都是尼古丁惹的禍？——戒菸後變胖，與腸道菌叢代謝物有關？

吸菸對健康的危害眾所皆知，許多吸菸者為了身體健康而嘗試戒菸，但戒菸過程卻遇到體重 ... 熱門標籤： 大麻(17) 量子力學(46) CT值(8) 女科學家(16) 後遺症(3) 快篩(7) ... 0 5 1 文字 分享 友善列印 繁| 简 0 5 1 人體解析 化學物語 醫療健康 都是尼古丁惹的禍？——戒菸後變胖，與腸道菌叢代謝物有關？ Charlotte熊 ・2022/01/10 ・2953字 ・閱讀時間約6分鐘 ＋追蹤 相關標籤： 乙醯膽鹼(4) 尼古丁(5) 微生物群系(2) 抗生素(28) 抽菸(10) 甘氨酸(1) 腸道菌叢(1) 熱門標籤： 大麻(17) 量子力學(46) CT值(8) 女科學家(16) 後遺症(3) 快篩(7) 時間(37) 吸菸對健康的危害眾所皆知，許多吸菸者為了身體健康而嘗試戒菸，但戒菸過程卻遇到體重發胖的難題，導致許多吸菸者難以成功戒菸。

長久以來，科學家們試圖了解戒菸導致體重發胖的生理機制。

過往研究發現吸菸會讓人沒有食慾，是因尼古丁作用在位在下視丘的尼古丁乙醯膽鹼的受器，改變人類體內能量供需的平衡。

一直以來，科學家相信戒菸後體重增加，是因為戒菸後，體內少了尼古丁抑制食慾。

然而，來自以色列魏茲曼科學研究所（WeizmannInstituteofScience）的LevielFluhr卻有不一樣的看法[2]，他認為抽菸可能也會改變「腸道內的微生物群系」，並且試圖從其差異找到戒菸與體重變化的關係。

腸道內的微生物群系 腸道內微生物群系（microbiome）由上兆的微生物組成，包括病毒、細菌、真菌。

這些腸道內的小小居民們其實對主人的健康有很深刻的影響。

有許多疾病都被證實和腸道內微生物群系有關，包括自體免疫疾病、過敏、癌症等等[1]。

這些微生物也會影響食物以及藥物在腸道的吸收。

「Youarewhatyoueat.」所代表的意義，可能超越字面上的翻譯。

我們每天攝取的食物、添加物、環境荷爾蒙，都會改變腸道內的微生物群系。

而Fluhr正是由這個角度，來探討戒菸之後體重的變化趨勢。

戒菸變胖，不單只是缺少尼古丁而已 在Fluhr的第一個實驗中，他們將老鼠分成四組，分別是不暴露菸害、暴露菸害、接受抗生素但不暴露菸害、接受抗生素且暴露菸害。

暴露菸害是模擬人類的抽菸行為，不暴露菸害當然就是模擬從未抽菸的人。

其中兩組老鼠還有在實驗介入前使用抗生素，使用抗生素是為了控制老鼠腸道內的微生物群系，更精確地來說，是剔除微生物群系中的「細菌」，以此作為對照組，證明「戒菸後體重增加不單是尼古丁消失」造成的。

最終實驗發現，比起沒有使用抗生素的老鼠，在接受菸害前使用過抗生素的老鼠，暴露後戒斷時期體重增加的趨勢相對比較低，而且差異非常顯著。

換句話說，在正常狀況下（也就是沒有接觸抗生素，腸內有菌的狀況下），戒菸後的體重增加與腸道內微生物群系有關。

實驗發現，吸菸者戒菸後體重增加，不單是尼古丁消失造成的。

圖／Pixabay 移植「暴露菸害的微生物群系」，有同樣效果 在第一個實驗確認了戒菸後體重增加並非只是缺少尼古丁，腸道內微生物群系也可能影響體重後，Fluhr的第二個實驗就決定來測試看看，這些微生物群系的影響有多大：他把先前實驗老鼠的腸道微生物群系（也就是糞便）移植到原本無菌的老鼠體中。

一組是移植「有暴露過菸害的老鼠腸道內微生物群系」，另一組則移植「未暴露過菸害的老鼠腸道內微生物群系」。

移植了先前接觸過菸害的老鼠的腸道菌叢後，被移植的老鼠體重增加的幅度，大於移植了未暴露過菸害的老鼠的腸道菌叢。

延伸閱讀：擁有「長不胖」的腸道菌相，跟基因缺失有關！？延伸閱讀：要解決肥胖，先了解你的微生物朋友吃什麼──《微生物的巨大衝擊》 微生物菌叢的代謝差異，是戒菸者變胖的主因 上述的實驗結果表明了尼古丁在下視丘的抑制食慾訊號，並不是戒菸後體重增加的唯一解釋，腸道微生物群系的差異也是原因之一。

Fluhr為實驗結果提供了新的說法。

暴露過菸害的微生物菌叢產生了許多不同的代謝產物，部分的代謝產物能幫助個體由攝取的食物中提煉出更多可利用能量。

其中，一種名叫二甲基甘氨酸（Dimethylglycine）的分子，就是這些代謝產物的一員。

二甲基甘氨酸是甘氨酸（Glycine）的衍生物。

食物中的蛋白質在腸道消化後，分解成各式多肽，進一步再被分解成胺基酸，而甘氨酸就是其中一種胺基酸。

菸害會讓腸道內促進二甲基甘氨酸生成的酶增加，令二甲基甘氨酸變多。

實驗發現，暴露了菸害的老鼠，血清中的二甲基甘氨酸含量比較高。

給了二甲基甘氨酸添加劑的老鼠，不論有沒有經過抗生素處理，體重都會增加比較多。

相反來說，如果剔除了老鼠們的食物中產生二甲基甘氨酸的前驅物質硫酸膽鹼（cholinesulfate），老鼠暴露菸害後的體重增加就沒有那麼顯著。

實驗發現，暴露了菸害的老鼠，血清中的二甲基甘氨酸含量比較高。

給了二甲基甘氨酸添加劑的老鼠，不論有沒有經過抗生素處理，體重都會增加比較多。

圖／Pixabay 從腸道微生物組成角度，檢視吸菸對健康的影響 微生物菌叢在暴露過菸害後產生的代謝產物，除了解釋戒菸後體重增加，也可能解釋菸害如何造成其他疾病。

甘氨酸，除了是組成蛋白質的其中一種氨基酸，也是一種組成神經傳導物質的原料。

神經傳導物質就是在神經突觸間，接替神經脈衝，傳遞神經訊息的化學物質。

當癮君子拿起香菸、將裊裊煙霧吸入肺葉、進入肺泡、擴散入血流，腸道內的菌叢組成就再也不同。

而這些腸道內的變化，改變了甘氨酸以及其衍生物的代謝。

甘氨酸多才多藝的特性，讓它在腸道內的濃度變化，有如蝴蝶效應般，影響許多不同系統。

譬如說，甘氨酸在人體內濃度的多寡，就與糖尿病有關[4]，甘氨酸的代謝出現異常也會導致神經性疾病[5]。

儘管有許多動物實驗提供戒菸後體重增加的生理證據，但真正的議題是：如何從動物模型轉到人類臨床現象。

目前我們只知道戒菸後體重增加的高危險群是女性、低收入、飲食不良、缺乏運動、重度煙癮者。

逆向思考：運用微生物代謝或可幫助其他疾病 了解菸害的代謝物如何影響戒菸後的體重增加，甚至改變個體的健康後，Fluhr試著從臨床治療的角度來看這個發現。

有沒有可能把老鼠的模型實驗結果帶到臨床醫學，突破醫學瓶頸呢？就戒菸後體重增加的現象來說，只要改變這個微生物叢的變化，這個現象就可能有解！ 譬如說，如果做出可以降低甘氨酸前驅物的藥物，或是發明可以降低微生物菌叢產生的代謝物的療法，戒菸後的體重增加可能就不復存在。

從另一個角度切入，如果之後的實驗，破解出到底是哪些代謝物質重塑了腸內菌叢，並且由香菸中剔除這些物質，也可能是解法之一。

從另外一個完全相反的思維來看，對於急需增加體重的人，這些代謝物質可能是這群人的神藥。

舉例來說，因為被癌症侵襲，而體重直直掉的病人（惡體質），就可能很需要這些代謝物質。

Fluhr的實驗讓戒菸後體重增加的現象有新的解釋，他把焦點由先前的尼古丁在腦中的作用，轉移到腸內的菌叢組成。

不僅如此，他的實驗更開啟了除了體重變化以外，香菸對健康影響的新的討論方向，並且不落窠臼的從臨床角度出發，企盼由老鼠實驗，解答戒菸以及體重變化的難題。

延伸閱讀：菸煙相報何時了？關於香菸、加熱菸和電子煙你該知道的事 參考資料 Thegutmicrobiome​​以色列魏茲曼科學研究所MetabolomicsinPrediabetesandDiabetes:ASystematicReviewandMeta-analysisChapter21 – Disorder:GlycineencephalopathyGutmicrobiotamodulatesweightgaininmiceafterdiscontinuedsmokeexposure   發表意見 文章難易度 剛好 太難 所有討論 0 登入與大家一起討論 Charlotte熊 5篇文章 ・ 4位粉絲 ＋追蹤 著迷於世界的多彩，也希望帶給人對生命的熱愛。

現任美國愛因斯坦醫學中心小兒科住院醫師，畢業於台大醫學系。

目前最希望成為小兒心臟科醫師，也沒忘從高中就想去無國界醫生當臨時醫師的夢想。

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細菌是很小很小的生物。

Bacteriaareverysmalllivingthings. 細菌比我們的細胞還要小，但別小看了這群生物。

你的身體裡面跟外面，都有很多細菌，這一大群細菌就叫做微生物相。

Yourbodyhaslotsofbacteriabothinsideandoutside.Thisiscalledyourmicrobiome. 身體若要維持健康，缺不了一群好細菌。

抗生素只對細菌有用，卻對病毒或真菌沒有效，所以沒辦法讓病毒引起的感冒好起來。

Antibioticsonlyworkonbacteria,notvirusesorfungi,sotheywon’thelpyougetoveracold(whichisavirus). 細菌、病毒、真菌可是不一樣的病原體喔。

很多抗生素都會黏住細菌體內稱為蛋白質的特殊小工人。

Manyantibioticssticktospecialworkersinthebacteria,calledproteins.在抗生素的作用下，蛋白質就沒辦法做它們的工作了，例如蓋細胞壁或是閱讀指令。

Withtheantibioticintheway,theproteincan’tdoitsjob,likebuildingawallorreadinginstructions 抗生素的作用機制各異，像是阻止蛋白質工作。

——本文摘自《寶寶醫學院：中英雙語繪本系列套書》（細菌與抗生素），2022年4月，台灣愛思唯爾出版。

發表意見 所有討論 0 登入與大家一起討論 台灣愛思唯爾 3篇文章 ・ 0位粉絲 ＋追蹤 愛思唯爾（Elsevier）於1880年成立於荷蘭阿姆斯特丹，是全球首要經營醫學、科學和技術資訊產品及出版服務的出版商。

台灣愛思唯爾致力深耕繁體中文版的醫學知識內容，包含專業教科書、醫學資料庫，以及符合大眾需求的知識普及書。

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有許多青少年和上班族受到電子煙廠商的行銷影響，誤以為電子煙不過是完全無害的水霧，因此在各國的佔有率都快速上升。

電子煙的組成 電子煙通常分為煙液和加熱裝置兩部分。

煙液又稱為煙油，通常含有丙二醇、植物甘油和水，某些煙油為了降低抽菸者的戒斷症狀，裡頭甚至加了尼古丁。

為了行銷電子煙，多數廠商也會在煙液中加入各種咖啡、薄荷等香料，營造相對無害的形象。

而加熱裝置則類似車內的點煙器，負責點燃煙油，產生氣體。

各國政府在一開始對於電子煙並沒有任何監管措施，可以自由地在實體和網路平台上進行買賣，甚至有許多商家出於新鮮感，進行電子煙的改裝，讓不少使用者吸入混合香料和大麻萃取物的氣體。

直到2019年，美國出現疑似使用電子煙死亡的案例之後，各界開始大量回報多起與電子煙有關的傷害事件[2]，醫學界才開始正視電子煙的可能危害。

電子煙通常分為煙油和加熱裝置兩部分，加熱裝置負責點燃煙油，產生氣體。

圖／Pixabay 煙油成分對呼吸道的傷害 電子煙最常見的傷害，就是各種物質氣化後，對呼吸系統造成的刺激。

煙油中的丙二醇和甘油，可以讓尼古丁和風味劑保持分散，避免沉澱。

不過丙二醇會刺激眼睛和呼吸道；長時間重複吸入體內，也會影響中樞神經系統。

加熱汽化後，丙二醇會產生致癌物環氧丙烷，甘油加熱後則會產生丙烯醛，刺激呼吸道。

另外電子煙和紙菸一樣也含有焦油、甲醛和乙醛等致癌物。

早期的煙油因為品質管制不夠完整，製造品質差異極大，實際的尼古丁濃度與添加物含量，通常與標籤上註明的有極大差異。

美國疾病控制中心（CDC）在2019年10月3日發佈的《使用電子煙或霧化煙相關的急性肺損傷》[1]中認為，他們收集了許多煙油樣本發現，這些煙油含有各種添加物，燃燒後造成肺損傷的成分難以預期，恐怕並非是單一成分的效果。

不只傷害呼吸系統，還會造成性功能障礙！ 醫學界早就知道尼古丁對於血管的風險，那號稱能夠取代紙菸的電子煙，也會有類似的風險嗎？2021年11月美國預防醫學期刊刊登了一篇來自紐約大學的研究，回顧了2016–2018「第四波煙草與健康的人口評估報告」[3]中的資料，重新檢視了電子煙與性功能障礙（尤其是勃起困難）的關係。

該研究囊括了45,971名18歲以上的美國成人，並針對其中13,711名超過20歲的成年男性調查有關於勃起障礙的狀況。

研究另外也對數據進行第二種分析，排除65歲以上曾經有心血管疾病的族群（這個族群罹患勃起障礙的比例偏高），想要看看電子煙對年輕人的勃起功能是否有影響。

結果在20到65歲的成年男性，整體而言，每天使用電子煙的族群比起從未使用電子煙的族群，多了2.41倍的人有勃起困難。

如果先前有心臟血管疾病的患者，使用電子煙的族群也會比未使用電子煙的族群，有將近1.69倍的人出現勃起困難的現象。

這篇報告是目前第一篇證實電子煙與勃起障礙有關的報告。

所以電子煙的危害不僅僅集中在對呼吸系統的反覆刺激，導致發炎，甚至是癌化。

電子煙中的尼古丁，也會對全身的血管造成危害。

尼古丁會使體內微血管收縮，而陰莖勃起需要海綿體充血，體內尼古丁含量上升，會使海綿體中微細的微血管網收縮，無法留住更多血液，造成勃起困難。

[4] 電子煙無法幫助戒菸，可能反而吸更多 根據衛生福利部國民健康署，在2019年公布的《青少年吸菸行為調查結果》報告，至少有三萬六千名高中職學生受到朋友的影響，已經有使用電子煙的經驗。

電子煙市場競爭激烈，市面上的煙油有八成都含有某種程度的尼古丁，更有許多是來路不明，只在朋友之間傳遞的地下煙油，更無法追蹤裡面的成分是否如產品所宣稱，因此並沒有「比較安全」的電子煙。

越來越多研究顯示[5]，抽電子煙不但無法幫助戒菸，還可能因為味道香甜，反倒吸入尼古丁的劑量更高，甚至成為同時使用紙菸與電子煙的多重使用者。

截至目前為止，並沒有足夠的證據發現電子煙可以安全且有效的幫助戒菸，也一樣有二手煙的危害。

參考文獻 BekkiK,UchiyamaS,OhtaK,InabaY,NakagomeH,KunugitaN.Carbonylcompoundsgeneratedfromelectroniccigarettes.IntJEnvironResPublicHealth2014;11:11192-200OutbreakofLungInjuryAssociatedwithE-CigaretteUse,orVaping.https://www.cdc.gov/tobacco/basic_information/e-cigarettes/severe-lung-disease.htmlPopulationAssessmentofTobaccoandHealth(PATH)study[UnitedStates]public-usefiles.NIH,NationalAddiction&HIVDataArchiveProgram,October21,2020BiebelMG.BurnettAL.Sadeghi-NejadH.Malesexualfunctionandsmoking.SexMedRev.2016;4:366-375https://doi.org/10.1016/j.sxmr.2016.05.001電子菸也傷身，響應531世界無菸日，戒煙就對了。

發表意見 所有討論 0 登入與大家一起討論 AaronH. 25篇文章 ・ 20位粉絲 ＋追蹤 非典型醫學人，既寫作也翻譯，長期沉迷醫療與科技領域。

TRENDING 熱門討論 即時 熱門 裝滿的穀倉壓力有多大？靜摩擦力與楊森效應 1 21小時前 左右腦的理性與感性是真的嗎？兩個腦半球到底是怎麼分工進擊的？──《打破大腦偽科學》 1 1天前 在臺海危機下，淺談戰地醫療 1 3天前 同樣都是「中央DO」，為什麼我們能聽出是哪種樂器的聲音？ 2 3天前 阿茲海默風暴：通訊作者的辯駁與責任 6 2022/08/03 運動聽音樂，讓你越動越活躍！ 4 3天前 只算人頭、忽略比率，小心落入「見樹不見林」的謬誤──《因果螺旋：跨越時空的探索與思辨》 3 2022/08/12 「澡」點知道有多好：4點冷水澡好處多多的祕密 2 2022/08/13 RELATED 相關文章 慎防呼吸道融合病毒RSV，尤其早產兒屬高危險群 都是尼古丁惹的禍？——戒菸後變胖，與腸道菌叢代謝物有關？ COVID-19如何影響孕婦與胎兒？ 不只造成肺炎的冠狀病毒：始於血管的免疫風暴、血栓、以及快樂缺氧 傳染像流感，殺傷似SARS：肆虐上下呼吸道的冠狀病毒 1 10 2 文字 分享 友善列印 1 10 2 尼安德塔人與穿越時代的腸道菌！與古代人共生，是怎樣的微生物？ 寒波 ・2021/06/08 ・4807字 ・閱讀時間約10分鐘 ＋追蹤 相關標籤： 代謝(17) 共生(12) 共生菌(16) 口腔(6) 口腔細菌(2) 古代DNA(40) 古生菌(2) 可動遺傳因子(1) 塊根(1) 塊莖(1) 太古生物(2) 尼安德塔人(37) 工業化(2) 微生物(90) 抗生素(28) 採集(4) 採集狩獵(2) 放線菌(1) 智人(22) 棒狀桿菌(1) 歐洲(21) 演化(322) 演化樹(11) 澱粉(11) 牙結石(2) 物種(19) 甲烷短桿菌(1) 科學生(389) 細梭菌(1) 細菌(135) 美洲(11) 腸道(12) 腸道菌(24) 農業(63) 酵素(19) 鏈球菌(1) 飲食(83) 熱門標籤： 大麻(17) 量子力學(46) CT值(8) 女科學家(16) 後遺症(3) 快篩(7) 時間(37) 《科學生》科普素養閱讀一篇不到3元!! 年訂輸入summer1000，現折1000元 人體內外住著許多微生物，腸道、皮膚、生殖器官、口腔等部位有不少微生物與人共生，可謂小小生態系。

這些迷你生物們種類繁多，多半無法人為培養，從前難以研究。

受惠於科技進步，如今可以直接定序樣本中所有DNA，拼湊不同生物的基因組。

因此即使是無法培養、甚至是前所未知的微生物，都有機會被新的辦法找到。

同樣概念也能用於古時候的樣本，了解古代的共生微生物。

最近有2篇論文發表，分別探討和古代人類共生的口腔與腸道菌。

尼安德塔人會吃草嗎？圖／取自MauricioAnton 從牙結石獲得古代口腔微生物 研究古人口腔中的微生物，比研究皮膚、腸道等其他部位容易。

這是因為軟組織很難保存，即使有軟組織，除了冰人奧茲等罕見案例之外，裡頭的微生物也很難留下蹤影；相較之下，口腔中的各種成分卻常常會進入牙結石，和牙齒一同遺留至今。

過往曾有一些古代智人牙結石的研究問世，而距今數萬年之久的尼安德塔人，也有過幾件樣本發表。

這次的兩篇新論文，除了15個已知樣本之外，又獲得109個新的牙結石；這總共124件的樣本，分別來自美洲的吼猴，非洲的大猩猩、黑猩猩，數萬年前的尼安德塔人和智人，以及更近期的智人。

[1,2] 貢獻牙結石樣本的古代、現代智人們。

圖／取自[參考資料1] 各種靈長類動物之間，有些共通的微生物款式，由此可以推論，某些微生物，與靈長類應該有著長期的共生關係，也許超過千萬年。

口腔中的微生物，主要有鏈球菌屬（Streptococcus）、放線菌屬（Actinomyces）、細梭菌屬（Fusobacterium）、棒狀桿菌屬（Corynebacterium）幾大類。

研究微生物常常碰到的困難是，近親彼此間變化太多，也有很多不知道的款式。

這回由人類牙結石取得的口腔微生物們，根據遺傳差異總共可以歸類為27個屬（genus）的層級，可是其中3群竟然連名字都沒有。

也就是說，儘管它們曾經是人類口中主要的微生物，整個屬卻都沒有已知的資訊。

對於共生微生物，還有太多未知之處。

貢獻牙結石樣本的尼安德塔人們。

圖／取自[參考資料1] 歐洲智人與尼安德塔人，口腔共享微生物？ 這回獲得年代最早的樣本，是距今約10萬年的尼安德塔人，來自東歐的塞爾維亞Pešturina遺址，其餘數萬年前的尼安德塔人，則位於西班牙、比利時、義大利。

有趣的是，早於1.4萬年前的歐洲智人，和更早的尼安德塔人有類似的口腔微生物組成；晚於1.4萬年的歐洲智人卻明顯不同，接近後來的智人。

已經知道距今1.4萬年過後有不少移民進入歐洲。

看來狀況是：不同人群，也攜帶不同的口腔微生物。

歐洲較早智人的口腔微生物，和尼安德塔人有直接關係嗎？口腔微生物的形成和寶寶的照顧者有關，研究者因此推論，當初進入歐洲見到尼安德塔人的智人，雙方有過小孩，也獲得了尼安德塔人的口腔微生物。

[3] 超過4萬年的歐洲智人（以ZlatýKůň為代表）和後來歐洲、亞洲人的遺傳關係。

非洲以外的智人尚未分家以前，已經與尼安德塔人發生遺傳交流；但是歐洲較晚的智人，遺傳上和較早的智人移民沒有直接關係。

圖／取自Abumpyridetothere-discoveryofZlatýKůň 問題是，上述推論不符合已知證據。

智人繼承的尼安德塔人DNA皆來自超過5萬年前，非洲外族群尚未分家以前的階段。

超過4萬年前進入歐洲的智人，確實見過尼安德塔人，有些人還有過更多遺傳交流；但是他們後來都滅團了，和更晚的歐洲智人沒有直接關係。

[4,5] 延伸閱讀：最初移民歐洲的智人，與尼安德塔人情慾交流，但是後來滅團 與尼安德塔人擁有類似口腔微生物，距今1.4到3萬多年前的歐洲智人，非常可能是在尼安德塔人消失以後才進入歐洲，其實沒有見面的機會。

雙方的口腔微生物之所以相似，我想並非來自直接交流，而是另有原因。

即使沒有農業，智人與尼安德塔人都吃很多澱粉？ 另一項值得一提的發現是，尼安德塔人與智人的口腔，都存在不少會消化澱粉的鏈球菌型號。

如果飲食中沒什麼澱粉，這類微生物不太可能這麼豐富；由此推論，尚未發明農業的智人，甚至是尼安德塔人，或許平時都攝取不少澱粉。

古今的智人飲食可謂千變萬化，即使沒有米、麥、玉米等農作物，不依賴農業，光憑採集塊根、塊莖、果果等食物，也能獲得大量澱粉。

美國的猶他，富含澱粉的野生馬鈴薯Solanumjamesii。

考古研究發現，尚未出現農業的一萬年前，當地人已經會食用這種植物。

圖／取自StarchgranuleevidencefortheearliestpotatouseinNorthAmerica 至於尼安德塔人吃什麼，目前了解仍很有限。

有些研究認為尼安德塔人主要吃肉，尤其是大型植食動物的肉。

這回提出的大量澱粉，仍是需要驗證的論點。

延伸閱讀：短篇尼安德塔人，主要吃肉肉 我個人的想法是，即使沒有農業，仰賴所謂的採集、狩獵、漁業，不同時空的智人飲食也差異很大，尼安德塔人或許也是如此。

有些吃肉當主食，有些大量攝取澱粉，搞不好更接近實際狀況。

至今取樣非常有限下，難以評估尼安德塔人的飲食多元性。

一千多年前美洲古人的腸道菌 住在腸道的微生物們會影響消化、免疫等功能，近年來知名度大增，可能連榕樹下的阿伯都知道。

近日發表的另一項研究，獲得了距今1000到2000年前，幾位美洲古人的腸道菌。

取樣腸道菌通常不會深入腸道，而是由糞便採樣。

新研究也是如此，稀有的樣本來自美國西南部3處遺址的糞便化石。

[6,7,8,9,10] 研究者嘗試15個樣本，成功8個，定序當中所有DNA後，總共拼湊出498種細菌的基因組。

這兒想要探索的對象是「古代」「腸道菌」，排除疑似非古代的樣本後剩下209個，其中只有181種源自腸道，最有機會真的是古代人的腸道菌。

圖／取自PHILMARDEN 微生物數量多、突變多，品系差異千變萬化，大部分不在人類的認知內；這類研究方法又是靠拼湊DNA推測，沒有獲得完整的真正細菌。

因此這兒的「種」和一般講的物種不太ㄧ樣，指的是species-levelgenomebin，簡稱SGB。

為求方便，本文直接寫成種。

181種古代腸道菌中有39%，也就是61種之前沒有見過。

它們或許已經消失，或是古代美國西南部獨特的款式。

探索古代微生物時，發現未知的微生物算是常態。

呼應人類大歷史的腸道共生關係 古代和789位現代人相比，大部分腸道菌種類還是共通的，不過遺傳上有點出入。

古代樣本拼湊出2款Methanobrevibactersmithii，中文姑且稱之為「史密斯甲烷短桿菌」。

甲烷短桿菌常常在腸道發現，它們不是細菌，是古生菌（archaea，也叫作太古生物）。

古代與現代的史密斯甲烷短桿菌，根據基因組差異建構的演化樹。

紅色是來自古代美洲人的樣本。

圖／取自[參考資料6] 超過一千年的2款史密斯甲烷短桿菌，遺傳上彼此最相似，落在現代樣本的DNA變異之內。

估計所有這類古生菌共同祖先的年代，介於距今5.1到12.8萬年之間，平均8.5萬年前。

似乎是智人祖先離開非洲時，裝在肚子裡，一起帶著走的腸道菌之一。

有意思的是，美洲古代古生菌和最近同類分家的年代，介於距今1.6到4萬年之間，平均2.7萬年前。

倘若估計正確，大概落在智人移民美洲，與亞洲漸漸分家的年代範圍。

這些與人共生的微生物，也隱藏著遷徙移民史的線索。

尚未工業化，沒有抗生素的年代 生活環境、日常飲食，都是影響腸道菌組成的主要原因。

和789位現代人相比，古人的腸道菌較接近非工業化社會的人，和工業化社會的人差異很明顯，符合預期。

在PCA之下的腸道菌組成，古代美洲人較類似非工業化社會的現代人，不像工業化社會的現代人。

圖／取自[參考資料7] 基因層次上，工業化社會現代人的腸道菌，有比較多分解聚糖（glycan）的基因（endo-4-O-sulfatase、SusD-likeprotein）。

相對地，古人和非工業化現代人的腸道菌，則有較多分解澱粉、肝糖（glycogen）的基因（carbohydrate-activeenzyme，簡稱CAZyme）；另外它們的可動遺傳因子也比較多（mobilegeneticelement，例如轉座子），也許在變動的環境下，有助於增加適應力。

但是不論工業化或非工業化社會的現代人，腸道菌配備對抗抗生素的基因，都明顯比古人更多。

讓我們一瞥抗生素廣泛使用後，對腸道菌的影響。

上述兩項研究，不管論點有無道理，樣本都相當難得，肯定是酷炫的研究！ 延伸閱讀 短篇由尼安德塔人牙結石獲取DNA，研究飲食習慣短篇尼安德塔人，主要吃肉肉短篇北美洲最早被吃掉的野生馬鈴薯，在一萬多年前的猶他沒有化石沒關係，從泥土也能取得尼安德塔人DNA！比維京人更古老的北歐天花，也許不如後來致命？傳染病的演化史最初移民歐洲的智人，與尼安德塔人情慾交流，但是後來滅團歐洲最早的智人時尚Runway在哪裡？在4.6萬年前的保加利亞啦超過4.5萬年捷克金馬小姐，最古早已知智人DNA反映古早人遷徙的胃幽門螺旋桿菌美洲考古懶人包，MakeAmericaGreatAgain!十年養一菌！普羅米修斯古生菌，加入洛基、索爾的阿斯嘉殿堂 參考資料 Yates,J.A.F.,Velsko,I.M.,Aron,F.,Posth,C.,Hofman,C.A.,Austin,R.M.,…&Warinner,C.(2021).TheevolutionandchangingecologyoftheAfricanhominidoralmicrobiomeProceedingsoftheNationalAcademyofSciences,118(20).Turnsoutdevelopingatasteforcarbswasn’tabadthingThesurprisingevolutionaryhistoryofouroralbacteriaHajdinjak,M.,Mafessoni,F.,Skov,L.,Vernot,B.,Hübner,A.,Fu,Q.,…&Pääbo,S.(2021).InitialUpperPalaeolithichumansinEuropehadrecentNeanderthalancestry.Nature,592(7853),253-257.Prüfer,K.,Posth,C.,Yu,H.,Stoessel,A.,Spyrou,M.A.,Deviese,T.,…&Krause,J.(2021).Agenomesequencefromamodernhumanskullover45,000yearsoldfromZlatýkůňinCzechia.NatureEcology&Evolution,1-6.Wibowo,M.C.,Yang,Z.,Borry,M.,Hübner,A.,Huang,K.D.,Tierney,B.T.,…&Kostic,A.D.(2021).Reconstructionofancientmicrobialgenomesfromthehumangut.Nature,1-6.AncienthumanfaecesrevealgutmicrobesofthepastAncientgutmicrobiomesmayoffercluestomoderndiseasesResearchrevealsancientpeoplehadmorediversegutmicroorganismsPilesofancientpoopreveal‘extinctionevent’inhumangutbacteria 本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook同名專頁。

發表意見 所有討論 1 登入與大家一起討論 #1 fierycloud 2021/06/09 回覆 最近才突然發覺，各種”天然”發酵食品，其實可能也包含分解比較多葡萄糖以外的糖的細菌真菌的作用?可能相關人群，其實就真的是比較適應專注於分解澱粉或葡萄糖組合成的單雙糖?(當然也包含其他人類不能有效消化，但是腸道微生物可以用來消化與產氣等的成分。

不過當然，細菌真菌活動產生的物質也是有影響) 寒波 168篇文章 ・ 577位粉絲 ＋追蹤 生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員，主要興趣為演化，希望把好東西介紹給大家。

部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。

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