸道微生物群系中有海洋類桿菌屬菌種的基因，這些菌種能夠消化腸道中的海藻，可能是吃壽司所產生的適應結果。（值得一提的是，我們實驗室研究過聖路易的居民，他們體內並沒有這些基因。不過我要說的是，如果你沒有吃過聖路易的壽司，建議你別吃。）

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