微生物和它们的宿主，比如人、植物和动物，到底谁主宰谁，谁控制谁？这个问题特别有趣也极其重要，Science期刊在2024年7月19日发表的一篇重磅综述，就特别关注了这个问题，我就参考这篇文章来聊一聊。
｜热心肠日报解读
Science：宿主如何控制微生物组？（综述）
Science
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① 本文综述了宿主如何通过各种机制控制微生物组，以及这些机制如何影响微生物组的生物学特性；
② 宿主控制共生菌群的机制包括：免疫系统（如肠道IgA）、屏障功能（如黏液层）、生理稳态（如限氧、肠道形态）、肠道转运（如腹泻反应）和宿主行为（如规避腐烂食物）；
③ 这些机制可以帮助宿主筛选有益的共生微生物、限制无益的微生物（伙伴选择），也可以通过改变微生物的行为和代谢使其变得对宿主有益（伙伴操纵），从而增加宿主从微生物组中获得的健康益处；
④ 微生物的快速进化既是宿主控制的机遇（在宿主的选择压力下进化出有益特征），也是挑战（进化出逃避宿主控制的机制甚至产生致病性）；
⑤ 宿主与微生物之间的这种动态平衡对理解微生物组的生物学和相关疾病具有重要意义，同时，宿主控制机制也可能成为改善健康的治疗靶点。
Host control of the microbiome: Mechanisms, evolution, and disease
2024-07-19 , doi: 10.1126/science.adi3338
在正常情况下，双方和谐共生，宿主为微生物提供生存场所和营养，微生物为宿主提供保护和营养，并参与宿主健康的方方面面。但是，宿主的行为——比如人使用抗生消毒产品，或者长期高脂高糖饮食，会引起失衡，威胁微生物的生存。微生物里的坏蛋分子，或者环境变化后变坏的小家伙们，也可能威胁宿主的健康甚至生命。
因此啊，从根本上说，微生物与宿主的关系是动态变化的。从微生物和宿主的长生命周期看，谁主宰谁，谁控制谁，也是动态的结果。微生物和宿主之间形成了共生共栖、相互依赖、谁都不会轻易停下“进化”脚步的关系，生物学家生动地把这个关系形容为“红皇后假说”。
不过人、植物和动物毕竟都是“高等”生物，在“控制”“调教”微生物这件事情上是不是更从容一些呢？事实似乎是如此的，“高等生物”非常擅长“控制”微生物，尤其是在“利用”（部分情况下甚至是“奴役”）微生物的能力方面，非常精妙。
比如，夏威夷短尾鱿鱼在发光器官里“圈养”发光细菌，通过控制氧气浓度和营养物质等，选择让一种细菌生长和发光，从而在海里保护自己；一些豆科的固氮植物，选择性招募“根瘤菌”来帮自己获得氮元素，而一旦发现根瘤菌不卖力或者产生潜在威胁，就会切断营养供应“制裁”它们。
当然，也有在进化上非常失败的例子，比如憨厚实在的大熊猫，就没有进化出能好好利用和控制微生物的能力——虽然几乎已经是食草动物，但是肚子里没有特别给力的帮助消化竹子等食物的微生物，食物利用能力特别低下。
而人呢，是最高等的生物，对微生物的“控制”是登峰造极的。
具体来说，人可以通过5种方式牢牢控制微生物，我也把这类比为“五行山”。
第一行，免疫系统。通过免疫系统，识别并响应坏蛋分子的入侵，维持与有益微生物的和平共处。
第二行，保护性屏障。从皮肤、口腔到肠道，屏障可以阻挡坏蛋分子，又给有益的小伙伴提供生存场所。
第三行，快速排出。最典型的就是一旦遇到太多坏菌，让肠道蠕动加快，迅速把它们送到肛门，请出身体。
第四行，环境调节。比如通过调节氧气浓度、pH值、营养物质供应等，鼓励有益菌同时限制坏菌生长。
第五行，行为习惯。当看到腐败的食物，会自然回避它们，就不会让坏菌有可乘之机，不自觉维护了自己的健康。
看这五行之道，是不是觉得我们之所以为人，还是挺厉害的？面对微生物，人类是可以从容不迫，可以与其和平共处，也可以多利用它们来支撑健康的。
当然，孙悟空可以突破压在身上500年的“五行山”，微生物也随时都想突破人的“五行山”（事实上，最终也会突破）。我们需要对它们有更深入的了解，用更科学、更智慧的方法与它们相处。
