二、人体微生态
人体微生态以研究人体共生微生物数量、种类、基因组及其与人体生理、病理机制相关性为主要领域。人体共生微生物体积微小,需借助显微镜方可见到,常称其为正常微生物群,它们是在人体特定生理时期、特定解剖部位定植的主要以共生方式生存的生物群落。因其主要成分是细菌类,故亦称正常菌群。这些微生物群分为原籍微生物(autochthonous microorganism flora)和外籍微生物(allochthonous microorganism flora)。原籍微生物又称为固有微生物或常住微生物,外籍微生物又称为过路微生物。原籍微生物定植在其生境的上皮细胞表面上,从婴儿的初级群落开始,逐步演替到成年后的终极群落,与机体(涉及组织、细胞甚至基因水平)形成协调的统一体,成为正常人体生理机制的组成部分。
正常微生物群在数量及种类比例上维持稳定状态,其与宿主和环境之间相互依赖、相互制约,形成一种微生态平衡状态,对维持人体健康有着重要作用。当此平衡被打破时即表现疾病状态。研究人体与其内环境的微生态平衡、微生态失调及微生态调整的学科称为医学微生态学。
(一)人体正常微生物群的分布
人体正常微生物群种类繁多,主要分布在皮肤、口腔、胃肠道、呼吸道、泌尿生殖道等部位(表8-4)。
表8-4 人体各部位分布的正常微生物群

(二)正常微生物群的生理作用
1.生物拮抗作用 正常情况下,分布于皮肤黏膜的正常微生物群,特别是占绝对优势的厌氧菌,形成机体这些部位特定的生物屏障,对外源致病微生物起重要的拮抗作用。其主要机制如下。①有机酸作用:专性厌氧菌在代谢过程中产生挥发性脂肪酸和乳酸,降低生境中的p H与氧化还原电势,从而抑制外源致病菌的生长与繁殖。②占位性保护作用:大多数正常微生物群与黏膜上皮细胞紧密接触,形成一层膜结构,干扰致病菌的定植。③营养竞争作用:正常微生物群由于数量大,在营养的争夺中处于优势,不利于外源致病菌的生长与繁殖。④抗菌物质抑制作用:部分正常微生物群可产生抗菌物质抑制其他细菌的生长,如大肠埃希菌产生的大肠菌素可抑制志贺菌的生长。(https://www.daowen.com)
2.营养作用 如肠道正常微生物有的能合成维生素B2、维生素B12、维生素K2等供人体利用,有的能帮助食物营养消化和吸收,或参与某些物质的代谢、转化(如胆汁代谢、胆固醇代谢及激素转化)等过程。
3.免疫作用 正常微生物群作为抗原物质,可刺激机体免疫系统发生免疫应答,产生的免疫活性物质能对具有交叉抗原组分的病原菌有某种程度的抑制或杀灭作用。如双歧杆菌(含有某些肠道寄生菌共同抗原)能刺激肠黏膜下淋巴细胞增殖,诱导SIg A等产生。
有研究表明,一些肠道正常微生物种类还可通过自身或其产物(如酶等),转化或清除对人体有害的对应物质,在延缓衰老、抗肿瘤等方面也有一定意义。
(三)微生态失调
因某种原因使正常微生物群的数量或种类比例失常,由生理组合变成病理组合时称为微生态失调。导致微生态失调主要有以下原因。
1.菌群更替 一个集团替换另一集团是生态系演化的基本过程。表现为原籍菌数量、密度下降,外籍菌和环境菌的数量、密度升高。多半因滥用抗生素,过度抑杀机体的正常菌群或导致耐药菌株增多,使对抗生素不敏感的真菌和细菌得以大量繁殖,造成二重感染,称菌群失调症(dysbacteriosis)。尚有其他一些诱发因素,如医源性的手术、整形、插管及使用免疫抑制剂等。人体的一些变化(如更年期、衰老)可导致菌群更替,如更年期后妇女阴道微生态系更替出现阴道炎,老年人肠道双歧杆菌等数量下降等。
2.菌群易位 即正常微生物从固有的生态区或生态位向他处转移,由此改变了微生态区和微生态位的微生物作用性质。如大肠埃希菌易位到呼吸道能引起肺炎,易位到胆道能引起胆囊炎,易位到泌尿道能引起尿路感染等。
3.宿主免疫功能低下 当宿主免疫功能下降时,某些生物与宿主通常处于共生状态,当微生态失调或伴有其他有关疾病时,此类寄生生物可出现异常增殖、致病力增强而导致疾病,如肺孢子菌、弓形虫、隐孢子虫等。