作者：勇埃德，新晋华裔科普作家。勇埃德供职于《大西洋月刊》，同时也是一个多产的科普作家，给《国家地理杂志》《纽约客》《纽约时报》《自然》和《科学美国人》等杂志撰稿。
该书不仅介绍了微观的世界，也带来了透过微生物看世界的新视角。
核心内容：如何看待人与细菌的共生关系，以及用一个新视角来理解疾病。
《I Contain Multitudes》，翻译成中文就是《我包罗万象》，副标题翻译成中文是《我们体内的微生物和更广角的生命观》。这是一本非常有意思的介绍微生物历史的书。这本书还没有中文版，英文原版大约20万字，书中的精髓：如何看待人与细菌的共生关系，以及用一个新视角来理解疾病。
你可能也有这样的经历，就是身边好像越来越多的小朋友会过敏，有的对花粉过敏，有的对花生酱过敏，还有很多人小小年纪就患上了哮喘。为什么经济发达了，卫生条件改善了，孩子却更容易过敏？科学研究里有一个理论叫“卫生的假设”，说的就是，恰恰是因为卫生条件在过去50年有了巨大的改善，小朋友接触细菌的机会大为减少，反而更容易对各种微生物的影响变得特别敏感。
为什么和微生物接触少了，反而问题多了？《我包罗万象》这本书给出了详细的解释，也能让我们更全面地认识细菌。过去我们对细菌的认知是“细菌都会让人生病”，这大错特错了。致病的细菌，或者说病原体，其实是极少数，绝大多数生活在人体内的细菌，都能与人体和平相处。但是人体内细菌的多样性正在迅速减少，和拯救濒危动物一样，我们也需要保护人体内菌群的多样化，这样有助于我们抵御疾病，保持健康。
第一部分
为什么说生物体离不开细菌？大多数人对细菌的印象是，细菌就是致病的微生物，它是肮脏污秽的代名词，会直接引发疾病。人们唯恐避之不及，小朋友更要远离细菌。细菌真的是肮脏和疾病的代名词么？当然不是，几百万年来，细菌与人类一直是共生的关系。细菌和病毒这样的微生物，年代可比人类久远多了。细菌是单细胞微生物，是所有生物中最多的一类，病毒则更小，是由DNA或RNA与蛋白质一起构成的有机体，靠寄生生活。导致疾病的细菌或者说病原体，只是细菌中很小的一部分，大多数存活在人体内的细菌都与人体和平相处，甚至形成了不可或缺的共生关系，也就是说，细菌从人的食物中获得养分，同时细菌的存在和细菌产生的化学物质对人体的成长也有很大的帮助。
举一个无菌小白鼠实验的例子，来看看离开细菌的生物体是什么样的。科学家在无菌环境中饲养小白鼠。从外表看，这些小白鼠和其他小白鼠没有任何不同，但是解剖发现，在无菌环境中长大的小白鼠肠胃发育都不是很完全。这一实验证明，细菌对小白鼠的发育成长至关重要。进一步的研究发现，正常小白鼠体内的一些细菌，起到了管理和激发小白鼠基因的功能。《每天听本书》栏目解读过一本书《基因的私密历史》，那本书里说，外部环境对基因的影响很大。小白鼠体内的细菌就能激活小白鼠的基因，促使它发育生长出健康的肠胃系统，促进肠胃内壁生长增厚，促进毛细血管网络的发育，创造出更多的成熟细胞。一句话，没有细菌的小白鼠，虽然长得与普通小白鼠没什么两样，身体的发育却极不正常，在外部环境中根本没有办法存活。
无菌小白鼠的例子让我们认识到了生物体对细菌的依赖。不过我们讲的共生关系，是相互依存。那么细菌能从生物体得到什么？
我们再来看一下母乳喂养的例子。现在，大多数人都越来越推崇母乳喂养。如果问他们为什么，大多数人都会说，母乳中拥有更多的养分，母乳喂养的孩子免疫力发育好，母乳喂养的孩子聪明。这些解释都对，但是如果认为，婴儿直接吸收母乳的养分，从而变得更健康、更聪明那就错了，因为这样的解释忽略了细菌的作用。很多研究者都很困惑，母乳不过是脂肪和糖分的混合体而已，为什么哺乳动物要花那么多精力去分泌乳汁。后来发现，母乳中拥有200多种叫做 HMO 的多糖，也就是相对复杂的糖分。如果拿母乳和牛奶对比，母乳的 HMO 种类要丰富得多，是牛奶的4倍，数量更要多出几百倍。研究者觉得豁然开朗，认为一定是母乳中富含的多种 HMO 为婴儿提供了重要养分。
研究结果却令人大跌眼镜：婴儿根本没办法吸收 HMO 。母亲花那么多精力分泌的 HMO ，其实是为了去喂养婴儿肠胃中的细菌。这种细菌食用 HMO 之后，也会有所产出。产生的一种化学物质有助于婴儿的小肠壁细胞膜的发育，帮助婴儿的小肠更好地生长。结果是母乳喂养的婴儿消化能力更强，拉肚子和患其他疾病的机会，比如说痢疾，就少很多了。而且，有意思的是，婴儿体内并不是所有的细菌都吸收这种糖，是一种特定的寄生在婴儿大肠里的细菌非常喜欢食用 HMO 。 HMO 能够顺利通过胃和小肠进入大肠，好像目的就是为了让婴儿大肠中的这种细菌能够茁壮成长。最终结果是，母乳喂养的是婴儿体内的细菌，而细菌又能产生化学物质，促进婴儿的成长发育。这就是一组良好的共生关系。
那为什么人类在进化的过程中会在母乳中演化出200多种 HMO 呢？科学家也有两种假设，两种假设都与大肠中的菌群有关。
第一个假设是 HMO 能间接促进大脑发育，因为刚才说的大肠里的那种喜欢食用 HMO 的细菌，也能够产生一种化学物质唾液酸（Sialic acid），帮助人类大脑的发育。在灵长类物种里，人类是大脑最大，也是在婴儿阶段大脑发育最快的，从0到一岁阶段是大脑发育最快的阶段。科学家假设，在几百万年的进化中，为了适应人类群居生活产生的各种对记忆、交流、处理人际关系的种种要求，人类有极大地促进大脑发育的需求。这种需求就转化成母乳中演化出数量繁多的 HMO ，以便培养出多样的细菌，分泌出更多的唾液酸。
第二个假设是为了减少感染病毒的机会。人类是群居动物，而且随着人类的进化和社会组织的复杂，群居的人越来越多。群居的一个坏处就是受到传染病感染的几率比独居动物要大很多，导致疾病的细菌很容易从一个人感染到另一个人，流行病也非常容易发生。病毒感染最常发生在大肠，病毒也最容易攻击大肠壁的细胞。但喜欢吃 HMO 的菌群和大肠壁的细胞很像，会迷惑病毒，从而保护大肠壁。这也是为什么用母乳喂养的婴儿生病少的原因。菌群可以吸引很多病毒，甚至包括 HIV 人类免疫缺陷病毒，也就是导致艾滋病的病毒。这也是为什么母乳喂养的婴儿，即使母亲携带 HIV 病毒，母乳中也有 HIV 病毒，婴儿却很少感染的原因。之所以母乳中含有200多种不同的 HMO ，就是为了让大肠里喜欢吃 HMO 的细菌变得更为多样化，这样一来，也可以迷惑更多种类的病毒和导致疾病的细菌。
上面就是这本书的第一个重点：生物和细菌在千万年的进化过程中形成了共生的关系。无菌小白鼠的实验证明，没有细菌小白鼠会发育不健全。对母乳的研究则发现了更为神奇的共生关系，母乳里的多种 HMO 培育了婴儿大肠里特定菌群的茁壮成长，而菌群产生的化学物质又可以促进大肠的发育。
第二部分
刚才我举的例子，大多数都是肠胃里的细菌，也能看出来，肠胃里的细菌对生物体的生长发育，起到了很重要的作用。你可能会问，为什么肠胃里的细菌这么重要呢？
前边说的母乳喂养的例子已经告诉我们，细菌与人类共生的奇妙关系。细菌在哺乳动物体内聚集最多的地方就是肠胃。一个人肠胃里聚集着的菌群，不仅在婴儿阶段可以帮助大肠的发育，开发智力，也可能影响到一个人的体型。比如有人怎么吃都胖不了，也有人喝白开水也长肉。肠胃里的细菌到底有多重要。我们来看两个例子。
首先，我们接着说前边说过的无菌小白鼠的实验。科学家发现，无菌小白鼠不仅肠胃的发育迟缓，它的免疫系统也工作不正常。如果把它放入外部环境中，很容易被病毒和导致疾病的细菌攻击，受感染得病。怎样改变这一点？研究者给无菌小白鼠的肠胃里添加了一种常见细菌，很快，小白鼠的免疫系统就开始正常工作，血液中最重要的一个指标恢复到了正常值。进一步研究发现，起作用的不是这种细菌本身，而是细菌外壁上的一个叫做 PSA 的糖分子。
为什么 PSA 分子能够让免疫系统工作正常？先给你解释一下免疫系统的工作原理。人和动物的免疫系统很像家里空调的温度调节器，要让人体感觉舒服，关键要温度适宜，不能太高，也不能太低。类似的，免疫系统调节的不是温度，而是人体内的菌群，免疫系统的作用就是保证人体内的几百万细菌正常生活，同时对一小撮有风险的外来细菌做好防护。要是防卫过当，免疫系统可能会杀死体内正常的细菌。要是防卫不够，就可能降低防御力，让导致疾病的细菌有机可乘。
肠胃里这种常见的细菌和它表面的 PSA 分子，就是调节免疫系统的调节剂。研究者认为，PSA 分子带有一种共生因子（Symbiosis factor），相当于向生物体的免疫系统发一条信息：意思是“我不会惹事”。生物的免疫系统接收到这一信息之后，就会逐渐学会判断谁是正常细菌，谁是导致疾病的细菌。人体也是一样。人肠胃内的细菌，对维护免疫系统在稳定状态很有作用。它们产生的化学物质，能确保免疫系统不发飙——就像空调不会过冷或者过热一样。
再说第二个例子，肠胃里的菌群不同，很大程度上决定一个人会变胖还是变瘦。
几年前，海外媒体都在炒作一种减肥的新办法，说不用忌口，更换肠胃里的菌群就能减肥。减肥真的这么简单？肠胃里的细菌真的决定谁胖谁瘦？科学家还是先在无菌小白鼠身上做实验。他们分解出导致肥胖的细菌，注入无菌小白鼠的肠胃里。结果很明显，添加了导致肥胖细菌的小白鼠，一段时间后的确会发胖。接着他们又把肥胖小白鼠体内的菌群换成让它们变瘦的细菌，看看是不是能帮助小白鼠减肥，结果也很明显，肠道里的菌群换了，小白鼠也瘦了下来。实验结果证明：肠道里的菌群对肥胖有着决定性的影响。
那么是不是可以真像广告上说的那样，肥胖跟饮食没有关系，只跟肠胃里的菌群有关？换句话说，只要换上能变瘦的细菌，根本不用改变不良的饮食习惯，即使天天吃油腻的食物也不会发胖？科学家接着在小白鼠身上做模拟实验。他们先给肥胖的小白鼠体内换上变瘦细菌，然后给它们吃不健康的食物，就像人类吃的油腻食物一样，结果就发现减肥效果很快就大打折扣。相反，如果给这些小白鼠喂正常的富含纤维质的鼠粮，减肥的效果就非常明显。
为什么会是这样？如果联想一下母乳喂养菌群，菌群产生化学物质刺激婴儿发育的关系，就能明白了。变胖的细菌和变瘦的细菌对食物有不同的偏好。如果吃高纤维质的健康食物，变瘦的细菌容易在肠胃里茁壮成长，因为它们有更多的食物。即使肠胃里是变胖的细菌占优势，变瘦的细菌也很容易逐渐占上风，因为变胖的菌群无法消化纤维质。相反，如果仍然保持油腻饮食，即使在肠胃里移植进了变瘦菌群，它们也会因为缺粮，坚持不了多久，减肥效果很快就会消失，然后会是迅猛地反弹。
上面的例子告诉我们，变瘦的细菌之所以能让宿主瘦下来，是因为能更好地吸收纤维质；变胖的细菌之所以能让宿主肥胖，也是因为能更好地消化脂肪。用改变肠道内菌群的方式来减肥，是要在人体内制造一个新的平衡，仅仅是更换菌群还不够，还是得配合健康的饮食，让变瘦的细菌能够茁壮成长。
上面就是这本书的第二个重点：肠胃里的菌群很重要，它不仅能微调体内的免疫系统，培养免疫系统调节到最适宜的防卫状态，也可能对人体产生影响，比如说导致肥胖或者帮助减肥。不过，并不是在肠胃里换上了变瘦细菌，人就一定能减肥。人与细菌的共生关系要复杂得多，需要从整个共生的生态圈来看细菌带来的影响。接下来我就要给你提供一个理解疾病的新视角，怎么从生态平衡的角度来看待疾病。
第三部分
自然界与人体很多地方非常相似。比如自然界的生态失衡导致环境的破坏，就好像人体内菌群失衡会导致疾病；再比如自然界物种灭绝，导致生态问题，也可以类比成人体内菌群多样化的急剧减少，导致身体问题。
我们先看一下自然界环境失衡的例子。大堡礁是世界最大最长的珊瑚礁群，纵贯于澳大利亚的东北沿海，是令人叹为观止的海底奇观。但大堡礁却正面临巨大的风险，有些珊瑚礁被过热的海水杀死，有些正在遭遇白化的风险。大堡礁曾经是世界上最有活力和最完整的生态系统，但是它的平衡也十分脆弱，像气候变化、污染，还有微生物引发的疾病，都可能带来巨大的破坏。
如果用细菌的视角去观察大堡礁的生态环境被破坏，就会发现，这跟人类的身体健康有共同点。大堡礁要保持活力，必须谋求共生的生态圈的平衡。同样，人体要保持健康也需要谋求体内生态圈的平衡。疾病和自然生态的破坏都是在打破这种平衡。失衡可能产生在最细小的地方，比如菌群的失衡。而菌群的失衡又会引发连锁反应，甚至可能从根本上破坏共生关系的基础。再形象一点，如果从生态圈的角度来看待人体，人类的疾病很像湖里的蓝藻泛滥，或者草地上杂草丛生，是生态系统出了问题。
很多疾病来自某个单个微生物的入侵，这种微生物可能是导致疾病的细菌，也可能是病毒，比如说艾滋病。这种单个微生物入侵导致的疾病虽然并不一定容易治，但至少容易理解，知道从哪里下手解决问题。但大多数的疾病并不是由单个导致疾病的细菌引起。相反，大多数疾病都是体内整个菌群发生了变化，问题就变得复杂了。像这种人体整个菌群变成诱发疾病的状态，学术上叫做生态失调或者菌群失调。肠胃炎就是一个很好的例子。导致肠胃炎的原因，并不是因为一个导致疾病的细菌，而是一系列内部外部因素共同作用的结果，有基因的原因，有感染病毒的因素，也因为人体内部免疫系统的失调，也有外部环境污染的原因，最终导致整个肠胃的菌群变成生病状态，引发炎症。
再举一个菌群与自然界的类比。自然界里大量动植物的濒临灭绝，直接威胁到生态的多样化，也非常容易造成生态失衡。同样，人体内的菌群在过去50年因为卫生条件的改善和抗生素的使用甚至滥用，也导致大量细菌濒临灭绝，直接导致人体内菌群多样化的减少，也非常容易造成生态失衡。
说完生态失衡，我们再来说说人体内菌群多样化的减少，会导致身体出问题。先举个例子，有科学家做了非洲乌干达人与西方人身体健康状况的比较。相比西方社会干净的环境，乌干达人生活的环境要简陋得多。但是，如果从细菌的角度来看，西方人生活环境好反而杀死了很多细菌，不利于菌群多样化，乌干达人的生活环境则让更多种类的细菌得以保存。科学家的研究发现，乌干达人的身体比西方人好得多。这一方面是因为乌干达人的饮食中，纤维的摄取量是一般西方人的七倍，同时他们肠胃消化也快。然而两者最大的区别还是细菌，乌干达人的肠胃里菌群种类，比西方人要多得多。
人体内菌群多样化的减少，不仅可能引发菌群失调的风险，也让导致疾病的细菌容易侵入人体。生物学里有一个名词，叫做“殖民抵抗”，讲的就是如果一个生命体拥有多元化茁壮成长的菌群，就不太会给导致疾病的细菌留下多少空间，所以，菌群存在的本身就构成了对导致疾病的细菌的抵抗。但是，如果菌群种类减少，就可能留下大量空间，让危险的微生物不仅可能入侵成功，还可以拥有更多的食物，不断成长壮大，填补共生菌群在生态圈中的位置。
我们再从培养孩子体内菌群多样性的角度，去看看自然分娩和母乳喂养的好处。如果是自然分娩，孩子经过母亲的产道，就能带上母亲体内的细菌。同样，母乳喂养，除了吸收大肠菌群喜欢的 HMO 之外，孩子也在接触母亲体内的细菌。孩子最早接触什么样的细菌，是否可能接触更多样化的细菌，对他身体内部菌群的发育是非常有用的。母亲体内的细菌跟无菌的手术台以及不好细菌比较多的病房相比，要“健康”得多。当然，从鼓励多样性的角度，让孩子多接触自然，多亲近泥土，同样可以帮助他和他体内的细菌更茁壮成长。
以上就是这本书的第三个重点：自然生态环境的破坏，可能让我们失去大堡礁。以同样的角度去理解人体内的生态环境，就能从另一个角度看待到底什么是疾病。在大多数情况下，疾病就是人体内的菌群失调，人与细菌的共生关系发生了破坏，菌群整体变成了诱发疾病的状态。从这一角度去看问题，可以让我们对诊疗疾病有新的认知，也对孩子的成长有了新的理解。
总结
细菌不一定会让人生病。细菌与人类共生了几百万年，人类身体里和平共处的细菌是主流，那些侵入人体导致疾病的细菌只占很小部分。人与细菌的这种共生关系，有助于婴儿的成长，有助于免疫系统的正常工作。但人与细菌的共生关系要复杂得多，需要从整个共生的生态圈来看细菌带来的影响。我们需要意识到，细菌既是合作者，又是寄生者，共生是相互利用的关系，人体和细菌各自有各自的利益。人与细菌的共生并不是说人与细菌天然就是和谐的。两者和其他外部环境一起构成的生态圈如果保持稳定与平衡，人就能保持健康状态。相反，如果这种平衡被打破，人体内的生态失衡就会表现成菌群失调，人就会生病了。
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