Meet the Invisible Crew: 100 Trillion Tiny Tenants in Your Body

你刚踢完3v3篮球赛冲进家门，汗湿的球衣随手扔在玄关的换鞋凳上，抓起半盒刚从冰箱拿出来的切达奶酪塞进嘴里，沾着球场草屑和泥点的手指在手机屏幕上划了两下解锁短视频APP——就在你做完这一连串动作的同一秒，超过100万亿个微小的生命体正趴在你汗湿的皮肤上、在你刚咽下去的奶酪正在穿行的肠道里、甚至在你手机的屏幕玻璃上，开着一场你永远看不见、摸不着的狂欢。

这些tiny的租客加在一起，就是你身体里的“隐形crew”，科学家把所有住在你身上的微生物（包括细菌、古菌、真菌、病毒）统称为你的微生物组（microbiome）。最早科学家估算，你身上的微生物数量比组成你身体的细胞还要多10倍，以至于曾经流行过一个说法：“你90%是微生物，只有10%是人类。”不过2016年《细胞》杂志上一项更精准的研究修正了这个数字：人体细胞总数大概是3万亿到4万亿，而微生物总数大概是3.8万亿，两者的比例差不多是$1:1$——也就是说，从细胞数量上来说，你一半是“你”，一半是你的微生物crew。哪怕按最保守的估计，你身上的微生物数量也比你的人类细胞多出1倍，相当于你每有一个属于你的细胞，就有一个属于你的微生物租客。 > 💡 电子版侧边栏：冷知识 > 100万亿是什么概念？截至2024年全球总人口大概是$8\times10^9$，你身上的微生物数量是$10^{14}$，两者相除的结果是12500——换句话说，你身上的小租客，比全世界所有活着的人加起来还多一万多倍。要是把每个微生物都按一个像素点算，它们排成一队，能从地球排到月球再排回来6次。

这些小家伙加起来有多重？大概1到2公斤，和你用来想数学题、追剧、

你刚踢完3v3篮球赛冲进家门，汗湿的球衣随手扔在玄关的换鞋凳上，抓起半盒刚从冰箱拿出来的切达奶酪塞进嘴里，沾着球场草屑和泥点的手指在手机屏幕上划了两下解锁短视频APP——就在你做完这一连串动作的同一秒，超过100万亿个微小的生命体正趴在你汗湿的皮肤上、在你刚咽下去的奶酪正在穿行的肠道里、甚至在你手机的屏幕玻璃上，开着一场你永远看不见、摸不着的狂欢。

这些tiny的租客加在一起，就是你身体里的“隐形crew”，科学家把所有住在你身上的微生物（包括细菌、古菌、真菌、病毒）统称为你的微生物组（microbiome）<`<microbiome_definition>`>。最早科学家估算，你身上的微生物数量比组成你身体的细胞还要多10倍，以至于曾经流行过一个说法：“你90%是微生物，只有10%是人类。”不过2016年《细胞》杂志上一项更精准的研究修正了这个数字：人体细胞总数大概是3万亿到4万亿，而微生物总数大概是3.8万亿，两者的比例差不多是$1:1$——也就是说，从细胞数量上来说，你一半是“你”，一半是你的微生物crew<`<microbe_count>`>[^1]。哪怕按最保守的估计，你身上的微生物数量也比你的人类细胞多出1倍，相当于你每有一个属于你的细胞，就有一个属于你的微生物租客。 > 💡 电子版侧边栏：冷知识 > 100万亿是什么概念？截至2024年全球总人口大概是$8\times10^9$，你身上的微生物数量是$10^{14}$，两者相除的结果是12500——换句话说，你身上的小租客，比全世界所有活着的人加起来还多一万多倍。要是把每个微生物都按一个像素点算，它们排成一队，能从地球排到月球再排回来6次。要是你把这些微生物全部倒出来，能装满一个1.5升的大号可乐瓶。

这些小家伙加起来有多重？大概1到2公斤，和你用来想数学题、追剧、记歌词、甚至为下周的期中考试偷偷焦虑的大脑重量几乎一模一样。这可不是科幻小说的设定，这是2019年欧洲分子生物学实验室（EMBL）通过全球17个研究中心、超过1000名志愿者的样本分析得出的结论：你每天揣在身上的这1-2公斤微生物，是你身上唯一一个重量和你的核心器官相当的“附属器官”——只不过它没有固定的形状，没有清晰的边界，甚至你照镜子的时候完全看不见它。

1.1 这些“租客”什么时候搬进来的？

你可能会好奇：我又没签租房合同，这些微生物是怎么跑到我身上的？答案比你想象的早得多——早在你还在妈妈肚子里的时候，它们就已经开始“安家”了。过去科学家一直认为子宫是无菌的，胎儿在出生之前不会接触到任何微生物，但2014年《科学·转化医学》杂志上的一项研究发现，健康孕妇的胎盘、羊水、脐带血里都存在低丰度的微生物，这些微生物和妈妈口腔、肠道里的菌群高度相似，说明你在妈妈肚子里的时候，就已经通过胎盘拿到了第一批“租房钥匙”<`<microbe_origin>`>[^3]。

不过你身上真正的“微生物大搬家”发生在出生的那一刻：如果你顺产，你会经过妈妈的产道，会沾到妈妈阴道、粪便里的菌群，这是你人生中第一批“核心租客”；如果你是剖腹产，你第一口接触的会是医生手上的菌群、医院空气里的菌群，甚至是你爸妈衣服上的菌群。研究显示，顺产宝宝的肠道菌群和妈妈的阴道菌群相似度超过70%，而剖腹产宝宝的肠道菌群和医院环境里的菌群相似度更高，这种出生时的菌群差异，甚至会影响到你几岁时候会不会得哮喘、过敏的概率<`<birth_microbiome>`>[^4]。

但这只是开始。你出生之后，喝的第一口母乳里不仅有营养，还有妈妈乳腺里分泌的益生菌和低聚糖——这些低聚糖你人类自己消化不了，但刚好是你肠道里双歧杆菌（*Bifidobacterium*）的最爱，相当于专门给这些小家伙准备的“搬家零食”。等你开始吃辅食，吃苹果、啃胡萝卜、喝酸奶的时候，你又会接触到更多来自食物、空气、你摸过的每一件东西上的微生物，它们会慢慢在你身上定居，形成属于你自己的、独一无二的微生物组。哪怕是同卵双胞胎，他们的微生物组相似度也只有30%左右，比他们的基因相似度低得多——换句话说，你的微生物组，比你的基因更像你的“生活指纹”，记录着你吃过的每一顿饭、摸过的每一只猫、甚至去过的每一个地方。

你身上的微生物可不是“临时租客”，它们已经和你的人类祖先一起演化了数百万年。2017年《自然·生态与进化》杂志上发表的一项研究对比了来自非洲、亚洲、欧洲的野生黑猩猩、大猩猩和人类的肠道菌群，发现人类和黑猩猩的肠道菌群有超过80%的物种是共有的，而人类独有的菌群变化，恰恰和人类学会用火、吃熟食、发展农业的时间节点完全吻合<`<coevolution>`>[^2]。比如1万年前人类开始驯养奶牛、制作奶酪，你肠道里现在正忙着分解奶酪里乳糖的嗜热链球菌（*Streptococcus thermophilus*），它们的祖先就是那个时候跟着奶酪一起进入你祖先的肠道，慢慢演化出能分解乳糖的能力，最后和你形成了“你帮我消化乳糖，我给你提供住所和食物”的共生关系。

1.2 破谣：所有细菌都是坏的吗？

如果你从小到大被爸妈念叨“细菌都是坏的，要勤洗手、别碰脏东西”，那你现在可以把这个说法划掉了：你身上的微生物里，真正会致病的“病原菌（pathogen）”不到1%，剩下的99%都是你的“盟友”，甚至有些是你离开它们就活不好的“共生菌（symbiont）”。

你可能会问：那为什么我吃了不干净的东西会拉肚子？为什么我会长痘、得脚气？这就像你住的社区里大部分都是好邻居，但偶尔会有几个小偷、流氓，这些致病的微生物就是混进你社区里的“坏人”，而不是所有租客都是坏的。你皮肤上的表皮葡萄球菌（*Staphylococcus epidermidis*）会分泌一种叫“抗菌肽”的物质，专门杀死会让你长疮、得肺炎的金黄色葡萄球菌（*Staphylococcus aureus*）；你肠道里的脆弱拟杆菌（*Bacteroides fragilis*）会帮你训练免疫系统，让它学会区分“有用的物质”和“有害的入侵者”——要是没有这群小家伙，你的免疫系统可能会过度敏感，一遇到花粉、尘螨就疯狂攻击，最后发展成过敏性鼻炎、哮喘，甚至自身免疫病。

反过来，如果你把“好细菌”也一起杀掉了，反而会出问题。你有没有发现，现在得过敏、哮喘的孩子比以前多了很多？除了空气污染、过敏原变多的原因，还有一个重要原因就是现在的孩子太“干净”了：家里用消毒液擦得干干净净，玩具每周消毒，自来水都是过滤过的，孩子很少接触自然环境里的微生物，导致他们的微生物组多样性特别低，免疫系统没有经过足够的“训练”，一遇到外来物质就过度反应。2008年发表在《新英格兰医学杂志》上的一项研究对比了奥地利和芬兰农村的孩子和城市的孩子，发现农村孩子家里养牲畜、经常在泥地里玩，他们的微生物组多样性比城市孩子高30%，得过敏、哮喘的概率只有城市孩子的1/5<`<hygiene_hypothesis>`>[^5]。这就是著名的“卫生假说（hygiene hypothesis）”：你身上的微生物组越丰富，你的免疫系统就越稳定，越不容易得慢性病。

> 💡 电子版侧边栏：明星菌株小档案 > 接下来我们会跟着这5个“明星租客”一起探索微生物组的秘密，它们每一个都有自己独特的超能力： > 1. 嗜热链球菌（*Streptococcus thermophilus*）：奶酪爱好者，帮你消化乳糖，是酸奶、奶酪的发酵功臣，还能帮你缓解抗生素导致的腹泻。 > 2. 脆弱拟杆菌（*Bacteroides fragilis*）：肠道里的“外交官”，帮你训练免疫系统，减少过敏和自身免疫病的风险。 > 3. 表皮葡萄球菌（*Staphylococcus epidermidis*）：皮肤上的“守卫”，分泌抗菌肽挡住致病菌，还能调节皮肤的炎症反应。 > 4. 毛囊螨（*Demodex folliculorum*）：睫毛上的“小房客”，帮你清理死皮细胞，出油多的时候才会捣乱。 > 5. T4噬菌体：肠道里的“细菌杀手”，专门吃致病的大肠杆菌，是天然的“微型抗生素”。

1.3 微生物组的三大核心街区

为了方便你认识这群隐形crew，我们可以把整个微生物组分成三个最核心的“街区”，每一个街区都有自己的居民、自己的规则，甚至自己的小冲突： ```mermaid graph TD A[微生物组三大核心街区] --> B[肠道街区：占微生物总数70%-80%] A --> C[皮肤街区：占微生物总数10%-20%] A --> D[其他黏膜街区：占微生物总数5%-10%（口腔、鼻腔、生殖道等）] B --> B1[核心功能：消化食物、合成维生素、调节免疫、影响情绪] B --> B2[明星居民：嗜热链球菌、脆弱拟杆菌、双歧杆菌、T4噬菌体] C --> C1[核心功能：维持皮肤屏障、防御致病菌、调节皮肤炎症] C --> C2[明星居民：表皮葡萄球菌、痤疮丙酸杆菌、马拉色菌、毛囊螨] D --> D1[核心功能：局部防御、维持黏膜微生态平衡] D --> D2[明星居民：口腔链球菌、鼻腔葡萄球菌、阴道乳酸杆菌] ```

1.3.1 肠道：你身体里最大的微生物城市

肠道是你身上微生物最密集的地方，每克粪便里的微生物数量就超过$10^{11}$个，整个肠道的微生物总数占了整个人体微生物的70%-80%，相当于你身体里最大的“微生物城市”。这座城市的居民主要以细菌为主，其中厚壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门（Bacteroidetes）占了90%以上，剩下的10%是放线菌门、变形菌门、古菌、真菌和病毒。

你可能会问：肠道里这么多微生物，会不会把我的肠道撑破？当然不会——你的肠道内壁有数百万个微小的绒毛，每一个绒毛的表面都有无数的微生物附着，它们就像住在你肠道内壁上的“小贴纸”，不会随便乱跑，也不会穿过肠道壁跑到你的血液里。只有当你的肠道屏障受损的时候（比如你长期吃辣、熬夜、压力大，肠道通透性增加，也就是常说的“肠漏”），这些微生物才会跑到血液里，引发炎症。

肠道菌群最核心的功能是帮你消化食物：人类自己只能消化蛋白质、脂肪、碳水化合物这些大分子物质，但你吃下去的膳食纤维、抗性淀粉这些人类消化酶分解不了的物质，全靠肠道菌群帮你分解。分解之后产生的短链脂肪酸（比如乙酸、丙酸、丁酸），不仅能给肠道细胞供能，还能穿过血脑屏障，影响你的大脑功能——90%的血清素（也就是让你快乐的“快乐激素”）是在肠道里产生的，而肠道菌群的代谢物能直接影响血清素的合成量。这就是为什么你紧张的时候会拉肚子，为什么你肠道不舒服的时候会心情烦躁，甚至为什么有些抑郁症患者的肠道菌群和健康人不一样——你的肠道和大脑之间有一条 constantly 互动的“肠脑轴（gut-brain axis）”，而微生物组就是这条轴上的核心“信使”。 ```mermaid graph LR A[你吃下食物] --> B[人类消化酶分解蛋白质、脂肪、碳水化合物] B --> C[剩余膳食纤维、抗性淀粉等无法被人类消化的物质] C --> D[肠道菌群分解这些物质] D --> E[产生短链脂肪酸、维生素K、B族维生素] E --> F[给肠道细胞供能、穿过血脑屏障影响情绪、调节免疫力] ```

1.3.2 皮肤：你身体最外层的微生物防护墙

你的皮肤是身体最大的器官，表面积大概有1.5-2平方米，相当于一张小桌子的大小，而皮肤上的微生物总数大概是1万亿，占了整个人体微生物的10%-20%。不过和肠道不一样，皮肤上的微生物分布特别不均匀：你T区、后背、头皮这些出油多的地方，微生物数量是干燥的胳膊、腿上的10倍以上，因为皮脂是这些微生物的主要食物。

皮肤菌群的核心功能是帮你维持皮肤屏障：你皮肤表面的皮脂膜、角质层是你身体的第一道防线，而皮肤上的微生物会和这些屏障一起工作，挡住外来的致病菌、过敏原。比如你刚才打完球，汗湿的皮肤上沾了很多球场上的细菌、灰尘，你皮肤上的表皮葡萄球菌会分泌抗菌肽，把这些外来细菌杀死，不让它们钻进你的毛孔里引发感染。

你可能会问：那为什么我会长痘？其实长痘不是你皮肤上有“坏细菌”，而是你的皮肤菌群失衡了。正常情况下，你毛囊里的痤疮丙酸杆菌（*Cutibacterium acnes*）会帮你分解皮脂，维持皮肤的水油平衡，但当你熬夜、吃太多糖、出油太多的时候，毛囊里的皮脂堵住毛孔，痤疮丙酸杆菌会大量繁殖，引发炎症，最后就长出了痘痘。换句话说，痤疮丙酸杆菌本身不是“坏人”，只是你给它提供了太多食物，让它“胖”得开始捣乱了。 > 💡 电子版侧边栏：为什么你后背的痘和脸上的痘原因不一样？ > 很多人脸上长痘用治脸的药没用，后背的痘却好得快，其实是因为两个地方的菌群不一样：脸上的痘大多是痤疮丙酸杆菌（细菌）引发的，而后背的痘大多是马拉色菌（真菌）引发的，因为后背出油多

> 💡 电子版侧边栏：为什么你后背的痘和脸上的痘原因不一样？ > 很多人脸上长痘用治脸的药没用，后背的痘却好得快，其实是因为两个地方的菌群不一样：脸上的痘大多是痤疮丙酸杆菌（*Cutibacterium acnes*，一种细菌）引发的，而后背的痘大多是马拉色菌（*Malassezia*，一种真菌）引发的，因为后背的皮脂腺比脸部更发达，出油更多，而马拉色菌刚好以皮脂为食，在油脂充足的环境里繁殖速度是细菌的3倍。治痘的抗生素大多只杀细菌，对真菌完全没用，所以后背的痘才会好得慢——下次再长痘，先看看长在哪里，再选对药，别乱涂抗生素哦。

That’s not even the weirdest resident on your skin. Meet *Demodex folliculorum*, the eyelash mite: your star eyelash roommate we introduced earlier. These tiny arachnids (yes, they’re distantly related to spiders) are only 0.3 to 0.4 millimeters long, completely invisible to the naked eye, and 100% of adult humans have them living in the hair follicles of their eyelashes, eyebrows, and even the oil glands on their nose. They spend the day curled up inside your follicles, sleeping, and come out at night to crawl across your skin surface, munching on the dead skin cells and excess sebum you produce. Think of them as your skin’s free, tiny cleaning crew: under normal conditions, they cause zero problems, and might even help keep your pores unclogged by eating up excess dead skin. > 💡 电子版侧边栏：毛囊螨冷知识 > 如果你熬夜、吃太多高糖高油食物、或者卸妆不干净，你毛囊里的皮脂和死皮细胞会变多，给毛囊螨提供了充足的“自助餐”，它们就会大量繁殖。当数量超过每根睫毛5只的时候，它们可能会带着细菌钻进毛囊里，引发炎症，导致你睫毛脱落、眼睛痒、毛孔粗大，甚至酒糟鼻。下次你揉眼睛觉得痒的时候，说不定就是这些小房客在开派对哦。

Your skin’s microbiome isn’t just limited to your face and eyelashes, though. The soles of your feet, your armpits, and even the creases behind your ears host their own unique communities of microbes, adapted to the specific conditions of those spots. The reason your feet stink after a long day of basketball isn’t that your feet are “dirty” – it’s that the sweaty, dark, warm environment of your shoes is the perfect breeding ground for bacteria like *Staphylococcus hominis*. These bacteria break down the proteins in your sweat into small molecules like isovaleric acid, which smells like rotten eggs. The more you sweat, the more food these bacteria have, the