晓肚知肠：肠菌的小心思（2018央视中国好书，2019中国医界好书） 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

央视2018中国好书颁奖词：这部科普小书探讨的却是当今健康领域*前沿、*火热的研究课题。作者把浩如烟海的科学文献进行了井井有条的梳理，结合当前*的人体微生物组研究成果，详细描述了与人类生活密切相关的各种微生物，特别是肠道微生物对人体健康发生影响的基本原理，将不起眼的微生物与人们日常生活习惯和身心健康进行了科学的分析和解释，为认识微生物与人类疾病的关系提供了生动有趣的知识普及，展示了一种整体性的健康新理念，让读者大开眼界。

一 “隐秘的世界”——微生物 ｜ 1

1 哇，我看到了！初识微生物 ｜ 2

2 微生物——功不可没的分解者 ｜ 6

3 真菌——微生物里的“植物吸血鬼” ｜ 10

4 食品发酵的功臣——霉菌和酵母菌 ｜ 14

5 致癌又要命的毒物——霉菌毒素 ｜ 17

6 能培育“超级细菌”又能救命的药物——抗生素 ｜ 23

7 曾杀死欧洲三分之一人口的微生物——细菌 ｜ 28

8 生存繁衍都靠它——细菌的妙用 ｜ 34

9 细胞的“吸血鬼”——病毒 ｜ 42

二 人体是个“大江湖” ｜ 47

1 肠道微生物——伴随一生的朋友 ｜ 48

2 人选择微生物，还是微生物选择人？ ｜ 57

3 人体第二大“江湖”——口腔 ｜ 61

4 口腔菌群紊乱，祸害的可不止是口腔 ｜ 66

5 口臭也是病，臭起来要人命！ ｜ 75

6 “屁”的学问 ｜ 83

7 能活在胃里的耐酸微生物：幽门螺杆菌 ｜ 91

8 肠道上的“小尾巴”竟然如此重要 ｜ 100

9 超60% 的健康人血液里都有微生物？ ｜ 104

10 亚健康——血液中微生物惹的祸？ ｜ 109

三 肠脑，人的“第二大脑” ｜ 115

1 肚子里上演的“将相和” ｜ 116

2 “肠脑”和“大脑”谁更厉害？ ｜ 122

3 菌- 肠- 脑轴，调节心理和行为的关键通路 ｜ 131

4 移植了粪菌，思想也会跟着一起移植？ ｜ 137

5 物以类聚，人以菌分，肠道菌群可影响配偶选择 ｜ 145

四 肠脑和大脑，我该听谁的？ ｜ 151

1 压力大，导致不停的吃吃吃？ ｜ 152

2 你想吃的，真的是你想吃的吗？ ｜ 158

3 人体的营养师——肠道微生物 ｜ 168

4 肠道微生物决定你吃什么？ ｜ 175

5 失控的欲望，怪谁？ ｜ 181

6 如何调控自己的食欲？ ｜ 190

五 失衡的菌群，人体的灾难 ｜ 197

1 自闭症与肠道微生物有关系吗？ ｜ 198

2 坏情绪来源于坏细菌？ ｜ 207

3 太干净导致老年痴呆？ ｜ 213

4 肠道菌群是引发老年痴呆的罪魁祸首吗？ ｜ 224

5 治疗老年痴呆的药物迟迟未见，方向错误还是时间不够？ ｜ 229

6 嗅觉异常，便秘和体味改变？当心患上帕金森 ｜ 231

7 帕金森症可能起始于肠道 ｜ 237

8 肠道微生物是帕金森症的元凶吗？ ｜ 239

9 不停颤抖的手，源于年轻时喝下的酒？ ｜ 245

参考文献 ｜ 255

后记 ｜ 267

段云峰，博士，就职于中国科学院微生物所、中国科学院病原微生物与免疫学重点实验室。中国科学院心理研究所行为生物学博士、微生物组学与生物信息学博士后，数据挖掘与应用高级工程师，临床遗传咨询师，中国科普作家协会会员，科学网知名博主，科普公众号“肠菌与健康”和“肠菌博士”主编。

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一

“隐秘的世界”——微生物

1哇，我看到了！初识微生物

记得小学四年级时，乡领导要到我们村小学检查，我这种爱调皮捣

蛋的孩子就“优先”被抓去打扫卫生了。非常“幸运”，我和另一位同学

被安排打扫教具室——全校脏、尘土厚的地方。这里除了地球仪、三

角尺、排球和篮球等我们常用的教具之外，还有很多刷了浅棕色油漆的木

箱子。这些跟学校年龄一样大，从来就没有打开过的箱子里不知道装的是

什么。

里面究竟是什么呢？是的，你猜对了！对于当时那个充满好奇的孩子

来说，偷偷打开似乎是必然的。我们俩用抹布把外面厚厚的灰尘擦掉，铝

质的铭牌上写着：显微镜。我们俩听说过，但从没见过。拉开侧面的钩子，

打开箱盖，一个崭新的闪着亮光的灰色显微镜呈现在面前。这是一台单筒

的显微镜，

1个目镜，

3个物镜，下面是一个可以活动的小镜子，旁边

还有几个黑色的镜头整齐地躺在海绵里。我们俩摆弄了几下也没搞明白怎

么用，就把它给放回去，继续打扫卫生了。但这时候我的心里已经埋下了

一颗好奇的种子。

几个月后，放暑假了，抓蝈蝈、逮蚂蚱、捞小鱼等日常活动都玩腻了，

百无聊赖之际，那颗好奇的种子萌发了，我想起了学校的那台显微镜。趁

着中午大人们都午睡了，我偷偷溜进学校，从窗户爬进教具室，找到了那

台显微镜。按照箱子里的说明书，我很快学会了如何使用。遗憾的是，说

明书上并没说怎么制片。但是这也没什么妨碍，我先把手指头放在下面看

看，手上的指纹沟沟壑壑的，还能看清皮肤上粘的沙土和衣服纤维。揪两

根头发，捡两片树叶，抖点花粉，我还把人民币也都仔细看了看——几乎

身边的东西都拿来看了，连鼻涕和唾沫也没有放过。没过多久，我找到了

载玻片，自己摸索着学会了制片。老看这些“死的”东西慢慢就没了兴致，

于是某一天下午，突然想看点活的东西了，我施展了抓虫的绝活，各种虫

子都给我抓来一顿折腾，蜘蛛、蚂蚁、蝴蝶和蜻蜓等无一幸免。

老翻窗户去教具室里看太麻烦，于是就把它搬回家里，方便继续观

察，凡是想到的东西都放在显微镜下看看。有一次，在看破水缸里沉积的

雨水时，我次看到水里游来游去的活的东西！相比那些昆虫，这些可

以在视野里动来动去的生物更有意思。水里有比较大个头的孑孓（蚊子的

幼虫），还有绿色的藻类以及可能是草履虫的游来游去的“小怪物”。虽然，

时间过去很久了，但现在依稀记得当时次在显微镜下看到了肉眼无法

看到的活的东西的情形，激动的心情时至今日回忆起来还感触颇深，那感

觉就像发现了全新的世界！再后来，我还观察了葱叶，在显微镜下看，半

透明的葱白上的薄膜像极了一层层砖垒起来的“城墙”。遗憾的是，由于

当时没有松柏油，在高倍镜下看到的都是模模糊糊的东西，没有见到过

细菌。

暑假结束了，显微镜也玩够了，临开学前，我又把它送回了教具室。

开学后，一方面，为了显摆我的胆大，另一方面，急于跟朋友们分享暑假

里的独特经历，我跟同学说起了用学校里的显微镜看到了他们看不到的东

西，并且大谈那些我看到的奇妙的不可思议的画面。一开始他们感觉也挺

新奇，可后来因为根本就不知道我形容的是个什么东西，渐渐地也没了兴

趣。也许，没亲眼看到过的世界，别人再怎么形容也想象不出来。

显微镜为媒，结缘生物学

实际上，显微镜发明至今也有几百年了。早在

1667年，英国自然科

学家罗伯特·虎克（

Robert Hooke）就用显微镜观察并记录了各种草本植

物的细胞结构。由于植物细胞细长方形特别像修道院中的单人小室（

cell），

于是他就给这些细胞起了一个名字：

Cell，还在

Micrographia这本书中记

录了数百张细胞结构图像，这使他成为细胞科学之父。我观察到的葱白上

的“城墙”实际上就是植物的细胞，只可惜我不会画画，没能把看到的东

西画出来，语言表达能力又不怎么样，以至于没能跟同学们描绘出美妙的

显微世界。

也许是命运的选择，或者是命运对我的“惩罚”。正是那个暑假让我

喜欢上了生物，喜欢上探索未知的生命世界。在以后的几年中，我仍然对

自然界充满了好奇，喜欢自己在家里种草养花，喜欢养鱼、养虫子。一到

夏天，就到臭水沟里捉蚯蚓喂热带鱼，一两周就繁殖出了无数的小鱼。然

而，遗憾的是，我并不是大自然中生命的保护者，而是一个破坏者，在数

得清的几个暑假里，就有数不清的小生命葬送在我的手中。还是在上大学

以后，我才深刻体会到当时自己的残忍，那些葬送在我手中的小生命是多

么可怜，为此我懊悔了很久，当然这是后话。高考之后，我选择了生物技

术专业，继续我的生命世界探索历程。一开始并不知道具体学什么，只因

为名字里有“生物”。作为当时可能是学校里用过显微镜的人，同学

中只有我一个人选择了生物专业！

上了大学，我才真正学习到了显微镜的专业知识，那时候用的显微镜

已经都是双筒的了，加上各种各样的染色剂，加上石蜡包埋，再滴上松柏

油，在显微镜下一个个细胞宛若盛开的花朵，绚烂多姿，五颜六色，美丽

极了！容易看到的还是植物细胞，它们的个头比较大，又有厚厚的细胞

壁，在显微镜下看得非常清楚，比我当年看过的大葱细胞好看多了。

次看到细菌

在实验课上，我次看到了细菌，经过革兰染色后，不同类型的细

菌显示出了不同的颜色，形状和大小也不一样。历史上，个发现细菌

的人是一位曾经卖布的商人，他的名字也是虎克，跟个发现细胞的科

学家一样，只是他叫列文虎克（

Leeuwenhoek）。这位来自荷兰的商人，在

1674年进一步改善了显微镜，能够观察更微小的生物，这使其一不小心取

得了举世瞩目的突破，他意外地发现了细菌！可以说正是他的这个意外发

现，开创了微生物领域，为微生物学和现代医学打下了基础。他也被称为

微生物学的开拓者，是个看到细菌和原生动物的人。

如果没有亲眼见过微生物，单靠语言来形容还真是困难。从种类上

说，微生物包括细菌、真菌、病毒和一些小型的原生动物等。大多数微生

物都很小，100万个细菌不过芝麻大小，单个细菌凭肉眼根本看不到。但是，

在地球三十多亿年的绝大多数时间里，这些微生物是地球的主宰，它们分

布于地球的任何角落，从火山口到南北极冰川，从珠穆朗玛峰到马里亚纳

海沟，从岩石里到雾霾颗粒中……它们的总数量和质量都远远超过地球上

所有的动物、植物等肉眼可以看得见的生物的总和，它们掌握着整个地球

上物质的转化过程，默默为所有的动植物打造适宜生存和成长的内在和外

在环境。

虽然人类知道微生物的存在已经数百年了，然而对它们的了解也不过

近几十年的事，特别是对人体内的微生物的研究也就十几年。接下来，让

我带大家一起认识并感受微生物这一“个头虽小，作用巨大”的非凡生命吧。

2微生物——功不可没的分解者

地球上的生命总共分为三类，一种是勤劳的“生产者”，它们负责利

用太阳能合成生物质。各种植物和藻类体内的叶绿体进行光合作用生产地

球上绝大多数的生物质，给地球上的生命提供了源源不断的能源——煤炭、

石油、天然气等，还有我们和食物链底层动物吃的食物，以及我们所穿的

衣服。它们供给了人类的衣、食、住、行，用衣食父母来形容它们一点儿

也不过分，这么看来“地球母亲”主要是指它们。

第二种就是像人类这样的“消费者”了，这里说的不是“花钱买东西”

这样的消费者，而是指从维持生命运转的能量来源上看，自己不能生产

“能量”，只能从“生产者”那儿获取。人要吃饭，牛要吃草，地球上的动物，

有一个算一个都是能量的消费者，都必须依靠“生产者”生活。人类是这

群消费者中“财大气粗”的，为了生存消耗的能源多，并且多的能

源消耗并不是为了维持生存，而是为了获得更高的生存质量，汽车、火车、

飞机等超高能耗的交通工具跟生存本身没有半毛钱关系。论消费能源，人

类是任何其他动物都比不了的超级消费者。

第三种就是“分解者”，地球上的各种微生物，它们就像地球的“大

管家”一样负责物质的分解和转化，生产者生产的东西没被“消费

”怎么办？

分解者来消化分解，把它们再转化为可以被生产者利用的物质。森林里的

落叶没有堆积成山就是微生物们的功劳。植物分解成的营养被植物再利用，

中间还缺乏一些营养，主要是氮元素，而氮元素在动物身上比较多，不用

担心，动物死后也会被微生物分解后回归土壤，与植物分解的物质一起再

次被植物生长所利用，它们三者之间形成了非常好的物质和能量循环，一

个好的生态系统一定是这三者配合良好，并且比例适中。然而，人类的参

与会将三者的平衡打乱，种地就是人类破坏这个循环过程的做法之一。

养好菌，种好地

当人类从自然采食和狩猎转向农业生产时，就不得不开辟一片土地，

把原本生存在这片土地上的生产者除掉，种上少数的几种作物。开始的几

年，借助土壤里分解者千百万年积攒下来的养分可以维持较好的产量，由

于作物（生产者）采收后秸秆和粮食都被人类收走了，秸秆喂了牲口，粮

食喂了人，没有东西留给分解者了，也就不会再有养分回流到土壤。等原

有的养分消耗殆尽，分解者“饿”死了，生产者缺乏养分也不能高产了。

聪明的人类找到了一种方法，专门给土壤添加养分，问题不就解决了？

于是，肥料出现了！早的肥料可能就是动物粪便了，也就是动物分解生

产者后的废物，也是被肚子里的微生物分解过的产物，但是里面氮肥含量

太高了，养分不均衡，生产者还需要植物来源的养分。很多年前农村使用

的有机肥——沤肥就完美地解决了这个问题，里面既有植物也有动物的排

泄物，还有非常多的微生物，沤肥的过程就是分解者工作的过程，物质得

以转化。

然而，沤肥的量太少了，还十分费时费力，满足不了大规模农业生产

的需要，这时候化肥出现了。完全不需要分解者再去费力干活，直接把生

产者需要的养分补给它们不就行了。化肥虽然简单高效，但是忽视了一个

重要问题——没考虑给分解者吃什么！分解者需要的食物是动植物的“尸

体”，长时间给土壤使用化肥，分解者没有了食物，没有了活儿干，生存

会越来越困难。分解者越来越少，土壤也就慢慢没有了生命力。长时间使

用化肥的土壤多年以后会板结，缺乏营养，再好的化肥也比不了分解者产

生的养分丰富，时间长了产量一定会慢慢下降，一旦不用化肥产量将急剧

降低。

聪明的农民总是善于利用分解者，时不时也要照顾一下它们的心情，

种地时除了使用化肥外，也要合理使用有机肥，给它们点食物，让它们有

活路，物质的循环才得以顺利地进行下去——这样生产者和分解者才能紧

密配合起来，生产出质量上乘的粮食供消费者使用。生态农业、循环农业

和有机农业模式就是充分考虑了分解者的利益，而不是眼睛只盯着生产者，

只考虑作为消费者自己的利益，所以，这些农业生产模式是可持续的，也

是未来农业的发展方向。

在一些地方，农民们已经开始秸秆还田了，作为农业副产品，如果农

民不再养牲畜，秸秆的好归宿就是回归土壤，交给分解者来处理。大规

模的农业生产一定要考虑分解者——微生物们的利益。

假如，微生物消失了

假如有一天，地球上的微生物消失了，或者它们罢工了，那么地球

上将尸骨遍野，杂乱无章。没有了微生物的分解，所有动植物的尸体都将

维持原样。不仅如此，动物们吃下去的食物因为没有微生物的帮助无法被

“加工”成寄主需要的营养物质，土壤中可被植物吸收利用的氮元素也越

来越少，终，所有的动植物在离开了微生物的帮助后都将面临灭亡。离

开微生物的世界将不再是正常的世界，而离开我们人类的世界，只要有微

生物存在，仍将正常运转。

假如人体的微生物消失了呢？跟地球上的所有生态系统一样，人体也

是个生态系统，微生物仍是人体里的分解者，食物来自生产者，人还是消

费者。在人体的体表和体内，分布着数万亿个微生物，这些细菌、真菌、

病毒和原生动物比人体自身细胞数量还多，并且它们编码的基因数量比人

体自身的基因数量多数百倍。作为分解者，微生物能做的事情可能远远超

乎我们的想象。然而，人类对人体微生物的探索才刚刚开始，就像宏观世

界一样，人类探索宇宙的活动进行了多年但仍有很多未解之谜，人类对微

观世界的认识亦然。我们对人体微生物的认识和了解只是冰山一角，还有

大量的谜题等待人们破解。

对照上面提到的生产者、分解者和消费者之间的关系以及农业生产过

程，如果把人体比作农业生产过程的话，我们的身体就像土壤，健康将是

这片“地”的产出，分解者仍是微生物。我们该如何提高产出呢？这将是

这本书主要探讨的问题。可以预见的是，人体的微生物消失或减少了，也

会像土壤失去微生物一样，导致我们的身体出现“板结”和“贫瘠”，缺

乏活力和生命力，终导致产出受到严重影响，身体的健康状况自然不会

好。当然，人类很聪明，为了维持身体健康，医药研发人员、营养和食品

学家开发了多种多样的营养品、食品和药品，然而，这些东西就跟农民使

用的化肥一样，只是解决了产量问题，并没有解决物质和能量循环问题，

没有考虑身体里的分解者——微生物的需求。

如果你是管理人体健康的“农民”，该如何去做呢？

3真菌——微生物里的“植物吸血鬼”

真菌，是比较特殊的一类微生物。它是真核生物，细胞里面有一个细

胞核，核里面有密集的

DNA（deoxyribonucleic acid），比起细菌和病毒那

些松散的

DNA来，真菌细胞核内的

DNA不仅多而且还有一层核膜包裹，

就像有个专门的“司令部”一样，功能更多，也更高等。真菌虽然与动物

和植物一样都是真核生物，不同的是其细胞外壳——细胞壁的主要成分

是甲壳素（

chitin），也叫几丁质，跟虾、蟹、昆虫等甲壳动物的外壳成分

一样。

在历史上，由于这些真菌都是和蔬菜一起被食用，并且经常跟植物生

长在一起，很长一段时间，人们把它们当作植物。实际上，所有的真菌都

没有叶绿素，不能进行光合作用，也不能自己制造营养，只能依附其他生

物生存，所以，它们是典型的异养生物。这样看来，真菌似乎跟动物更接

近，都属于后鞭毛生物，并且细胞构成更接近甲壳动物。

“食腐”的真菌

别看真菌不大，却都是“食腐”的腐生生物，靠着腐化吸收周围其他

生物尸体生存。有些真菌是真的食腐，有的就没有那么大耐心，还没有死

的动植物也会依附上去，“帮助”其死亡。我们平常吃的蘑菇就属于真菌，

并且是典型的腐生，它们吃的食物就是秸秆、木屑等植物尸体。有一次，

我给朋友家的孩子讲这部分的时候，他把真菌称作“植物吸血鬼”，听起

来还挺在理，真菌跟吸血鬼一样靠吸食别人的“血”活着，只不过真菌吸

收的是动植物的营养。我也暂且把它们叫作“植物吸血鬼”吧。

“植物吸血鬼”可不是只有一种，通常被分为三类：酵母菌、霉菌和

蕈菌。前两种真菌个头都比较小，用肉眼几乎看不到。但第三种就几乎都

是大个头了，并且大部分我们都很熟悉，它们就是人们常说的蘑菇。不仅

人们肉眼看得见，而且大多数都成了美食，如香菇、草菇、金针菇、平菇、

木耳、银耳、竹荪和牛肝菌等。蘑菇都很美味，但不是果实，我们能够看

到或者吃到的部分其实是由众多菌丝体集合成的子实体，也就是真菌的生

殖器官。伞状的蘑菇背面分布了大量的孢子，等到蘑菇成熟了，小伞下侧

变黑会产生很多小孢子。当小伞反折过来，露出的孢子们就能随风扩散到

周边，继续萌发长成小蘑菇。

我们能看到的蘑菇实际上是蕈菌的一小部分，隐藏的菌丝才是真菌的

主要部分。它们就像植物的根系一样，蔓延到依附的食物上，甚至可以伸

到活着的细胞内或细胞间隙来汲取营养。等到菌丝吸收到足够的营养，生

长到一定阶段需要产生后代时，菌丝才会形成子实体，也就是我们看到的

蘑菇。我们吃到的蘑菇其实就是幼嫩的子实体。

人体里的“吸血鬼”

我们看到的绝大部分“植物吸血鬼”都是依靠腐烂的树木、枯草等腐

生生活，是比较“安全”的、可以友好相处的“吸血鬼”。然而，有少数

真菌是依靠活着的生物生存的，也就是寄生生活在活着的动植物身体上，

这才是真正的“吸血鬼”！更可怕的是，有一部分真菌是真的会把活人当

作食物来源。是的，你没看错！我来提几个这种“吸血鬼”的名字，大家

应该都不陌生，比如毛癣菌、白色念珠菌和阴道纤毛菌等。还觉得陌生？

我再提示一下，大家就知道它们是谁了。首先，介绍一种毛癣菌。广告上

经常说的“一个传染俩”的灰指甲就是由一些毛癣菌侵入指甲引起的。另

一种，名字既有颜色又有形状，听起来很具形象性的真菌——白色念珠菌，

存在于人的口腔、肠道和上呼吸道等地方的白色念珠菌经常引发多种感染

和炎症，是引起真菌性阴道炎和鹅口疮等疾病的罪魁祸首。洗发水广告上

经常说要去除的头皮屑，实际上是头皮上生长的真菌引起的头癣脱落物；

著名的“香港脚”与真菌侵染脚部皮肤引起的脚癣有关。

当想到这些真菌通过菌丝深入到人体细胞中多少还是有些害怕的，这

可比“吸血鬼”可怕多了，“吸血鬼”至少可以看得见摸得着，但是这种

看不到摸不着的真菌就这样慢慢侵入人的身体里，依靠我们的身体生存，

并且还会引起人体的各种不适，想象一下就感觉浑身不自在。

真菌感染要小心？

近，电视上经常出现一个公益广告，是关于白癜风患者的，虽然白

癜风患者部分皮肤白花，非常明显，大家看到了可能会不由自主地远离，

实际上白癜风并不传染，大家无须回避。但是，那些被真菌感染的人还是

需要适当回避一下的。好不要跟他们共用某些生活用具。

当然，如果家人或朋友中有人不幸得了上面提到的任何一种疾病，你

也不用特意回避，为什么这么说呢？明知道有“吸血鬼”出没不需要赶紧

躲开吗？问题是，你能躲得开吗？这些真菌实际上无处不在，自然界中到

处都是，包括你自己身上，想躲开也是徒劳。有人说，我们与被感染的人

接触越多被感染的机会越大，虽然躲不开，但适当的注意下总没错吧。是

的，希望大家理性对待。

自然界里的真菌无处不在，被侵染的也只是少部分人，我们应该对他

们的不幸报以同情，同时庆幸自己的免疫力还可以，我们身体上的相应真

菌还没有机会侵染我们。因为真菌是“欺软怕硬”的，只侵染那些抵抗力

差，免疫力弱的“老、弱、病、残”，对那些身体倍儿棒，吃嘛嘛香的健康

人则无可奈何。除非你的免疫力比较低，否则就不用担心“一个传染俩”。

所以比躲开那些感染人群更重要的是，要注意提高自身的免疫力，积极锻

炼身体，养成良好的作息习惯，吃好饭并且保持好心情，让身体里的“卫

士”们来抵抗“吸血鬼”们的入侵。

4食品发酵的功臣——霉菌和酵母菌

上面说过了“植物吸血鬼”中个头的一种。剩下的两种真菌并不

是长成蘑菇的模样，酵母菌和霉菌长得都很小，肉眼很难看到。霉菌属于

三种真菌中排名第二大的，它们的宽度可以达到

2~10微米，身体呈长管状，

特别像头发丝，也被称为丝状菌。根据它们的“长相”和“肤色”，人们

把霉菌分为根霉、毛霉、曲霉和青霉等，根据名字我们几乎能猜到它们大

概的长相。

霉菌

霉菌十分常见，默默存在于我们身边，连空气中都含有大量霉菌的孢

子。它们只要遇到合适的环境就会生根发芽，尤其喜欢温暖潮湿的地方。

卫生间、水池下、阴凉的墙角等很容易长出一些绒毛状、絮状或蛛网状的

菌落，有黄色、青色、白色等各种颜色，这就是霉菌。

除了阴暗潮湿的地方那些青绿色让人看着恶心的霉菌菌落外，日常

生活中的很多食品都跟霉菌有关。一些水果蔬菜的腐烂也是由于感染了霉

菌，比如橘子腐烂变软后的白色菌落，馒头长毛之后的那些白色或青色的

毛毛。馒头上长的“毛”实际上是毛霉，具有毛状的外形。毛霉能产生蛋

白酶，有很强的分解大豆等高蛋白含量食物的能力。我们的祖先很早就开

始利用霉菌生产美食了。中国的传统食品豆腐乳、豆豉、毛豆腐、臭豆腐

等就是利用毛霉分解蛋白质产生氨基酸等鲜味物质的能力生产的。某些毛

霉还具有较强分解碳水化合物的能力，可以把淀粉转化为糖，一些美味的

发酵食物正是人们利用不同霉菌的特性生产的。

食品工业中常用的霉菌，除了毛霉属之外，还有根霉属和曲霉属。根

霉具有很强的糖化酶活力，能把淀粉高效分解为糖，是酿酒工业常用的糖

化菌。曲霉属则具有非常强的分解有机物质的能力，产生延胡索酸、乳酸、

琥珀酸等多种有机酸，在酱、酱油、白酒、黄酒酿造等工业中得到广泛应

用。作为酿造大师们，必须熟练掌握运用各种微生物，这样才能酿造出口

味美好、质量稳定的发酵食品。

酵母菌

酵母菌也是常用于酿造生产的一类真菌，可以算得上是人类利用多、

充分的一类真菌。由于酵母菌能够发酵产生酒精和二氧化碳，我们喝的

绝大多数酒，吃的绝大多数发酵面食都离不开酵母菌。酵母菌也是人类文

明史中被应用得早的微生物。据说，距今

4万~5万年前的旧石器时代

人类就会酿酒了。某个原始人意外发现了某种含糖的果子自然腐烂后出现

了又香又辣的液体，喝了还让人很兴奋，于是模仿自然界中的酵母发酵过

程制作酒。全球各地，酒的种类很多，啤酒、葡萄酒、黄酒和白酒等的酿

造过程都需要酵母菌参与把各种粮食或者糖类转化成酒精。酵母菌在葡萄、

果蔬的表面分布很多，有时候根本不需要添加酵母菌就能够做出美味的发

酵食品。传统制作葡萄酒的方式也是利用葡萄表面的野生酵母菌，不需要

额外添加。现代生产工艺已经摈弃了这一过程，而采用提纯好的干酵母，

这样酿出的葡萄酒质量稳定，适合工业化生产，符合商品化的要求。

除了酒之外，人类常吃的松软的面包、馒头等发酵食品也是利用了酵

母分解淀粉生成二氧化碳的过程，掰开面包，大大小小的空洞就是二氧化

碳气体的杰作。记得我小时候，家里蒸馒头从来没见过妈妈加酵母，只需

要把一块面放“坏”了，做馒头的时候当作“面肥”或“面起子”来用就

可以了。只是这样的发酵过程除了酵母菌的参与之外，还有其他细菌，比

如会产酸的乳酸菌，这些菌会导致面变酸，发酵结束后还需要加碱来中和

一下才能做出松软可口的馒头。

天然的发酵过程会受温度、湿度、面的成分、水分含量和加碱的量等

因素的影响，经验不够的人很难掌握好发酵的火候，也就很难控制做出的

馒头的品质。就连我那做了几十年馒头的妈妈，来到北京后按照这种传统

的方法再也没有做出过好吃的馒头。不是馒头发不起来就是碱放少了馒头

发酸，气得她老人家发话再也不蒸馒头了。我总安慰她说是因为北京气候

不如老家，高楼大厦里“好的”酵母菌太少了。现在，我们买的雪白松软

的馒头，制作过程中实际上只用了纯酵母发酵或泡打粉，缺少了乳酸菌的

参与，不再有酸产生也就不用再加碱面中和了。这样制作出来的馒头也能

够口感松软，而且质量更稳定。然而，这种方便快捷的馒头缺少了其他微

生物的参与，也就缺少了这些微生物产生的风味物质，这也许就是我们很

难吃到“小时候的味道”的原因。

写到这里，我又开始怀念小时候吃的馒头的味道了！怀念小时候，在

寒冷的冬天手里捧着妈妈早起刚蒸好的馒头，边走边吃去上学的情景。白

白的、冒着热气的馒头，咬一口松软，嚼一口香甜。真希望深知如何使用

大自然馈赠的微生物制作馒头的妈妈，仍然可以在北京的家里做出松软香

甜的馒头，做出小时候的味道啊。

5致癌又要命的毒物——霉菌毒素

怀念完小时候吃的馒头的味道，惊叹于大自然给予人类味蕾的馈赠之

余，我们也得知道微生物的世界并不都是美好的。霉菌，除了可以用于发

酵食品，产生风味物质之外，有些霉菌还会产生霉菌毒素。

霉菌毒素，听这名字就知道不是什么好东西。霉菌毒素是霉菌在农作

物和农产品中产生的一系列有毒次级代谢产物，是自然发生的危险的食

品污染物之一。霉菌毒素通过被其污染的食品或饲料进入人和动物体内，

引起人和动物的急性或慢性中毒，损害机体的神经组织、造血组织、皮肤

组织、肝脏及肾脏等，主要表现在神经和内分泌紊乱、免疫抑制、肝肾损伤、

影响生育甚至致癌致畸等方面。

防不胜防的霉菌毒素

黄曲霉毒素、呕吐毒素、玉米赤霉烯酮及赭曲霉毒素等是目前发现的

200多种霉菌毒素中的佼佼者，是食品中污染普遍、造成经济损失和社

会影响的霉菌毒素。玉米、小麦和花生等常见的农作物和农产品比较

容易为霉菌所侵染进而产生霉菌毒素。

谈到霉菌毒素，就不能不提黄曲霉毒素。它是黄曲霉和寄生曲霉定

植在农产品上产生的，是人类早认识、了解清晰、污染普遍、对人

类健康危害的一类霉菌毒素。早在

1993年，黄曲霉毒素就已经被世

界卫生组织（

World Health Organization，WHO）的癌症研究机构划定为

Ⅰ类致癌物，远远高于氰化物、砷化物和有机农药的毒性，是一种剧毒物

质。黄曲霉毒素现在发现的有十几种，其中黄曲霉毒素

B1是常见也是

危险的致癌物，还包括前些年因牛奶质量问题让公众认识的黄曲霉毒素

M1——奶牛食入被黄曲霉毒素

B1污染的饲料后将其代谢为黄曲霉毒素

M1进而污染了牛奶。

除了毒性大，霉菌毒素的另一个可怕之处是稳定、极耐高温，一般的

方法根本破坏不了。让人头疼的是，霉菌毒素普遍存在于人类和动物的

食物中，几乎避无可避。如果不追求极致，不想被饿死，只要吃饭就一定

会无奈地吃下含有霉菌毒素的食物。这么剧毒的物质，

20世纪

60年代才

被人们发现。随着人类对霉菌毒素认知的逐渐深入，各国对其监管的程度

也越来越严格。尤其是近些年，人们的生活水平逐步提升，对食物的需求

也由温饱转向健康安全。世界各国的监管机构对此也没有办法，只能根据

各种毒素的污染情况和毒性程度，对不同类型的产品设定一个容许量

（称之为限量标准）。根据剂量确定毒性，只要每克产品中霉菌毒素的含量

不超过这个值，危害就小到可以忽略不计了。如果超出了，产品就不能再

用于规定用途，严重超标的还会被销毁。

农户自产产品请慎选

现在大的饲料和养殖企业都会按照国家规定严格控制几种常见霉菌毒

素的含量。因为动物吃了有毒饲料会中毒，毒素还会在体内累积和转化，

终被人类消费后殃及人体健康。一些小的养殖企业或者养殖户没有相应

的检测条件，甚至有些根本就不知道饲料里面还有这种东西，自然也就不

会控制毒素的含量了。

记得有一次去山里玩，顺路去我经常买鸡蛋的老乡家里看了看，我

发现他给鸡吃的玉米很多都发霉了。鸡吃了发霉的玉米后，会将毒素残

留在鸡蛋中。从此，我再也不买他家的鸡蛋了。此前，我和很多朋友一

样，一方面，作为吃货很怀念小时候的味道；另一方面，对中国的食品安

全信心不足，总是青睐农户自产的产品，认为按照传统的养殖、种植方式

生产的食品安全性更高，也更愿意花高价购买这些产品。然而，当我看过

很多农户的养殖、种植过程后，彻底打消了这个念头。我也经常劝跟我之

前想法一样的朋友，比如就从比氰化物还毒的黄曲霉毒素来说，没有经过

严格检测和监控的自产产品，其健康风险远比正规企业生产的产品要高

很多。

刚才说的玉米是经常被拿来做饲料的，多也就是给动物吃一吃，残

留在肉蛋奶中的毒素含量一般也不会很大。除了玉米，大豆和花生等油料

作物也是黄曲霉的主要侵染对象。要知道在中国仍然存在很多榨油作坊。

这些作坊基本上不可能有霉菌毒素的检测和监控条件。记得前几年《焦点

访谈》节目就曝光过广西的众多榨油作坊。虽然政府要求其必须具备检测

黄曲霉毒素的能力，但是很多小作坊都是买来仪器设备应付检查，日常从

不使用。其产品品质监测基本真空，黄曲霉毒素的含量处于失控状态，食

品安全完全没有保障。

按照工业加工的流程，浸取出来的“粗油”一般都是要经过几步精炼，

每一次精炼都会降低毒素的含量，多次精炼后，其含量就可以忽略不计了。

所以，从安全的角度，经过精炼的油是可以让人放心食用的油。但是，精

炼过程确实会把一些风味物质也损失掉，油吃起来不“香”了。有时候安

全和美味就像鱼和熊掌一样难以兼得。当然，也不是完全没有办法，只是

需要费点事儿。如果大家实在喜欢吃闻起来更香的粗油，可以尽量使用收

割之后及时晒干、通风干燥彻底、保存完好的花生或者其他油料作物来榨

油。此外还要注意，在榨油之前必须仔细挑选，去除任何发霉的、外表破

损的和不饱实的籽粒，只有这样榨出的油，安全风险才小得多。显然，这

样榨出的油根本无法量产以满足大众的需要。

霉菌毒素，挡都挡不住

霉菌毒素在农作物的正常生长期就有可能存在了。比如，在玉米种植

过程中，如果土壤中的黄曲霉侵染了种子，那么在玉米生长的初期霉菌毒

素就会与之相伴。霉菌的孢子散落在空气和土壤等与农作物密切接触的环

境中，农作物在生长过程中随时面临被霉菌侵染的风险。

现代农业生产大量依靠机械，现有的作物品种适应密植，种植太密、野

草过多、氮肥不足。再加上大环境上，温室气体的排放增加，全球都在变暖。

空气的污染，雾霾天的增加会减少日光照射，减少水汽的蒸发上升，更容易

制造出潮湿的地表环境，这些因素都将在较长的时间里提高霉菌毒素产生的

可能性。如果作物自身再有细微的破损，那么被侵染的概率就太高了。

收获过玉米的人都知道，一些刚收的玉米穗上有些已经长了很多霉

菌。虽然霉菌的生长状态代表不了霉菌毒素的污染程度，也确实存在有一

部分霉菌菌株产毒能力差，但是霉菌的出现起码说明作物被侵染了，产生

霉菌毒素的可能性很高。也有一些粮食作物收上来以后看不出有霉菌存在，

但是一测霉菌毒素的含量却十分高，这和霉菌的菌株种类有很大的关系。

有一年南方高温高湿，我就听到有饲料企业的朋友抱怨粮食在地里还没收

上来霉菌毒素就超标了。

除了种植过程，霉菌毒素在作物采收和储存过程中产生的概率也不

小。现在粮食的采收大都实现了机械化，这个过程与原来的收割过程不一

样。传统的粮食采收过程是收割之后立即在房顶或晒场上晾晒，我们小时

候大多采用这种方式。那时候学校有秋假，就是方便大家收粮食的。由于

秋季干燥少雨，没多久粮食就干透了，这时候农民才脱粒，后才把粮食

卖掉。而现在，机器采收之后农民直接把粮食卖给粮商，缺少了晾晒过程。

现在的农村也几乎没有房顶可以晾晒粮食了，更没有了大的晒场，同时也

极度缺乏晾晒粮食和搬运粮食的劳动力。那些留守的老人们更愿意把这些

活交给机器，把刚收获的粮食直接卖给粮商，换成厚厚的一叠人民币，可

以说是既省心又省力了。粮商收购完粮食后，一般采用机器加热烘干的方

式让粮食干燥。如果这个过程不及时，或者粮商为了节约成本少烘干一会

儿，就给了霉菌可乘之机，它们会抓住机会大量繁殖，直接导致了霉菌毒

素的含量升高。

当然，人类也不是完全没有办法遏制这种现状。让我们看一下霉菌生

长四要素：碳水化合物（玉米等谷物饲料）、潮湿的环境（充足的水分）、

适宜的温度和足够的氧气。从这几个方面入手就可以抑制霉菌的生长。人

们可以采用合理密植、增加作物间隙、去除杂草、通风换气、增加排水、

防止积水等措施来减少作物生长期霉菌的产生。在采收过程中尽量保持作

物外壳完整，让种皮隔绝霉菌与种子里碳水化合物接触的机会，从而少为

霉菌提供养分；在粮食采收后的保存过程中，就是在晾晒过程中，尽量不

要处于潮湿环境，把水分降到；把粮食储存在阴凉干燥的地方，保持

低温；尽可能降低氧气含量，一些比较好的粮库会采用气调保存的方式，

降低氧气含量增加二氧化碳浓度，从而达到抑制霉菌生长的目的。做到这

几个方面非常不容易，专门的粮库可以做到，一般的小型保存库和家庭散

户就难了。

让人伤脑筋的霉菌毒素

在农业生产中，毒素超标的粮食并不少见，人们又没有办法去除毒素，

如果将这些粮食全部销毁，将会造成极大的损失。管理者处理霉菌、毒素

超标的粮食有几个办法，一是稀释，即把超标的粮食与不超标的粮食混合

起来，把总的含量降到国家标准以下。现在对这种方法的异议很多，一般

不建议使用了。另一种是改做其他用途。前面我们说过国家会根据产品的

用途来规定其霉菌毒素的限量，比如这批玉米做不了牛料可以做禽料啊，

禽类寿命短，比起猪和牛来，几个月就可以端上餐桌了，霉菌毒素在它们

身上累积的伤害还没显现出来就已经被吃了；而猪对呕吐毒素十分敏感，

可以说比人都敏感，那么猪饲料中呕吐毒素的含量就一定要控制好；对于

奶牛，为了控制牛奶中黄曲霉毒素

M1的含量，喂食奶牛的饲料中黄曲霉

毒素

B1的量一定要十分低。

人们是不是一直认为人吃的食物霉菌毒素含量呢？答案是肯定

的，但是据我了解的情况是很多食品企业在霉菌毒素监管方面做得远不如

饲料企业专业和严格。这点极具讽刺性，业内的人们经常开玩笑说人吃的

还不如动物吃的管控严格呢。造成这一情况的原因我想也许是饲料企业追

求利益化，霉菌毒素既不能超标，又不能总是使用价格高的低霉菌毒

素产品，那么做好内控，根据霉菌毒素的含量决定将其用在对应标准的动

物饲料上，即可在既定的红线范围内追求的利润；而食品企业因为在

源头上使用的就是好的原材料，加工出的产品自然不会差，加之产品利润

也不高，当然不愿意在霉菌毒素检测上投太多钱。尽管大多数知名的食品

企业对霉菌毒素都有严格的监管，但是在检测力度和警惕性方面比饲料企

业还是要差一些。

另外值得一提的是一般情况下毒素的存在都不是一种，而是几种毒素

共同存在，这种复合型污染产生的毒性是协同的，能够实现

1 1>2的效果。

养殖动物们虽然吃了符合国家限量标准要求的饲料但是依然可能造成很大

的身体损伤，那么病死率仍会升高，于是养殖场只能使用各种抗生素来提

高奶牛的产奶量和生猪出栏率。经过这样的一轮消化代谢，霉菌毒素的量

可能已经比较低了，但是却引入了不少药物和抗生素的残留。可喜的是相

关监控部门和企业已经注意到了这方面的问题，从根源监控动物对霉菌毒

素的摄入量，注意控制几种毒素的协同效应，加大药物尤其是抗生素残留

的检测力度，使现代养殖向着更健康的方向发展。

6能培育“超级细菌”又能救命的药物——抗生素

微生物的世界并不都是美好的，但也并不都是不好的。霉菌的产物不

是都如上面提到的霉菌毒素一样对人有害，有一些霉菌的产物还能救人性

命，比如大家熟知的青霉菌产生的青霉素（

Penicillin，或音译为盘尼西林）

就挽救了无数人的性命。青霉素是一种抗菌素，也被称作抗生素。大家一

定记得小时候的科学启蒙故事：

1928年，英国细菌学家弗莱明，在一次幸

运的意外中发现，长了霉菌的培养皿中葡萄球菌被抑制了，从而，他首先

发现了世界上种抗生素——青霉素。

毫无疑问，抗生素的研制成功，大大增强了人类抗细菌感染的能力，

减少了人类的伤亡。经过几十年的研究发展，抗生素已经被广泛应用于治

疗肺炎、肺结核、脑膜炎、心内膜炎、白喉、炭疽等多种带“炎”的疾病。

除了青霉素，链霉素、氯霉素、土霉素、四环素等新的抗生素也在随后的

几十年里不断产生，人类治疗感染性疾病的能力也在持续增强。但是，随

之而来的是抗生素耐药问题。

耐药菌是这样产生的

抗生素战胜细菌就靠那么“三板斧”：抑制细胞壁或蛋白质的合成；

干扰细菌

DNA的合成和抑制其生长繁殖。细菌当然不会坐以待毙，它们

一定会采取相应的对策拼死挣扎。细菌，这种在地球上能存活

30多亿年

的物种，可不是一般的生物啊。它们有亿万年不间断的进化能力，对环境

具有非常好的适应能力。耐药性细菌的出现就是它们进化的本能过程，是

一种优胜劣汰的自然现象。

我们可以做个简单的实验，将细菌接种到两个培养基上，一个里面含

有链霉素，一个不含，然后放在培养箱中恒温培养。第二天，我们可以看

到不含链霉素的培养皿上密密麻麻长了一片细菌，而含有链霉素的培养皿

上仅长出星星点点的几个菌落。链霉素几乎杀死了

99.9%的细菌，但是别

忘了，那几个幸存的菌落属于“优胜”的幸运儿，它们并没有被抗生素杀

死。当细菌遇到抗生素，那些对药物敏感的菌株陆续被杀灭了，而一些细

菌出现了偶然的基因错配，也就是自己出现了突变，形成了对药物不敏感

的突变株。

细菌通过基因突变和改变自身结构等方式削弱抗生素的作用，产生了

耐药性。总结起来，细菌对抗抗生素的手段很多，比如合成可以把抗生素

给吃掉的分解酶；长出外排泵，把进入细胞的抗生素再给送出去；改造细

胞壁，加装上防护网，让抗生素进不来；修饰靶点，换个“锁芯”，使抗

生素找不到它，无法发挥活性。你看，细菌有这么多办法，总有一种对策

是管用的，一些细菌就这样活了下来。不仅如此，它们还可以把自己掌握

的本领稳定地传递给后代或者告诉身边的小伙伴们。

细菌相互之间交流沟通很频繁，一旦某个细菌知道怎么对抗抗生素了，

它就会跟其他细菌进行交流沟通，很快，其他细菌也会慢慢学会如何抵抗。

时间久了，这种抗生素就会失去作用，也就不能再起作用了。一传十，十

传百，一代传一代，细菌们就都掌握了这门技术，终，细菌们对抗生素

产生了耐药。一种细菌对一种抗生素产生耐药性还没啥事，大不了换一个

抗生素来杀死它们。但是，可怕的是一些能耐比较大的细菌，它们可以

对大部分抗生素产生耐药性，这种细菌就是“超级细菌”，如耐甲氧西林

金黄色葡萄球菌（

MRSA）和抗万古霉素肠球菌（

VRE）就可以让绝大多

数抗生素都束手无策。

“超级细菌”并不是这些细菌具有了什么“超能力”，被它们感染的人

仍然是出现相同的感染症状，只不过，任何抗生素都拿它们没办法了。据

欧洲临床微生物和感染疾病学会预计，一旦哪个患者感染了“超级细菌”，

可能至少

10年内都无药可治！技术再好，经验再丰富的医生，都面临“巧

妇难为无米之炊”的境遇。无药可治，躺在床上等死应该是这个世界上

可怕的事情。

从滥用抗生素，到无能为力

当然，我们也不能怪细菌，这是它们的本能。在过去的几十年中，人

们为了杀死病菌，不停地开发新的抗生素，细菌也在不停地对新抗生素产

生耐药性，抗生素的种类是有限的，而细菌却可以通过万千变化躲避打击。

于是，抗生素的种类越来越多，细菌也随之演变出更多的光怪陆离的品种。

目前为止，人类研发抗生素的速度已经赶不上耐药性细菌的产生速度了。

有专家预测，在不久的将来人类会再次陷入没有抗生素的时代，人类对抗

很大一部分疾病的能力可能会倒退回一百年前，一些轻微的、常见的细菌

感染都有可能引起致命的后果。真不希望这一天到来。

有一年春节期间，大学同学打来求救电话，他的岳父因结肠炎动手术，

感染了艰难梭菌，医生说是耐药性的“超级细菌”。他知道我在做微生物

方面的研究，想问问有没有办法。遗憾的是，我也无能为力。

10年前，耐

药性艰难梭菌感染导致死亡的比例已达到千分之二了，就是感染的每

1000

个人里会有两个人死亡。这些年，随着细菌耐药性的增加，这一比例在逐

年上升。对付“超级细菌”，粪菌移植（把健康人的肠道菌群移植给被耐

药菌感染的患者）是效果较好的治疗方法。虽然，我帮他联系了做粪菌移

植的专业机构，但是两个月后，他的岳父终因无药可救而遗憾地离开了人

世。粪菌移植应该是非常有效和有前途的治疗这种疾病的手段，但是，他

岳父的肠道情况已经不再适合移植。

这是个真实的，发生在我身边的案例，要知道这种情况非常有可能发

生在任何一个人身上，包括我自己。躺在高级的病房中，用着全世界先

进的医疗仪器和设备，却没有任何一种药物可以治疗，在家人、医生和护

士的陪伴下默默地等待细菌感染而亡，真是一想起来就让人泪目！

停止滥用！我们还有机会

客观地讲，要怪只能怪我们人类自己没有利用好抗生素。实际上，抗

生素的滥用（而不是抗生素本身）才是细菌产生耐药性的推手。滥用

的意思就是“太任性”，不该使用的时候也用，该少用的时候没有控制住量，

该用

7天的时候不放心疗效而延长到

1个月，能用一种抗生素的情况下非

得用多种抗生素。可气的是，在养殖场里，健康的动物一出生，抗生素

就添加在了每天吃的饲料中进行预防性或增产性的使用。有一项研究发现，

在人类常用的

1000多种药物中，有超过

25%的非抗生素类药物具有杀菌

效果，能够作用于

40种肠道微生物中的至少一种。也就是说，即使不用

抗生素，使用其他药物也有可能使微生物产生抗药性！

基因突变是产生耐药细菌的根本原因，但基因突变是偶然事件，大

部分的突变是没有效果或是有害的，只有极少数有微弱的耐药效果，一

次突变就能让细菌获得完美耐药性几乎不可能。现实中，耐药性几乎都

是逐步积累突变、慢慢出现的。原本，只要抗生素和细菌见面的机会少一

点，给细菌出现突变产生耐药性基因的机会就会少一些，耐药性出现的

时间会无限延长。现在好了，抗生素在全球各地都遭到滥用，它们每时

每刻都在与细菌接触，这无疑加速了细菌耐药基因的产生。所以说，如

果没有抗生素的滥用，细菌的耐药性也不会以如此快的速度在全球蔓延

开来。

前些年，抗生素滥用的情况在中国十分普遍。近几年来，人们逐步

意识到了抗生素滥用的危害，这不仅影响一个地区、一个国家，它会威

胁所有地球人的健康。可喜的是，在一些大的医院，给患者输液已经被

严格监管，不能再随便打抗生素；在一些城市的药店，人们已经不能随便

买到抗生素。希望更多的人意识到抗生素滥用的危害，从自己做起，从

这一刻开始，科学合理地使用抗生素，不要等到细菌感染无药可救的那

一刻！

7曾杀死欧洲

1/3人口的微生物——细菌

前面提到的微生物个头算是大的，细菌与真菌不同，一般个头都不大，

不同的地方是细菌没有细胞核，它们都是原核生物。细菌跟真菌一样，

也是有各种各样的形状。从形状上来说，细菌可以分为球状、杆状、链状、

螺旋状等，长短大小都不一样。实际上，只要知道细菌的名字，我们通常

就能知道它们的形状，比如大肠杆菌、幽门螺杆菌和嗜热链球菌。细菌中

还有一个类群是古细菌，从名字上就能知道它们是非常古老而独特的一个

分支，主要分布于人类几乎到达不到的环境中，但在人的肠道和皮肤

上也有分布。

无论什么形状的细菌，实际上都是“圆头圆脑”的，并且大部分都长

着毛，就像绝大多数动物一样。这些毛的作用可不是防寒保暖，有些毛可

以帮助细菌运动，有些则帮助细菌与细菌直接交换信息。

小细菌，能长成地球大小？

由于细菌通常只有零点几到几微米大小，而人的头发直径有

50~80微

米，几十个细菌摞起来才够一个头发丝的大小，所以，人类仅凭肉眼是根

本看不到它们的。球菌一般长的都比较小，直径在

1微米左右，而杆菌通

常大一些，宽

0.2~1.25微米，长度可以达到

5微米。杆菌是典型的电线杆

型，也是细菌中常见、数量多的类型。虽然，细菌都很小，但是如果

细菌的数量多了，组团在一起的时候我们也是可以看到的。当然微生物的

世界总有特例。并不是所有细菌人类凭肉眼都看不到，据称德国科学家在

非洲的海底发现了一种世界上的细菌，单个细菌的直径有

0.1~0.75毫

米，几乎有果蝇的头那么大，完全可以用肉眼看到。

细菌的繁殖速度非常快。它们的繁殖方式跟动物不一样，动物是有

性繁殖，而细菌的繁殖方式是分裂，直接复制自己就可以了。当一个细菌

生长到一定阶段就会从中间分开，变成两个，然后这两个再分别继续生

长，到一定阶段又分别开始分裂，周而复始地重复复制和分裂，差不多每

隔十几分钟一个细菌就能分裂成两个，两个再分裂成四个，进行指数级分

裂。更形象一点来说，这个过程就像一个鸡蛋慢慢地可以长成双黄蛋，然

后，从中间切开（分裂）后变成了各有一个黄的鸡蛋，再等每一个鸡蛋都

长大变成双黄后再切开，没多长时间，细菌的数量就变得非常多了。有人

测算过，如果营养充足，一个大肠杆菌可以在一天内变成一百亿个，在两

三天的时间里，重量就能从

1毫克增加到跟地球差不多。当然了，这都是

理论上的，实际上细菌永远也不能长成地球的大小和重量，因为它们也会

衰老和死亡，营养也不会无限制地供应。虽说如此，细菌还是很容易长到

人类肉眼可见的尺寸的。当人们把细菌放在富含营养的培养基上，细菌们

就开始生长和繁殖。差不多

24小时后就能在培养基上看到大小不同的斑

点。这些斑点就是约

100万个细菌堆叠在一起形成的，人们给这种斑点起

了个名字，叫做菌落（

colony）。由于一个细菌就能形成一个菌落，人们就

用菌落形成单位（

colony-forming unit，CFU）来计数细菌的多少。不同的

细菌可以形成不同形状、不同颜色的菌落。有的菌落鼓成一个包，有的形

成平面，有的菌落长得像一张网，有的菌落长得像八爪鱼。有经验的研究

人员仅仅通过菌落的不同就可以分辨不同的细菌。

细菌还可以做画？

如果读者想看看菌落长什么样子，可以在网上买一个加了培养基的培

养皿，自己印个手印或者哈一口气在里面，放在室温下一两天，然后，你

就能看到培养基上生长的不同菌落了。红色、油亮、圆珠型的菌落像极了

红宝石，应该会讨得女孩子的喜欢；金黄色，呈放射状铺开的菌落更像太

阳。国际上还有一个琼脂板绘画大赛（

Agar Art Contest），就是用这些肉

眼看不到的细菌培养出一幅幅美丽的艺术作品，其中还有一些经典的名画，

比如用变形杆菌、鲍曼不动杆菌、粪肠球菌、肺炎克雷伯菌创作的凡

·高

的《星月夜》。这样的画作不仅好看，还具有生命力，的不足就是无

法固定下来，除非细菌们在某一时刻都死掉，并且不会再有新的细菌生长。

有创意的各位还可以发挥想象力，用不同的细菌来做自己喜欢的细菌画。

杀人无数的病菌

别看细菌画好看，人们对大多数细菌可没有好印象，一提到细菌，所

有人都会避而远之，生怕被它们感染了。我们听到的细菌的名字经常跟

疾病联系在一起，比如肺炎链球菌、肺炎克雷伯菌、鼠疫杆菌、结核杆菌、

霍乱弧菌、痢疾杆菌等。

人们害怕细菌是根深蒂固的，历史上，因为细菌感染致死的人数非常

多，比如鼠疫杆菌引起的黑死病是人类历严重的瘟疫。因为症状是

腹股沟或腋下的淋巴有肿块，然后皮肤会出现青黑色的斑块，所以，被称

为黑死病。这种菌致死率极高，染病后几乎所有的患者都活不过

3天。据

统计，因为感染黑死病死亡的总人数超过

2亿人，肆虐全球至少超过了

300年。遗憾的是，当年人们并不知道什么动物是传染源，欧洲人曾经把

瘟疫的爆发迁怒于犹太人，他们杀死了大量犹太人。少数头脑清醒的人意

识到动物才是传播疾病的源头，于是，他们杀死了所有的家畜，大街上满

是猫狗的死尸。人们并不知道老鼠才是真正的传染源，而教会认为猫是幽

灵和邪恶的化身，鼓动人们捕杀猫，这几乎导致猫濒临灭绝，没有了天敌

的老鼠肆意繁殖，传播了更多的鼠疫杆菌。

黑死病使欧洲约

2500万人死亡，占当时欧洲总人口的

1/3。一个小小

的鼠疫杆菌就能引发这么大面积的破坏，人类没有理由不害怕细菌，特别

是致病菌。在细菌与人类的战争史中，为了消灭细菌，人类付出了惨重的

代价。

对人类有益的细菌

还是那句话，微生物的世界并不都是不好的，但也不都是好的。从对

人类的影响上，细菌被分为三类：有害菌、有益菌和中性菌。上面提到的

致病菌就是典型的有害菌，人类的多种疾病都跟这类细菌有关。相比有害

菌，人们对有益菌的了解并不多，人类发现的少数几种对人体有益的细菌

主要有乳酸杆菌、双歧杆菌和芽孢杆菌，这也是目前常见的益生菌。在

食品和健康领域应用多的细菌应当是乳酸杆菌了，人们饮用的酸奶就是

主要由乳酸杆菌发酵制作的。

大多数细菌属于中性菌，始终保持中立，在适当的条件下或者变为有

益菌或者变成有害菌。限于我们对细菌的了解，有害菌、有益菌和中性菌

的界定并不十分清晰，同一种细菌可能游走于这三类之间，有益菌也许会

叛变变成有害菌，有害菌也可能良心发现变成有益菌，还有左右摇摆的中

性菌。

到底有多少种细菌？

细菌的数量是否多到数都数不清，时至今日学界仍没有统一的结论。

尽管有人估计地球上有

1000亿种微生物，海洋中有

2000万到

10亿种微

生物，数量达到

1030，占据海洋生物重量的一半以上。地球上的绝大多数

细菌是人类无法培养的，因此，人类对这些细菌的了解还非常少，具体的

种类和数量也都是人们估算出来的。

目前，并没有什么好的办法来对细菌做个统计，因此，这个数字并不

准确。实际上，依靠基因测序技术估计地球上的细菌只有数百万种。截至

2016年，我们有效命名的细菌和古细菌数量将超过

13 000个。即使不能

培养，人们还是找到了不依赖培养的细菌分类或命名方法，这就是

1980

年实施的“细菌编码（

bacteriological code）”国际规则。根据这个国际规则，

清单中公布的有效原核生物种和属的数量分别从原来估计的

30 000个下降

到约

1800个和

300个，其中大部分的种类后来被证明是一样的，在分类

上只能归并到一起。自那时起，微生物分类学家每年只能分离描述几百个

新物种。

16S rRNA——细菌的“姓名标签”

由于传统的分类方法很难鉴定不同种类的细菌，而微生物分类学的根

本革命是通过分子生物学方法，或者说基因测序的方法。这种方法是细菌

核糖体小亚基

rRNA的比较序列分析，也称为

16S rRNA基因序列分析。

当然，鉴定真菌的方法与之类似，称作

18S rRNA和

ITS基因序列分析。

在后文中，我将会提到很多细菌名称，这些细菌的名称绝大多数都是通过

这种技术鉴定出来的。

在介绍这种方法前，有几个知识点需要普及一下。细菌是原核生物，

虽然它们没有细胞核，但是它们的

DNA还是有专门的结构，其中，核糖

体就是

DNA上的主要部件。这个核糖体也不是一个整体，它实际上是含

有

3种类型的

rRNA小亚基：分别是

23S、16S和

5S rRNA。这三种

rRNA

就像三条刻有密码的铁链子。其中，

16S这条链子含有

1540个铁环，有

一些铁环上带有重要的身份信息，就像狗链子上拴的铭牌一样，代表了每

一种细菌的名字，其铁环的排列和构成与细菌的分类地位一致，且非常

稳定。

在细菌基因组中，编码

16S rRNA的序列包含

9~10个可变区（

variable

region）和

11个保守区（constant region）。保守区反映了物种间的亲缘关系，

而可变区则体现了物种间的差异。通过对可变区的检测就能够将不同的细

菌区分开，正是由于

16S rRNA具有良好的进化保守性，适宜分析的长度，

以及与进化距离相匹配的良好变异性，使之成为当之无愧的细菌分子鉴定

的标准标识序列。目前，

16S rRNA的基因序列信息已经广泛应用于菌种

鉴定和系统发生学研究。

16S rRNA基因测序，解码细菌

在实际应用中，一般在细菌

16S rRNA编码基因中

V3~V5的可变区

设计一段细菌通用引物，通过

PCR（聚合酶链式反应，

polymerase chain

reaction）的方式扩增出所有细菌的

16S rRNA片段，然后，把所有细菌含

有密码的铁链子中的其中一段信息通过高通量基因测序的方式给读取出来，

再对每种细菌的这段信息进行分析就能把细菌的名字给翻译出来了。随着

基因测序技术的发展，这种

16S rRNA基因分析技术已经变得非常快捷方便，

越来越多细菌的

16S rRNA基因序列被测定并收入国际基因数据库中。

现在，数以亿计的

16S rRNA基因序列已经存放在公共数据库中了。

2015年

7月，SILVA数据库（

www.arb-silva.de，国际知名微生物核糖

体

RNA数据库）发布了

1 411 234个近全长细菌和

53 546个古细菌

16S

rRNA基因序列，即使这样，仍存在相当多的未知细菌需要被探索。正是

由于这么庞大的数据库存在，我们才能快速和方便地对检测到的细菌进行

命名，这无疑加速了我们认识人体微生物的进程。只要花费几百元钱就能

对一个样本中的所有细菌进行测序和分析，未来，这种测序技术的价格会

越来越便宜，我们对这些微生物的了解也会越来越多。

我的一部分工

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现在，我们买的雪白松软的馒头，制作过程中实际上只用了纯酵母菌或泡打粉，缺少了乳酸杆菌的参与，不再有酸产生也就不用再加碱面中和了。这样制作出来的馒头也能够口感松软，而且质量更稳定。然而，这种方便快捷的馒头缺少了其他微生物的参与，也就缺少了这些微生物产生的风味物质，这也许就是我们很难吃到“小时候的味道”的原因。

编辑推荐

央视、中国图书评论学会2018年度中国好书（科普生活类，独一本医学健康科普）

中国医师协会医师报2019中国医界好书

2020年第十届吴大猷科学普及著作奖创作类佳作奖

有研究表明，人体微生物的数量约是人体自身细胞数量的10倍，而肠道微生物约占人体微生物总量的80%。

洞察肠菌小心思，呵护人体大健康。

肠菌不止会影响你的饮食口味，还可能影响你选择什么样的伴侣。

我们之前可能都低估了肠菌的作用，因为不了解。现在有一个了解肠菌小心思的机会摆在你面前。

我是谁？我从哪里来？我往哪里去？“灵魂三问”的答案，也许就在肠菌里。

中国科学院高福院士，金锋研究员、朱宝利研究员，粪菌移植专家张发明，食品健康科普作家云无心重磅推荐。

媒体评论

高福 中国科学院院士，中国疾病预防控制中心主任

进入21世纪，当人们兴高采烈准备为人类基因组图谱的完成而举杯欢庆的时候，突然意识到我们的第二基因组——微生物组，在“指挥”着我们的每一个行动，影响着我们的生活。微生物组学研究进入了一个新的时代，这本书深入浅出、用浅显的语言给读者讲解了微生物这个“大世界”的科学道理。

金锋 中国科学院心理研究所研究员，肠脑研究专家

段云峰博士凭借自己多年的观察和研究，以及积累的科学知识写成本书。如果您想了解共生微生物与您的健康之间到底有什么样的关联，甚至想知道您为什么会生病，那么这本书在很大程度上会帮助您解答这些疑问。

朱宝利 中国科学院大学医学院教授，人体基因组学和微生物组学研究专家

这本书是在人体微生物组研究持续红火的背景下完成的，从普通生物学研究者的视角出发，详细描述了与人类生活密切相关的各种微生物，特别是肠道微生物对人体健康的影响。将不起眼的微生物与人们日常生活习惯和身心健康进行了科学的分析和解释，为重新认识微生物与人类疾病的关系提供了很好的知识普及。

张发明 南京医科大学第二附属医院肠病中心主任，粪菌移植专家

作为用菌群移植挽救大量病患的医生，我在守护肠道健康的终点，推荐阅读段云峰博士的《晓肚知肠：肠菌的小心思》，希望读者认识健康规律，远离慵懒催生的浮华，回归传统饮食的本朴，拥有支撑身心的好肠。

云无心 食品工程博士，食品健康科普作家

我们每个人的体内都存在着一个世界——肠道菌群。它们的存在如何影响我们的健康，堪称当今健康领域前沿、火热的研究领域。段云峰博士的这本书把浩如烟海的科学文献进行了井井有条的梳理，深入浅出地呈现给读者，让我们能够轻松愉快地系统了解这个领域的可靠知识。

前言

 认识段云峰整整10 年了。2008 年夏天，北京奥运会前夕，我带着自己的学生们去滦平县的养猪场观察饲喂微生物制剂后动物的行为。作为植物分子遗传学专业毕业的硕士生，段云峰向我表达了想参与微生物与行为方面研究的想法。凭着丰富的分子生物学和遗传学的知识背景，2009 年他如愿以偿地考入中科院心理研究所，成为我的学生，在我的实验室从事行为生物学研究。获得博士学位之后，他得到了博士后项目支持，继续在我的实验室做博士后研究。博士后出站以后，他选择沿着微生物与人类健康的思路走入更加深层的科学研究领域。

从几乎不相信，到反复质疑，后几乎是走火入魔地进入到共生微生物与行为和长寿关系的研究领域中，段云峰先后做了服刑人员的肠脑和攻击行为关联研究，长寿人群肠道菌群特征等主题研究，自己从中体会到共生微生物与人类行为之间的多层次关联。许多现在看来理所当然的理论，多年前竟然很难说服心理学家和微生物学家直视。因此可以肯定，这些研究无论在当时还是现在都具有创新性，具备重要的应用价值。

在研期间，段云峰博士热情协助研究室的同学们进行多方面心理疾病与肠道微生物关系的研究，研究室的多个重要成果中都有他的辛勤付出。这些协作研究不仅让他获得了更多相关领域的知识，而且培养了他运用这些知识解决问题的能力。

不同于其他科普作家或者道听途说、浅尝辄止的写手，段云峰博士凭借自己多年的观察和研究，以及积累的科学知识书写成册，因此在他书中所涉及内容不仅包含多个微生物与人类健康关联的信息，更重要的是他在这个领域深层的认识和独到的见解。这本书深入浅出，适合具备中学及以上文化水平，乃至进行专业研究的科研人员阅读。如果您想了解共生微生物与您的健康之间到底有什么样的关联，甚至想知道您为什么会生病，那么这本书在很大程度上会帮助您回答这些疑问。我为我的这位优秀学生写推荐，一方面是鼓励段云峰博士不断进取；另一方面则想强调，这是一本值得您收藏和多次阅读的书籍。

2400 多年前，古希腊医生希波克拉底就说过：“万病始于肠道！”（All disease begins in the gut.）虽然希波克拉底还没来得及告诉我们具体是肠道微生物的原因，但他的提示却被今天的年轻学者们发扬光大。读这本书，也许能让您在健康的道路上少走很多弯路。

金锋

中国科学院心理研究所行为生物学研究室

2018 年8 月

书籍介绍

2018央视中国好书颁奖词：这部科普小书探讨的却是当今健康领域最前沿、最火热的研究课题。作者把浩如烟海的科学文献进行了井井有条的梳理，结合当前最新的人体微生物组研究成果，详细描述了与人类生活密切相关的各种微生物，特别是肠道微生物对人体健康发生影响的基本原理，将不起眼的微生物与人们日常生活习惯和身心 健康进行了科学的分析和解释，为认识微生物与人类疾病的关系提供了生动有趣的知识普及，展示了一种整体性的健康新理念，让读者大开眼界。