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皮肤上的守护神——皮肤菌群

发布时间:2018/09/11    浏览:1313次    编辑:广东新日生物科技有限公司

皮肤是人体最大的器官,皮肤也是机体与环境接触的主要界面,也是无数微生物的家园。2007年,一项发表在《PNAS》上的文章首次报道了科学家对生活在人体皮肤上的细菌的详细调查结果,研究人员在人体皮肤上一共识别了182种不同的细菌滋生。有些细菌常年存活在人的皮肤上,约占总数的54.4%,主要为丙酸杆菌、棒状杆菌、葡萄球菌和链球菌等,而有些细菌则是偶尔造访一下我们的皮肤。


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最近的一项研究发现,尽管经常遭受外界扰动,比如经常接触其他人、衣服和环境,但是每个人并没有从环境中获得流行的微生物,相反保持各自独特的微生物特征,在一段时间后保持相对稳定。然而,皮肤微生物群落的稳定性在不同个体之间以及微生物物种之间表现出明显的差异。


皮肤的不同部位微生物的种类也不尽相同。腋窝和额头上微生物的数量很多,可种类相对较少;相反,手掌和前臂上的微生物相对较少,但种类非常丰富。女人和男人手掌的微生物也明显不同,同时研究也发现生活在我们左手上的微生物和右手上的微生物也有明显不同。其实,人类手掌皮肤上的微生物远比我们想象的复杂,手掌上的微生物也易于在触摸物体的过程中转移到物体表面。2010年,美国一研究团队在研究皮肤微生物的过程中发现,电脑键盘上遗留的皮肤微生物群落与使用者指尖的皮肤微生物群落之间存在极高的相似性,同时电脑鼠标上遗留的皮肤微生物群落与使用者手掌的微生物存在很大的相似性,而与非使用者的差异很大。该项研究也首次证明了人类皮肤微生物组的群落结构在不同个体间存在显著差异,且在个体内又存在较强的稳定性,意味着我们每个人可能有一个独特的微生物指纹,这一发现也为法医学鉴定提供了新的可能发展方向。在该研究成果发表后不久,美剧《犯罪现场调查之迈阿密篇》就加入了一个使用微生物取样鉴定的情节。但是,这些研究还很基础,若要在法庭上站稳脚跟还需要更加深入的研究。


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我们皮肤上的微生物大多是无害的,有的甚至还有益健康。不过也有一些微生物与皮肤疾病有关,比如痤疮、银屑病和湿疹。也有很多研究报道,皮肤微生物菌群的变化影响着我们的健康。


皮肤微生物组能够显著影响机体的免疫力,皮肤共生菌能够与皮肤内的免疫系统进行互作,进而引起相应的免疫应答。2012年,美国国立卫生研究院的研究人员将人体皮肤共生微生物表皮葡萄球菌移植到无菌小鼠身上,小鼠定植这种微生物以后皮肤中的免疫细胞能够产生一种防止有害微生物感染的细胞信号分子。研究人员随后用一种寄生虫感染未移植和移植了表皮葡萄球菌的无菌小鼠,结果发现未移植的无菌小鼠不能产生有效的免疫反应来抵抗寄生虫的感染。这一结果表明表皮葡萄球菌能够在不引起炎症的情况下增强机体对特定病原体的免疫力,生活在皮肤上的细菌可能有助于保护人体免受感染。

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加州大学洛杉矶分校的研究人员以痤疮(也就是俗称的青春痘)作为疾病模型,研究了皮肤上的微生物群对宿主代谢的影响。研究发现,痤疮患者皮肤微生物群的转录谱与健康人群有明显差别,痤疮病人皮肤上的痤疮丙酸杆菌的维生素B12生物合成通路显著下调。研究人员预示假设宿主的维生素B12调节皮肤微生物群的活性,与痤疮发生有关。为了验证这一假设,研究人员分析了健康受试者补充微生物B12以后的皮肤菌群,结果表明,微生物B12的补充改变了皮肤微生物群的转录谱,抑制了痤疮丙酸杆菌中微生物B12生物合成相关基因的表达。服用微生物B12一周后,部分受试者也出现了痤疮。这些研究说明改变人脸上的皮肤菌群,影响细菌的基因活性,可能引发痤疮。


特应性皮炎被视为湿疹中最难治的一种,研究人员通过动物实验发现皮肤上金黄色葡萄球菌异常增殖,打破正常的菌群平衡,就会导致特应性皮炎的发生。研究人员通过基因操作培育出患上特应性皮炎的实验鼠,发现实验鼠出生后2-3周皮肤细菌还富有多样性,但是出生4周后,就开始大量检测出金黄色葡萄球菌,最终,金黄色葡萄球菌和棒状杆菌占据了皮肤表面细菌的大部分。让患有特应性皮炎的实验鼠服用对金黄色葡萄球菌有效的抗生素之后,皮肤菌群像正常实验鼠一样出现多样化,炎症消失,但是停止服用抗生素两周后又出现特应性皮炎。

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头皮屑是一种常见的头皮病症,全世界近50%的人正遭遇头皮屑的困扰。健康的头皮生态环境存在三大平衡:油脂平衡,菌群平衡和代谢平衡。当头皮油脂分泌失衡,头皮就会变得油腻;当头皮菌群失衡时,大量有害菌滋生,出现头痒;而头皮角质层代谢过快,则脱落形成头皮屑。最近,研究人员发现,头皮屑的严重程度与头皮上的微生物密切相关。头皮上最丰富的细菌物种是丙酸杆菌和葡萄球菌,这两个物种彼此相互抑制,对健康的头皮微环境产生巨大影响。当有头皮屑存在时,附近头皮的丙酸杆菌数量会下降而葡萄球菌数量会上升。因此,通过调节头皮上的细菌平衡,特别是加强丙酸杆菌,抑制葡萄球菌可能成为减少头皮屑的解决方案。


皮肤表面的细菌在体味的产生过程中也起着非常重要的作用。事实上,如果没有细菌,人体分泌的汗液对于人鼻子而言是无味的,因此皮肤上的微生物群落在产生每个人特异性的体味上发挥着关键性作用。皮肤微生物代谢人体分泌的汗液产生不同的可挥发性的有机化合物也决定了对蚊子不同的吸引力(这也许就是所谓的臭味相投)。不同的蚊子会喜欢身体不同的部位,因为皮肤不同部位微生物组成不一样,产生的气味分子也不尽相同。冈比亚疟蚊是在疟疾传染中发挥重要作用,吸引它们的气味不是来自我们的腋窝,而是来自手和脚。荷兰瓦格宁根大学的一研究小组收集了48名男性志愿者左脚的气味,然后让冈比亚疟蚊进行选择。结果发现,对蚊子吸引力强的志愿者,左脚皮肤表面细菌种类少,而且比较相似,主要包括纤毛菌、放线菌、葡萄酒菌和戴尔福特菌;而不易吸引蚊子的志愿者左脚皮肤表面细菌种类繁多,包括多种贪噬菌。蚊子叮咬不仅令人瘙痒,还易传播疾病,了解蚊子喜好与皮肤细菌之间的关系看来对于健康以及预防一些疾病的传播具有重要意义。

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皮肤菌群与我们的健康息息相关,随着研究的继续,一定会有更多更有意思的结果被发现。为了我们的健康,善待我们的皮肤,虽然有研究表明皮肤菌群在一段时间内能保持相对稳定,但是抗菌香皂,抗菌洗手液,抗菌毛巾的长期使用也可能造成不可挽回的后果。


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