人体微生态的基本组成

一、人体微生态的基本组成

人体体表和体腔存在大量的微生物群,它们定植于胃肠道、皮肤、口腔、泌尿生殖道和呼吸道等部位,与其生存的微环境构成人体微生态系统,其中以肠道微生态系统最为主要和复杂。正常微生物群是指在一定的生理时期定植于宿主特定解剖部位的微生物群,包括细菌、古生菌、病毒、真菌、衣原体、支原体等。其中,细菌的数量大、种类多,因而备受关注。正常菌群在宿主长期的进化过程中逐渐形成。正常菌群以原籍菌为主,还包括共生菌、外籍菌和环境菌群。正常菌群是既具体又相对的概念,具体是指由原籍菌为主的益生菌组成优势种群,以及由外籍菌和环境菌组成辅助性种群;相对是指正常菌群也会发生变迁,这种变迁既可能由演替产生,也可能由转化产生。在生理状态下,其组成相对稳定,表现出特定的生理功能,对宿主而言是有益的、必需的;在病理状态下,菌群组成发生改变,可对宿主产生有害作用。目前,大部分研究和应用以人体细菌群为主。

人体菌群可分为原籍菌、共生菌和外籍菌。原籍菌,一般于一定时期在成年人或动物体内的特定部位定植,并在成年人或动物的微生态系统中保持一定种群水平,与定植区域的黏膜上皮细胞有着极为密切的关系。在生理状态下,主要是具有一定免疫、营养和生物拮抗作用的专性厌氧菌,在宿主的特定解剖部位占位密度较高且低免疫原性的厌氧菌。凡与原籍菌有共生关系的生理性细菌均为共生菌。共生菌往往与外籍菌有共生拮抗关系。共生菌已适应宿主,在生理状态下无传染性,入芽孢菌属。外籍菌是指一定时期内在宿主的特定解剖部位占位密度低的,并具有相对较强免疫原性的需氧或厌氧菌。

1.胃肠道生态系统

胃肠道生态系统是人体最大的微生态系统,含有人体最大的贮菌库和内毒素池。胃肠道生态系统菌种达1000余种,重量约1000克,接近一个肝脏的重量。据研究,胃内含菌量小于103个菌群每毫升,主要为需氧革兰阳性链球菌、葡萄球菌、乳杆菌和一些酵母菌;近端小肠含菌量为103~104个菌群每毫升,主要为链球菌、葡萄球菌和乳杆菌,还可分离出韦荣球菌、放线菌、肠杆菌,较少见厌氧菌;远端小肠革兰阴性菌数量超过革兰阳性菌,肠杆菌明显增多,类杆菌、双歧杆菌、梭杆菌、梭菌可达一定水平,含菌量在106~108个菌群每毫升;大肠细菌的含量则明显增多,每克肠内容物达1011~1012个菌群,以类杆菌、双歧杆菌、消化链球菌、真杆菌为主,梭菌、乳杆菌、肠杆菌细菌、肠球菌含量较低(每克肠内容物菌群小于108个);粪便的含菌量及分类情况则与大肠接近;肠道内毒素含量极高,在小鼠每克肠内容物的内毒素量以微克-毫克计算,90%以上的肠道内毒素由兼性厌氧的革兰阴性杆菌(主要为肠杆菌科细菌)产生。

2.皮肤的正常微生物菌群

皮肤的正常微生物菌群可分为常住菌群与暂住菌群两大类。皮肤正常菌群的种类较之外界环境中不计其数的微生物来说,只是很小一部分,但从数目来看,每平方厘米也有6万~8 万个菌株。一般认为,皮肤上的微生物菌群主要存在于表皮最外层(即最外层疏松的角质层与表皮皮脂膜之间)以及毛囊开口处,大多数细菌以微小菌落的形式存在。皮肤的正常微生物菌群不仅不同个体之间有差异,就是同一个体在不同生境下也有差异,通常来说主要包括以下微生物种群。

凝固酶阴性葡萄球菌,如表皮葡萄球菌、人葡萄球菌、溶血葡萄球菌、头葡萄球菌、沃氏葡萄球菌、解糖葡萄球菌、腐生葡萄球菌、科氏葡萄球菌、木糖葡萄球菌等,尤以前两者最为多见。

细球菌属在皮肤常住菌群中比葡萄球菌要少见,但通常至少可分离到8个菌种,即藤黄细球菌、变易细球菌以及玫瑰色细球菌等。其中,以藤黄细球菌最为常见,与变易细球菌构成优势菌。

棒状杆菌属是皮肤的另外一种常住菌群,为革兰阳性多形性棒杆状。最常见的是类白喉杆菌,在皮肤常住菌群中占很大比例,分需氧性与厌氧性两大类。其次为短杆菌。

需氧性类白喉杆菌存在于潮湿的间擦部位,如腋窝、腹股沟、臀间沟、趾间以及鼻、咽、眼结膜、外耳道等处,在出汗多的人群中更为常见。厌氧性类白喉杆菌为毛囊、皮脂腺的常住菌群,此类菌的分类很不一致,一般可根据其菌落形态,被噬菌体分解的易感性,分为三种类型。其中,痤疮棒状杆菌最为多见。

3.口腔生态区

口腔生态区包括多个生态小区,以及多个生境和生态位点。这些生态小区和生境、生态位点有着相同的或相异的特性,从而构成了口腔生态区的复杂性。唇、舌、颊、腭、牙齿、牙龈、牙槽骨被视为口腔生态区内的小生态区,这些小生态区实际上又包括不同的生境和生态位点。

(1)唇:因所在位置最易受到外界及机体皮肤和唾液的影响,所以其定植菌群主要为口腔链球菌群细菌和表皮葡萄球菌,此外,也可能检出丙酸杆菌、奈瑟菌。

(2)颊:草绿色链球菌群菌种是颊黏膜的优势定植菌,其包括缓症链球菌、口腔链球菌、血链球菌和唾液链球菌。在颊黏膜也可能检出假丝酵母菌菌种。由于唾液覆盖和冲刷,所以颊黏膜常常能检出滞留于此的唾液菌群,如奈瑟菌属、嗜血菌属等。

(3)腭:硬腭的优势菌群也是链球菌菌种。由于唾液和舌尖与硬腭有生理性接触,所以在硬腭上可检出来自唾液和舌尖的菌群,如奈瑟菌、嗜血菌、乳杆菌、小韦荣菌。软腭因与呼吸道相近,所以除唾液菌群在此停留定植外,呼吸道的细菌也常常有定植,如嗜血菌、棒杆菌、奈瑟菌、草绿色链球菌等。在悬雍垂、腭-舌的皱襞、腭咽的皱襞处,则常常检出β-溶血的链球菌。在软腭可能检出的厌氧菌主要有小韦荣菌和放线菌。

(5)舌:舌的优势微生物包括唾液链球菌、缓症链球菌和奈瑟菌。此外,也常常检出嗜血菌菌种、黏滑罗斯菌及少量白假丝酵母菌。舌背最常见的厌氧菌是小韦荣菌,其次是乳杆菌和放线菌。

(6)龈沟:定植的微生物可高达1010~1011个菌群每克湿菌斑样本。厌氧菌约占70%,如口普雷沃菌、梭杆菌、产黑色素厌氧杆菌等;微需氧的二氧化碳噬纤维菌也常常在龈沟被检出。

(7)牙齿:所有萌出牙都有细菌附着定植,其定植方式与牙菌斑有关。牙齿的主要定植生境包括面窝沟和点隙、牙釉质表面、邻面间隙、龈缘相接处。在这些生境中,细菌在牙菌斑中相互黏附、集聚并增殖。链球菌是牙齿的优势微生物。在邻面间隙及牙与龈缘相接处则会发现检出率较高的革兰阳性杆菌、丝状菌和革兰阴性厌氧杆菌。唾液细菌的检出量为107~1010个菌群每毫升唾液。正常口腔唾液的优势微生物包括唾液链球菌、缓症链球菌、奈瑟菌、嗜血菌、小韦荣菌、乳杆菌、放线菌及二氧化噬纤维菌等。白假丝酵母菌是唾液中常见的真菌。

4.阴道解剖学特点

根据阴道解剖学特点,将阴道分为阴道下段、阴道中段和阴道穹隆部三部分,并认为后穹隆位置深,与子宫直肠窝紧密相邻。现已确定,阴道菌群主要栖居在阴道四周的侧壁黏膜、皱褶中,其次在穹隆,部分在宫颈。穹隆和宫颈处有碱性黏液和抑菌物质,不利于细菌的生长。一般认为,阴道菌群中主要常住菌有乳杆菌、表皮葡萄球菌、大肠杆菌、棒状杆菌、B族链球菌、粪链球菌、支原体、假丝酵母菌、消化球菌和类杆菌等。主要的过路菌有金黄色葡萄球菌、肠杆菌、丙酸杆菌、消化链球菌及韦荣球菌等。偶见菌种有肺炎球菌、克雷伯菌、变形杆菌、绿脓杆菌、微球菌、奈瑟球菌、沙雷菌、柠檬酸杆菌、嗜血杆菌及光滑隐球菌等。光滑隐球菌虽然分离率低,但从健康妇女阴道排出物中分离较稳定,有人认为应将其列为常住菌。健康妇女阴道排出物中,活菌数为102~109个菌群每毫升,厌氧菌与需氧菌的比例为5∶1。宫颈外口连接阴道的顶端,宫颈口的自然闭合和宫颈黏液栓作用,使正常微生物分布于宫颈外口。从整体水平来看,宫颈生境中生态系与阴道生境中生态系类似,只是成员和数量少。宫颈的常住菌是产黑包素类杆菌、厌氧消化球菌。从宫颈外口有时可分离到棒状杆菌、链球菌、假丝酵母菌等,但分离率都较低。

5.健康人上呼吸道菌定植

健康人上呼吸道有许多需氧、微需氧和厌氧菌定植,包括21 属200 种以上,以厌氧菌浓度最高。

在口咽部有草绿色链球菌、葡萄球菌、化脓性链球菌、卡他莫拉菌、奈瑟菌、乳酸杆菌、非脆弱拟杆菌及白色念珠菌,偶尔可见到革兰阴性杆菌和原虫。

在鼻咽部的定植菌中,常见的有草绿色链球菌、奈瑟菌属、肺炎链球菌、金黄色葡萄球菌、产酸克雷伯菌、表皮葡萄球菌、流感嗜血杆菌、副流感嗜血杆菌、卡他莫拉菌、拟杆菌属、类杆菌、乳杆菌、梭杆菌、韦荣球菌、消化链球菌,及其他厌氧链球菌和厌氧革兰阴性菌,其中以草绿色链球菌最多见。