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这是一篇题为是“我包含了很多:我们身体内的微生物和宏大的人生观” 文章的摘录,将在8月9日出版在Ecco 上,出版商哈珀柯林斯(HarperCollins)的出版说明。

加利福尼亚大学食品健康学院 戴维斯(Davis)是一个外观酷似漂亮的托斯卡纳别墅一样的地方。这个赤陶墙的建筑看上去像一个的大的葡萄园和一个长满夏季蔬菜的花圃。这个学院是由化学家布鲁斯.杰门(Bruce German)领导的。而且如果在牛奶研究方面有谁能享誉世界的赞美,他绝对当之无愧。我们第一次相遇,他花了半个小时的时间一直在说着关于这个主题的话,然后边说着边在健身球上运动,揉捏着破碎的泡沫包装纸。他说,牛奶是非常棒的营养物质,是一个值得被标榜的超级食物。而这不是普遍观点。与其动物体内流动物质——血,唾液甚至是尿液比,关于牛奶的科学出版物很少。乳品产业斥巨资从奶牛身上挤牛奶,但是却少有人了解这白色液体。医疗资金机构通常会因与医疗无关而驳回关于牛奶的提案。杰门说这是因为与中年白人常发疾病毫无关系。而且营养学家把牛奶视作一个含糖和脂肪的简单饮品,而且还可以轻易地就被配方乳品所取代。“人们说牛奶就是一包化学物品”。杰门告诉我:“绝非如此”。

第 1 段(可获 2 积分)

乳汁是一种哺乳动物的身上的创新产品,在鸭嘴兽,穿山甲,人类和河马身上都很常见。它的成分根据每个物种的自身需要而改变。人乳是个特别的奇迹。每个哺乳动物雌性的身体会产生复杂的糖叫做低聚糖,但是人类母亲身体因为某种原因会大量生成一种特殊物质:迄今为止,科学家已经在人乳中检测出超过200多种低聚糖或是H.M.O.。他们是人乳中继乳糖脂肪之后最多的成分。而且他们的结构使得其成为婴儿成长时丰富的能量来源。但是婴儿不能消化它们。当杰门首先发现了这一点时,目瞪口呆。如果它们明显对婴儿成长没有用,那为什么一个母亲要花费那么大的能量来生成这些复杂的化学物质?为什么自然选择没有淘汰掉这样的废物呢?这儿有个线索:H.M.O.通过胃和小肠时无害,最后在大肠停留,而大肠里堆积了身体中最多的细菌。如果它们根本就不是婴儿的食物呢?如果它们是微生物的食物呢?

第 2 段(可获 2 积分)

这个想法可以追溯到20世纪初, 当两个不同组的科学家发现, 他们所不知道的是密切相关的。在一个营地, 儿科医生发现一种被称为双歧杆菌的微生物 (“BIFS,”他们的朋友) 在母乳喂养的婴儿中比用奶瓶喂养的婴儿中更常见. 他们认为,母乳一定包含了某些滋养细菌的物质—这些物质后来的科学家称为双歧因子.与此同时,化学家发现母乳中含有牛奶中不包含的碳水化合物­, 碳水化合物会逐渐分解成为它的组成成分,包括一些寡糖.这两个平行的发现在1954相遇了,这多亏了 Richard Kuhn (化学家,奥地利人,诺贝尔奖得主)和 Paul Gyorgy (儿科医生,匈牙利出生的美国人,母乳倡导者)的合作. 他们一起证实了神秘的双歧因子和 牛奶中低聚糖是相同的—而且他们会滋养肠道微生物。

第 3 段(可获 2 积分)

到了十九世纪90年代, 科学家发现在牛奶中有超过一百种h.m.o.s, 他们了解的只有少数. 没有人知道他们中的大多数是什么样子以及它们喂养的是何种细菌. 知道的只是他们都同样滋养Bifs, 但是德国人并不满足于此. 他想确切地知道那些食客是谁、他们的食物是什么。为了做到这一点,他从历史中得到了一个线索 并且组建了一个化学家, 微生物学家, 和食品科学家团队. 他们一起确定了所有的h.m.o.s, 把他们从牛奶中分离出来, 并用它们来滋养细菌. 让研究者懊恼的是,没有菌生长.

第 4 段(可获 2 积分)

这个问题很快就清楚了:H.M.O.不是 Bifs的通用食物。2006年,研究小组发现,糖选择性地滋养一个亚种,婴儿双歧杆菌。只要你提供H.M.O.给婴儿双歧杆菌,它将会比任何其他肠道细菌生长的快。另一个密切相关的亚种,长双歧杆菌,在相同的糖上生长得较慢。而益生菌酸奶的固定成份——动物双歧杆菌则根本不成长。另一种益生菌支柱,两歧双歧杆菌稍微好一点,但是这是一个挑剔、杂乱的食客,它能分解一些 H.M.O.、吸收一些它喜欢的碎片。与之形成对比的是婴儿双歧杆菌,婴儿双歧杆菌可利用一个三十个基因组成的基因簇将每一粒面包屑吃干抹净,这个基因簇正如一整套用于食用H.M.O.的餐具。其他的Bif没有这个基因簇:这是婴儿双歧杆菌独有的。母乳已经演化到可以滋养微生物了,同时婴儿双歧杆菌也已演化到能完善利用H.M.O了。因此,毫不奇怪,它能在母乳喂养的婴儿的肠道中成为优势菌群。

第 5 段(可获 2 积分)

婴儿双歧杆菌是值得存在的,因为它能消化 H.M.O.s,它会释放出短链脂肪酸,喂养婴儿的肠道细胞。 通过直接接触,婴儿双歧杆菌还促进肠道细胞产生粘附蛋白使之粘附,使微生物不进入血流,使­抗炎分子调整免疫系统。这些变化只发生在婴儿双歧杆菌以 H.M.O.s为食的情况下;如果它以乳糖为食,它能生存但不参与任何婴儿的细胞应答反应。换句话说,只要母乳喂养时有益微生物的作用才能发挥,同样的,对于一个孩子,要获得牛奶所能提供的全部益处,她肠道里必须有婴儿双歧杆菌,因为这个原因,David Mills,一个和德国人共事的微生物学家,把婴儿双歧杆菌看做牛奶的一部分, 尽管它不是通过乳房产生的。

第 6 段(可获 2 积分)

人奶优胜于其他哺乳类动物的奶的原因未能明确。与牛奶相比,人奶中 H.M.O.s的种类是其5倍,数量更是数百倍。即使是黑猩猩的奶也远不及人奶。Mills认为导致这种差别有许多原因。其中一种是由于我们的大脑。作为灵长类动物的我们,大脑显著大,而且在第一年中以惊人的速度在生长。这种生长部分是依赖于一种营养物质,叫唾液酸。这种物质也可以由双歧杆菌在吃了 H.M.O.s所分泌出来。由此推测,如果能使这种细菌喂养良好的话,母亲就能孕育出更聪明的孩子。这样可能能够解释,在猴子和猿之间,为什么社会化的种群比孤立的种群的奶有更多的奶寡糖,寡糖的种类也更多,这些以待于激活。在一个大的种群生长需要铭记更多的社会关系,掌握更多的友谊,操纵更多的竞争对手。许多科学家相信这些需求促使灵长类动物的智力进化。也许这也促进了H.M.O.s的多样性。

第 7 段(可获 2 积分)

另一种观点涉及到疾病。在一个群体中,病原体可以很容易地从一个主体上反弹到另一个上面,因此,动物们需要找到更好的方法去保护自己。H.M.O.s提供这样的防御机制。当病原体感染到肠道时,它通常是从附着到聚糖开始,这是一种糖分子,生长在肠壁细胞的表面。但H.M.O.s与这些聚糖有惊人的相似之处,因此病原体有时也会附着在它们上面。它们充当诱饵,将病毒从婴儿自身细胞上带离。它们可以阻止一系列的肠道病菌,包括沙门氏菌;李斯特氏菌;霍乱弧菌,霍乱背后的罪魁祸首;空场弯曲杆菌,细菌性腹泻最常见的病因;痢疾内变形虫,一种贪婪的变形虫,引起痢疾造成每年数十万人的死亡;以及许多剧毒的大肠杆菌菌株。H.M.O.s甚至可能可以阻止艾滋病毒,这也许可以解释为什么超过半数母体感染的婴儿在母乳喂养后未感染,但吸食牛奶几个月后却感染了病毒。每一次科学家将病菌放到含有H.M.O.s的培养细胞中使之对抗,细胞都笑到了最后。

第 8 段(可获 2 积分)

食品健康研究院已经在它的仿托斯卡纳建筑中建立起了令人印象深刻的牛奶加工设备。在主实验室中,Mills与食品科学家Daniela Barile负责实验,这里有2个巨大的钢桶储存牛奶,巴氏消毒器看起来像一台意大利浓缩咖啡机,还有其他一些设备用来过滤牛奶并将其按成分进行分解。在我参观的时候,数百只空的白色水桶堆放在附近的架子上。Barlie告诉我,“它们通常都是装满的”。那些被装满的桶储藏在一个巨大的冷藏库中,那里的温度可以冷却到令人体很不舒服的华氏零下25.6度。在附件的一条长凳上,摆放着一排雨靴(Barlie说,“当我们工作时,这里到处都是牛奶”),一个凿冰锤(“门总是不能关严”),以及一个不知道用处的切片机(具体用途我没有询问)。我们将头伸进冷藏库。白色水桶排列在托盘和架子上,这些桶中储藏着约六百加仑的牛奶。这些奶中的大部分是牛奶场捐赠的牛奶,但同时也有一笔惊人的数量来自人类。Mill说,“很多女性会挤奶并将其储存,但是一旦她们的小孩断奶,她们会想这些剩余的奶有什么用途呢?因此当他们听说我们时将其捐赠给了我们。我们获得了八十公升的捐赠,收集了两年多,是很偶然的机会在斯坦福大学听到有人问“我有这些奶,你们需要吗?”是的,他们需要。他们需要所有可收集的奶。

第 9 段(可获 2 积分)

在研究院向东大约20英里,加州戴维斯大学一个名叫Mark Underwood的儿科医生正在将德国人和其团队的研究发现用于实际使用中。Underwood负责医院的新生儿重症监护病房,这里最多可同时容纳48个早产婴儿。最早的婴儿在23周的时候就出生了;最轻的婴儿的重量刚过1磅。他们通常是通过剖腹产出生,使用抗生素,并放在一个极度净化的环境中。在没有通常的开创性的微生物下,他们在一个非常奇怪的微生物作用下成长:低水平的Bifs和高水平的机会致病菌生活在其中。早产儿是微生物失衡或失调的产物,他们内部奇怪的组织常常让他们处在被称为坏死性小肠结肠炎这种致命的肠道环境的危险中。许多医生尝试通过给予新生儿补充益生菌的方式防御NEC,且已经有了一些成功案例。但是在和德国人和Mills交流过后,Underwood认为通过给婴儿补充双歧杆菌和母乳混合物的效果更好。他告诉我,你喂养这些虫子的食物就如同这些虫子本身一样重要,因为食物可以帮助其成长并占据一个相当充满敌意的环境。如果这个治疗方案有效,那么母乳就可以用于喂养早产儿,就像喂养足月儿一样,滋养幼儿和细菌、婴儿和婴儿菌,为他们未来的生活做好准备。

版权 © 2016 by Ed Yong. 经出版商授权后转载。

第 10 段(可获 2 积分)

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