每個(gè)人的皮膚都有一個(gè)一起的微生物群——既或許協(xié)助抵擋感染，也或許讓皮膚更軟弱。
前些年，Jack Gilbert和他的團(tuán)隊(duì)拿著棉簽抵達(dá)美國芝加哥一所十層高的新醫(yī)院，此刻間隔該醫(yī)院開業(yè)還有兩個(gè)月。
他們?cè)?0間看起來空無一物的病房和2個(gè)護(hù)理站內(nèi)的床欄、地板和其他外表收集樣本，檢測(cè)那些現(xiàn)已提前入駐的微生物。醫(yī)院開業(yè)后，研討小組又屢次回來，從患者的手部、腋下和其他身體部位進(jìn)行采樣，頻率為每天一次。
Jack Gilbert研討微生物在皮膚和環(huán)境之間的移動(dòng)。
經(jīng)過整整一年的采樣作業(yè)后，芝加哥大學(xué)的微生物學(xué)家Gilbert取得了滿足充沛的信息，對(duì)醫(yī)院環(huán)境中微生物如安在環(huán)境和人體皮膚之間移動(dòng)有了必定的概念。
患者一走進(jìn)醫(yī)院，寄生在他們皮膚上的微生物便開端“強(qiáng)占”醫(yī)院的各種外表，這些微生物包含葡萄球菌屬和鏈球菌屬的細(xì)菌。但這都在Gilbert的意料之內(nèi)，究竟人體外表均勻每小時(shí)會(huì)掉落大約3700萬個(gè)細(xì)菌和700萬個(gè)真菌。
更有意思的是，這些微生物群落會(huì)跟著患者的往來不斷而發(fā)生改動(dòng)。每個(gè)人的皮膚都帶著一種一起的微生物組合，也被稱為微生物群，而這些微生物群的基因組被統(tǒng)稱為微生物組。
從住院的第一天開端，患者就會(huì)感染上前一位患者留下的各種微生物。但很快，患者自己的微生物就會(huì)處處都是。Gilbert說：“前一位患者的微生物組標(biāo)記在24小時(shí)內(nèi)就會(huì)在病房里消失殆盡，也會(huì)重新患者的皮膚上完全消失。”
這些研討發(fā)現(xiàn)有助于進(jìn)一步了解細(xì)菌、真菌和病毒群落如安在皮膚上構(gòu)成，以及它們對(duì)健康的潛在影響，特別是在醫(yī)院中，由于醫(yī)院的耐藥菌正成為日益嚴(yán)峻的問題。
曩昔十年中，研討人員對(duì)皮膚上成長的微生物類型進(jìn)行了表征，并調(diào)查了這些微生物怎么從生命前期就在人體定殖。
研討人員將特定微生物物種與感染以及濕疹和尋常痤瘡等皮膚病聯(lián)絡(luò)起來，但這種聯(lián)絡(luò)或許不僅是簡(jiǎn)略的相關(guān)，由于皮膚上的定殖微生物或許一起具有導(dǎo)致皮膚呈現(xiàn)問題和避免皮膚呈現(xiàn)問題的功用。
這些令人興奮的發(fā)現(xiàn)讓人想到了一種新一代療法——經(jīng)過調(diào)整皮膚微生物群來改進(jìn)健康。
盡管研討并未給出決定性依據(jù)，但許多老牌化妝品公司和新秀正紛繁招募科學(xué)參謀，研制具有攝生美容成效的微生物特異性產(chǎn)品。
可是，許多皮膚研討人員提出應(yīng)對(duì)此持謹(jǐn)慎態(tài)度。美國國立人類基因組研討所的遺傳學(xué)家Julie Segre說：“我以為長時(shí)刻來看是有潛力的?！笨墒牵霸蹅冞€在起步階段?！?nbsp;
微生物觸摸
皮膚外表掩蓋了很多的微生物。但Segre表明，對(duì)皮膚微生物群的研討顯著落后于對(duì)腸道菌群的研討。其間有一部分是前史原因，一開端對(duì)微生物群的研討首要重視的是腸道，由于腸道是人體微生物群落的最大旅居地，對(duì)營養(yǎng)、消化和免疫功用都具有潛在影響。
皮膚不僅是人體抵擋病原體的第一道防地，仍是通往免疫體系的重要通道。對(duì)皮膚微生物群的研討正在迎頭趕上。迄今為止，大多數(shù)研討首要重視的是皮膚上存在哪些微生物品種，以及這些微生物群落的構(gòu)成進(jìn)程。
經(jīng)過下一代基因組測(cè)序技能，科學(xué)家現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)了在皮膚表皮寄生的數(shù)百種微生物以及它們所屬的幾個(gè)首要屬類。科學(xué)家還在皮膚的真皮層中發(fā)現(xiàn)了微生物，這一發(fā)現(xiàn)對(duì)長時(shí)刻以來以為真皮層無菌且不受細(xì)菌感染的理論提出了應(yīng)戰(zhàn)。
在人類皮膚中發(fā)現(xiàn)了金黃色葡萄球菌Staphylococcus aureus（圖中赤色和黃色）。
不同人體部位的微生物群落構(gòu)成也存在差異。研討人員經(jīng)過pH值、水分含量和溫度這些要素界說了四大根本環(huán)境。丙酸桿菌屬（Propionibacterium）占有了較為油膩的區(qū)域，如前額。
而在肘部褶皺等水分含量高的區(qū)域，丙酸桿菌屬相對(duì)較少，而以葡萄球菌屬（Staphylococcus）一類的微生物居多。葡萄球菌屬還占據(jù)了人類足部。
人體上下簡(jiǎn)直布滿了真菌（以馬拉色菌屬（Malassezia）為主），但在臉部和背部這些油膩區(qū)域最為常見。毛囊的營養(yǎng)足夠，特別合適真菌和細(xì)菌的成長。
盡管這些區(qū)域性改動(dòng)不會(huì)因人而異，但Gilbert經(jīng)過其醫(yī)院調(diào)查供認(rèn)，每個(gè)人皮膚上的微生物群都很一起，經(jīng)過任何皮膚部位的拭子采樣就能進(jìn)行辨認(rèn)。
和腸道菌群相同，皮膚微生物群的構(gòu)成不會(huì)隨時(shí)刻推移而發(fā)生改動(dòng)。就皮膚而言，這或許是由于皮屑掉落后，真皮層的微生物能起到彌補(bǔ)外表微生物群的效果。
在兩年左右的時(shí)刻里，Segre及搭檔對(duì)12個(gè)人的17處身體皮膚的微生物群進(jìn)行了重復(fù)采樣。研討發(fā)現(xiàn)，皮膚上充滿了各種暫居微生物，以足部尤甚。但首要類型簡(jiǎn)直很少改動(dòng)。
美國杰克遜試驗(yàn)室的微生物遺傳學(xué)家Julia Oh與Segre一起參加了這項(xiàng)研討，她說：“盡管皮膚是人體露出面積最大的器官，會(huì)不斷觸摸液體、乳霜、物體、不同的人和環(huán)境，但它一向較為安穩(wěn)?！?/p>
微生物群的這種安穩(wěn)性關(guān)于藥物發(fā)現(xiàn)具有重要意義。Oh曾與協(xié)作者將小鼠浸在“很多人類皮膚微生物”中，每周3次，總共30周，成果發(fā)現(xiàn)這些微生物很少定殖在小鼠皮膚上。但只需小鼠的皮膚呈現(xiàn)創(chuàng)傷，人類皮膚微生物就會(huì)很快侵入。
這些成果沒有宣布，并且Oh也供認(rèn)，在小鼠之間或人與人之間，這種微生物搬運(yùn)的狀況或許稍有不同。Oh表明，假如只要?jiǎng)澠票砥硬鸥筛膭?dòng)皮膚的微生物群，往后的療法或許需求損壞皮膚才干發(fā)生效果。
一個(gè)人開端的幾個(gè)月或幾年似乎是對(duì)皮膚微生物群至關(guān)重要的一個(gè)時(shí)點(diǎn)。
在研討皮膚微生物群與免疫體系相互效果的第一批研討中，加州大學(xué)舊金山分校的皮膚科醫(yī)師Tiffany Scharschmidt發(fā)現(xiàn)，假如在小鼠出世后不久，就讓人體常見的皮膚細(xì)菌表皮葡萄球菌（Staphylococcus epidermidis） ， 定殖在小鼠皮膚上，那么小鼠成年后就會(huì)具有抵擋表葡菌侵入的才干。
即便將表葡菌栽培在小鼠皮膚創(chuàng)口上也不會(huì)引起免疫體系呼應(yīng)。盡管表葡菌并非肯定致病菌，但有時(shí)或許會(huì)導(dǎo)致感染。
Scharschmidt表明，倘若小鼠在成年后才初次觸摸到表葡菌，它們的免疫體系會(huì)當(dāng)即發(fā)動(dòng)炎癥呼應(yīng)，而這會(huì)阻止創(chuàng)傷愈合。這說明讓小鼠在生命前期階段露出在往后一向會(huì)遇到的微生物中是有利的。
關(guān)于人類而言，生命開端幾年也或許是黃金干涉期，可以經(jīng)過在皮膚上栽培重要微生物，或營建一個(gè)合適有利微生物群成長的環(huán)境進(jìn)行干涉。Scharschmidt說：“這說明存在一個(gè)與皮膚細(xì)菌樹立健康聯(lián)絡(luò)的時(shí)機(jī)窗口?！痹谶@個(gè)關(guān)鍵時(shí)期，“咱們不應(yīng)該約束身體與健康微生物的觸摸。”
濕疹微生物
2009年，研討人員開端解密皮膚微生物群的生態(tài)學(xué)。加州大學(xué)圣迭戈分校的免疫學(xué)家、皮膚科醫(yī)師Richard Gallo及其團(tuán)隊(duì)宣布了一項(xiàng)標(biāo)志性研討，指出了潛在的皮膚炎癥療法。他們發(fā)現(xiàn)，表葡菌在人類皮膚體外細(xì)胞試驗(yàn)和小鼠皮膚中都會(huì)發(fā)生一種按捺炎癥的物質(zhì)。
從那以后，Gallo的團(tuán)隊(duì)現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)了至少14種能發(fā)生抗菌化合物的表葡菌菌株，抗菌化合物能殺死引發(fā)炎癥的微生物。部分抗菌化合物還能按捺金黃色葡萄球菌的成長，金葡菌是一類能導(dǎo)致嚴(yán)峻感染的葡萄球菌。某些特定的金葡菌菌株，如耐甲氧西林金葡菌現(xiàn)已能耐受多種抗生素。
發(fā)現(xiàn)葡萄球菌屬的菌種具有防護(hù)性效果，關(guān)于特應(yīng)性皮炎（最常見的濕疹類型）的醫(yī)治，乃至防備具有重要意義。
特應(yīng)性皮炎困擾著全美逾1800萬人以及工業(yè)化國家30%的兒童，會(huì)形成瘙癢和紅斑，影響日子質(zhì)量，添加感染危險(xiǎn)。濕疹還被以為含有細(xì)菌成分：呈現(xiàn)紅斑區(qū)域的金葡菌數(shù)量會(huì)添加，而皮膚微生物群的全體多樣性則會(huì)下降。患有較嚴(yán)峻的濕疹的人，其皮膚上的金葡菌數(shù)量的增加幅度更大。
毛囊中的細(xì)菌（粉色）和酵母（青色）
在某種程度上，金葡菌數(shù)量增加或許是加重濕疹發(fā)生的原因之一。
2017年，Segre與美國國立癌癥研討所的Heidi Kong以及他們的搭檔從18名濕疹和非濕疹兒童的皮膚上別離出了金葡菌。研討團(tuán)隊(duì)讓這兩組金葡菌定殖在健康小鼠的身上。成果顯現(xiàn)，栽培了來自濕疹兒童的金葡菌的小鼠，會(huì)呈現(xiàn)相似濕疹的炎癥以及皮膚增厚的現(xiàn)象。
假如金葡菌可以導(dǎo)致濕疹發(fā)生，那么抗擊金葡菌或有助于醫(yī)治濕疹。Gallo研制了一種乳霜，其間包含在人體皮膚上發(fā)現(xiàn)的葡萄球菌菌株，這些菌株經(jīng)過發(fā)生抗菌化合物到達(dá)按捺金葡菌的效果。
Gallo招募了11名濕疹患者打開隨機(jī)雙盲試驗(yàn)。一切被試在承受Gallo的干涉前都缺少按捺金葡菌的才干，而涂改了一次乳霜后，一切被試皮膚上的金葡菌數(shù)量都削減了90%以上。Gallo說：“效果驚人，人體皮膚微生物移植發(fā)生醫(yī)治效果在前史上尚屬初次。”
Gallo表明，最新成果顯現(xiàn)，每天涂2次，接連涂一周就能讓金葡菌數(shù)量削減99%以上 ，癥狀緩解20-30%。Gallo聯(lián)合興辦的MatriSys Bioscience公司計(jì)劃在2-3年內(nèi)將這款乳霜推向市場(chǎng)。
此類療法有望處理的不僅僅是皮膚病的問題。濕疹常常隨同哮喘和過敏，而哮喘和過敏曾被看作是整個(gè)免疫體系功用紊亂的標(biāo)志?，F(xiàn)在，一些研討人員置疑以掉落皮屑為食的微生物會(huì)加重這些過敏反響——掉落的皮屑是屋塵的首要成分。
假如這一假定是真的，或許就能經(jīng)過改動(dòng)皮膚微生物群，到達(dá)緩解濕疹的效果，一起讓吸入落屑不會(huì)簡(jiǎn)單引發(fā)免疫體系反響。Segre還表明，或許還能猜測(cè)哪種療法最有用，以及濕疹行將發(fā)生的時(shí)刻。
新加坡美容護(hù)理戰(zhàn)略中心（Beauty Care Strategics）的藥理學(xué)家兼董事長Thomas Dawson曾用15年的時(shí)刻研討怎么運(yùn)用皮膚微生物組開發(fā)去頭屑產(chǎn)品。一條頭緒來自特定階段的皮膚上會(huì)定殖的特定真菌——由17個(gè)菌種組成的馬拉色菌屬。
馬拉色菌屬在皮膚油脂豐厚的嬰兒期到達(dá)頂峰，其次是皮膚開端出油，濕疹較少見的青春期。
另一條頭緒來自新加坡、我國和美國研討者在2016年展開的一項(xiàng)研討，研討發(fā)現(xiàn)在濕疹發(fā)生期間，馬拉色菌屬群落會(huì)跟著金葡菌數(shù)量上升而下降。2018年，Dawson及搭檔找到了發(fā)生這種聯(lián)絡(luò)的一種潛在機(jī)制，某些類型的馬拉色菌會(huì)排泄消化金葡菌生物膜的酶。
盡管如此，馬拉色菌屬關(guān)于促進(jìn)皮膚健康的效果還遠(yuǎn)不能斷定，但有依據(jù)顯現(xiàn)，真菌還會(huì)導(dǎo)致其他皮膚問題。厘清詳細(xì)的效果機(jī)制有助于研制菌株特異性抗真菌療法，或研制一種涂改后能改造真菌平衡然后完成健康增效的益生菌（活的微生物）。
Dawson還擔(dān)任新加坡皮膚研討學(xué)會(huì)會(huì)長，他說皮膚真菌具有維護(hù)效果的“假定從未得到證明”，“但工作現(xiàn)已有端倪了”。
祛痘大戰(zhàn)
怎么霸占濕疹是皮膚微生物群研討的一個(gè)重要方針，但對(duì)皮膚微生物的深化了解還有助于處理痤瘡等皮膚問題。
幾十年來，科學(xué)家已知痤瘡丙酸桿菌（Cutibacterium acnes，曾經(jīng)稱為Propionibacterium acnes）會(huì)成長在有痤瘡的皮膚上，而高達(dá)85%的青少年都受痤瘡困擾。抵擋痤瘡丙酸桿菌的抗生素也一向是醫(yī)治皮膚疾病的有用辦法。
加州大學(xué)洛杉磯分校的生物信息學(xué)家Huiying Li表明，企圖在痤瘡和皮膚微生物群之間尋覓聯(lián)絡(luò)的開端測(cè)驗(yàn)都不盡善盡美。她曾運(yùn)用下一代測(cè)序技能比照健康皮膚與易生痤瘡皮膚之間的微生物構(gòu)成，發(fā)現(xiàn)兩種皮膚都含有很多痤瘡丙酸桿菌，這說明微生物群與痤瘡之間或許并無聯(lián)絡(luò)。
可是，Li在集體層面上發(fā)現(xiàn)了健康皮膚和痤瘡皮膚的菌株構(gòu)成差異。迄今為止，她的團(tuán)隊(duì)現(xiàn)已對(duì)120多種已知的痤瘡丙酸桿菌菌株中的70種進(jìn)行了測(cè)序，從中發(fā)現(xiàn)了對(duì)痤瘡丙酸桿菌的毒性具有關(guān)鍵效果的基因，并對(duì)某些菌株與痤瘡有關(guān)的說法做出了或許的解說。她表明，此類菌株會(huì)發(fā)生更很多的卟啉，而卟啉能在皮膚細(xì)胞中引發(fā)炎癥。
Li猜測(cè)，跟著藥物療法的開展，往后能通曩昔除痤瘡丙酸桿菌的劇毒菌株或靶向卟啉的辦法醫(yī)治痤瘡。一些公司現(xiàn)已在出售宣稱經(jīng)過殺死痤瘡丙酸桿菌、康復(fù)皮膚微生物群平衡來祛痘的產(chǎn)品，不過這類辦法仍缺少支撐依據(jù)。
此外，研討人員還寄希望于皮膚微生物群療法來抵擋一種或許喪命的疾?。浩つw癌。上一年早些時(shí)候，Gallo及搭檔陳述稱，特定表葡菌菌株會(huì)排泄一種名為6-N-羥基氨基嘌呤（6-HAP） 的分子，這種分子在小鼠體內(nèi)具有抗腫瘤特性。打針6-HAP能減慢小鼠體內(nèi)侵襲性黑色素瘤的成長。將能發(fā)生6-HAP的金葡菌栽培在小鼠皮膚外表，能削減紫外線輻射導(dǎo)致的腫瘤數(shù)量。
研討人員還發(fā)現(xiàn)，有些人帶著能發(fā)生6-HAP的金葡菌菌株。這類人群或許能在某種程度上天然反抗皮膚癌，而醫(yī)師也有或許借此辨認(rèn)出不帶有這類細(xì)菌的潛在高危人群，然后采納相應(yīng)的防備措施。
研討人員估測(cè)，往后5年內(nèi)，改動(dòng)皮膚微生物群的做法或許會(huì)成為慣例干涉醫(yī)治的一部分，比方用來防備皮膚感染。
醫(yī)院中的耐藥金葡菌正成為日益突出的問題，為了進(jìn)一步破解金葡菌感染的取得機(jī)制，研討人員將金葡菌和常見的非致病皮膚細(xì)菌打針到小鼠和斑馬魚體內(nèi)，使它們更易遭到金葡菌的感染，然后削減完成感染所需的細(xì)菌數(shù)量。
依據(jù)Oh的說法，這意味著個(gè)人取得葡萄球菌屬感染的或許性或取決于他們皮膚的微生物群構(gòu)成。Oh說：“這能解說為何某些個(gè)別更簡(jiǎn)單遭到感染，他們的病原菌周圍有各種不同的共生微生物?！?/p>
Oh一向在試驗(yàn)中測(cè)驗(yàn)將不同皮膚細(xì)菌進(jìn)行體系組合，調(diào)查不同菌種在特定微生物群中的定殖狀況。科學(xué)家只要先處理這些根本問題，才干安全有用地經(jīng)過改動(dòng)皮膚微生物群到達(dá)促進(jìn)健康的意圖。
除了細(xì)菌之外，重視真菌和其它微生物也相同重要。Segre及搭檔現(xiàn)已就人體皮膚上常被輕視的病毒數(shù)量宣布了一篇論文，這些病毒或許會(huì)影響?zhàn)嗪推渌つw疾病的抱病幾率。
跟著研討熱度的上升，研討人員正在織造一張巨大的皮膚微生物研討網(wǎng)。作為對(duì)醫(yī)院微生物群研討項(xiàng)意圖跟進(jìn)，Gilbert現(xiàn)已開端與NASA協(xié)作，對(duì)國際空間站上的微生物群落進(jìn)行研討。
研討成果顯現(xiàn)，國際空間站上的細(xì)菌與地球醫(yī)院里的細(xì)菌行為相似，它們會(huì)從人體進(jìn)入環(huán)境，再回到人類身上。這些新發(fā)現(xiàn)以及對(duì)咱們身體上這些顯微生命的繼續(xù)研討，或有助于從根本上改動(dòng)地球以及地外的醫(yī)療保健方法。
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