微生态健康生活新概念理论篇：微生态学与微生态制剂（

1 微生态学的概念 

微生态学是研究微生物群与其宿主（人、动物及微生物）相互关系的科学，它以现代科学技术为基础，研究微生物群在宿主这一生命环境系统中的发生、演化、组成、结构、功能等，从而指导对疾病的防治和促进宿主的健康。微生态学是生态学的微观层次，是细胞水平和分子水平的生态学。其研究任务主要是：

1）研究正常菌群的本质及其与宿主之间的关系

2）阐明宿主的微生态平衡和失调的机制

3）在此基础上，指导微生态制剂的研制和应用，借以调整宿主的微生态平衡，进而达到治疗和保健的目的。

微生态学与微生物生态学不同，微生物生态学着重研究微生物的群落结构和微生物与宏观及微观环境系统间相互作用的规律及其应用。微生态学与微生物生态学的区别在于微生态学着重于微生物群对其宿主的作用，研究微生物群与非生物环境之间的相互作用规律，以宿主为重点。而微生物生态学则以微生物为重点，两者的侧重点不同。但不可否认，微生态学与微生物生态学关系极为密切。

2 微生态学的创立与发展

微生态学这一术语是德国的Volker Rusch博士于1977年首先提出来的，并在德国汉堡建立起世界上第一个微生态学研究所。微生态学之所以起步晚，与人们的认识片面性不无关系。19世纪末到20世纪初，霍乱、鼠疫、天花、伤寒等在世界范围内大流行，夺取了亿万人的生命，这使人们不得不集中主要精力去研究病原微生物。结果大部分传染病的病原体被发现了，但是，与此同时也形成了一种片面的错误认识，即微生物主要是有害的。其实，微生物对于宿主在本质上或在主要方面是有益的。 

从1945年到1970年，由于抗生素的问世，在治疗中发现了菌群失调和二重污染（也叫二重感染），给人们提出了对抗生素和微生态系统进行再认识的要求。抗生素对人类确实具有不可磨灭的贡献，但是它也有弊端，就是它在消灭病菌的同时，也消灭了对宿主有利的生理微生物，即抗生素没有选择性，这样就会导致菌群失调和二重污染（二重感染）。例如，早在1950年魏曦教授和康白医生在治疗因患鼠咬热病而住院的病人时发现，此病原菌是鼠型链丝杆菌，对青霉素敏感，经用大量青霉素注射后，病情一度好转，但缓解不久又复恶化，3天后死亡。经过检验，在患者心血、肝、脾等场所未分离到鼠型链丝杆菌，却发现肺炎杆菌。这是因为青霉素的应用，把鼠型链丝杆菌和其它革兰氏阳性菌都杀死了，为具有抗药性的（抗青霉素）肺炎杆菌的繁殖创造了条件。肺炎杆菌通过肠道侵入血液，造成败血症而死亡。在这里，青霉素虽然达到了杀菌（鼠型链丝杆菌）的目的，却未能达到治疗的目的。一般来说，抗生素的抗菌谱越广，发生菌群失调和二重污染（二重感染）的频率越高。由于抗生素的应用，使那些具有耐药性的潜在的病原菌得以大量繁殖，越用抗生素，耐药性细菌越多。这提醒了人们对微生态平衡的研究。 

现代技术的发展，也大大促进了微生态学的研究。自20世纪50年代开始，由于微生物与免疫学的研究进展，特别是现代技术的发展，如生化技术、荧光技术、电镜技术、气液相色谱、基因工程、生物工程、厌氧培养技术等都大大促进了微生态学的发展，促进了对正常微生物群的研究。 

此外，无菌动物的出现，对正常微生物群的生理作用、营养作用、生物拮抗作用及其与宿主之间关系的研究产生了极大的推动作用，为正常微生物的有益说和有害说提供了有力的论证。无菌动物是一个不可缺少的实验模型，为了研究的需要，把无菌动物与一种或两种或更多种的微生物相联系，分析微生物的相互作用及其与宿主的关系，从而大大地促进了微生态学的发展。 

近十年来，随着基因组学技术的发展，特别是高通量测序技术的发展和成本持续降低，以及人类微生物组计划的实施，使微生态学研究手段和水平不断提升。宏基因组学的发展和成熟为微生态学研究插上了新的翅膀，取得了众多突破性的进展。例如，肠道元基因组领域的研究证实，不当饮食导致肠道菌群结构失衡，进而引发的慢性炎症是造成代谢性疾病的主要因素，为慢性病的研究和治疗提供了新的方向和思路。 

3 正常微生物群及其与宿主的关系

3·1 正常微生物群 

正常微生物群是生物宿主体表或体内的原籍微生物群，是微生物与其宿主在共同的历史进程中形成的生态系。正常微生物群对其宿主非但无害，而且是有益的和必要的。例如，高等植物与真菌之间形成的共生互利现象（菌根）牛瘤胃微生物等。在有关人类方面，瑞典的B.E.Gustafsson（1985）报道，一个健康成人全身寄居的微生物重量总计为1271g，大约100万亿个，而人体自身的动物细胞仅有10万亿个，这就是说，每个人自身的细胞仅为全身所带细胞的10%，而90%是微生物细胞。这还不包括人体细胞内所含有的正常病毒的非细胞形态。2010年，中国深圳华大基因研究院承担了人体肠道菌群元基因组参考基因集的构建工作，该研究收集了124个来自欧洲人肠道菌群的样本，采用第一代大规模高通量的测序技术进行深度测序，产出近6000亿个碱基序列。经过序列组装和基因注释分析，从中获得330万个非冗余的人体肠道元基因组参考基因，约是人体自身基因的150倍，这个基因集包含了绝大部分目前已知的人体肠道微生物基因，更多的是目前未知的微生物基因，由此估计人体肠道中存在1000～1500种细菌，平均每一个体内约含160种优势菌种，且多为人体所共有。可见正常微生物群含有庞大的基因库和种类繁多的酶系统，参与宿主能量、物质及遗传信息传递等一系列生理过程。因此，有人认为正常微生物群同呼吸循环系统一样，是宿主的一个重要的生理功能。 

正常微生物群落分别对宿主和环境产生物质流、能量流及基因流，同时它们也受宿主遗传性的控制，从而构成宿主小生境的微生态系统。当正常微生物群落受宿主及外环境的影响，其菌种和菌量、活性发生了异常和定位转移时，这些菌群中就容易容纳外籍菌，即微生态系统失调，使宿主致病。 

正常微生物群与其宿主的相互关系是，动植物为许多微生物的生长提供了适宜的环境，它们供给异养微生物所需的有机养料和生长因子，同时也为微生物提供了比较稳定的pH和渗透压条件，如果没有有机体，则正常微生物群也随之消失。就植物而言，其根部能够排出相当数量的糖类、氨基酸和维生素等物质，促进了细菌和真菌的广泛生长，同时也把一部分转化为自身细胞的物质，当微生物死亡后，它的细胞物质又被分解为简单的物质供植物吸收。这样可以减少土壤养分的流失。根际微生物还能分泌出多种维生素和生长激素，促进植物的生长，因此对植物是有益的。