每個(gè)人的皮膚都有一個(gè)一起的微生物群——既或許協(xié)助抵擋感染，也或許讓皮膚更軟弱。

前些年，Jack Gilbert和他的團隊拿著(zhù)棉簽抵達美國芝加哥一所十層高的新醫院，此刻間隔該醫院開(kāi)業(yè)還有兩個(gè)月。

他們在10間看起來(lái)空無(wú)一物的病房和2個(gè)護理站內的床欄、地板和其他外表收集樣本，檢測那些現已提前入駐的微生物。醫院開(kāi)業(yè)后，研討小組又屢次回來(lái)，從患者的手部、腋下和其他身體部位進(jìn)行采樣，頻率為每天一次。

Jack Gilbert研討微生物在皮膚和環(huán)境之間的移動(dòng)。

經(jīng)過(guò)整整一年的采樣作業(yè)后，芝加哥大學(xué)的微生物學(xué)家Gilbert取得了滿(mǎn)足充沛的信息，對醫院環(huán)境中微生物如安在環(huán)境和人體皮膚之間移動(dòng)有了必定的概念。

患者一走進(jìn)醫院，寄生在他們皮膚上的微生物便開(kāi)端“強占”醫院的各種外表，這些微生物包含葡萄球菌屬和鏈球菌屬的細菌。但這都在Gilbert的意料之內，究竟人體外表均勻每小時(shí)會(huì )掉落大約3700萬(wàn)個(gè)細菌和700萬(wàn)個(gè)真菌。

更有意思的是，這些微生物群落會(huì )跟著(zhù)患者的往來(lái)不斷而發(fā)生改動(dòng)。每個(gè)人的皮膚都帶著(zhù)一種一起的微生物組合，也被稱(chēng)為微生物群，而這些微生物群的基因組被統稱(chēng)為微生物組。

從住院的第一天開(kāi)端，患者就會(huì )感染上前一位患者留下的各種微生物。但很快，患者自己的微生物就會(huì )處處都是。Gilbert說(shuō)：“前一位患者的微生物組標記在24小時(shí)內就會(huì )在病房里消失殆盡，也會(huì )重新患者的皮膚上完全消失?！?/p>

這些研討發(fā)現有助于進(jìn)一步了解細菌、真菌和病毒群落如安在皮膚上構成，以及它們對健康的潛在影響，特別是在醫院中，由于醫院的耐藥菌正成為日益嚴峻的問(wèn)題。

曩昔十年中，研討人員對皮膚上成長(cháng)的微生物類(lèi)型進(jìn)行了表征，并調查了這些微生物怎么從生命前期就在人體定殖。

研討人員將特定微生物物種與感染以及濕疹和尋常痤瘡等皮膚病聯(lián)絡(luò )起來(lái)，但這種聯(lián)絡(luò )或許不僅是簡(jiǎn)略的相關(guān)，由于皮膚上的定殖微生物或許一起具有導致皮膚呈現問(wèn)題和避免皮膚呈現問(wèn)題的功用。

這些令人興奮的發(fā)現讓人想到了一種新一代療法——經(jīng)過(guò)調整皮膚微生物群來(lái)改進(jìn)健康。

盡管研討并未給出決定性依據，但許多老牌化妝品公司和新秀正紛繁招募科學(xué)參謀，研制具有攝生美容成效的微生物特異性產(chǎn)品。

可是，許多皮膚研討人員提出應對此持謹慎態(tài)度。美國國立人類(lèi)基因組研討所的遺傳學(xué)家Julie Segre說(shuō)：“我以為長(cháng)時(shí)刻來(lái)看是有潛力的?！笨墒?，“咱們還在起步階段?！?nbsp;

微生物觸摸

皮膚外表掩蓋了很多的微生物。但Segre表明，對皮膚微生物群的研討顯著(zhù)落后于對腸道菌群的研討。其間有一部分是前史原因，一開(kāi)端對微生物群的研討首要重視的是腸道，由于腸道是人體微生物群落的最大旅居地，對營(yíng)養、消化和免疫功用都具有潛在影響。

皮膚不僅是人體抵擋病原體的第一道防地，仍是通往免疫體系的重要通道。對皮膚微生物群的研討正在迎頭趕上。迄今為止，大多數研討首要重視的是皮膚上存在哪些微生物品種，以及這些微生物群落的構成進(jìn)程。

經(jīng)過(guò)下一代基因組測序技能，科學(xué)家現已發(fā)現了在皮膚表皮寄生的數百種微生物以及它們所屬的幾個(gè)首要屬類(lèi)?？茖W(xué)家還在皮膚的真皮層中發(fā)現了微生物，這一發(fā)現對長(cháng)時(shí)刻以來(lái)以為真皮層無(wú)菌且不受細菌感染的理論提出了應戰。

在人類(lèi)皮膚中發(fā)現了金黃色葡萄球菌Staphylococcus aureus（圖中赤色和黃色）。

不同人體部位的微生物群落構成也存在差異。研討人員經(jīng)過(guò)pH值、水分含量和溫度這些要素界說(shuō)了四大根本環(huán)境。丙酸桿菌屬（Propionibacterium）占有了較為油膩的區域，如前額。

而在肘部褶皺等水分含量高的區域，丙酸桿菌屬相對較少，而以葡萄球菌屬（Staphylococcus）一類(lèi)的微生物居多。葡萄球菌屬還占據了人類(lèi)足部。

人體上下簡(jiǎn)直布滿(mǎn)了真菌（以馬拉色菌屬（Malassezia）為主），但在臉部和背部這些油膩區域最為常見(jiàn)。毛囊的營(yíng)養足夠，特別合適真菌和細菌的成長(cháng)。

盡管這些區域性改動(dòng)不會(huì )因人而異，但Gilbert經(jīng)過(guò)其醫院調查供認，每個(gè)人皮膚上的微生物群都很一起，經(jīng)過(guò)任何皮膚部位的拭子采樣就能進(jìn)行辨認。

和腸道菌群相同，皮膚微生物群的構成不會(huì )隨時(shí)刻推移而發(fā)生改動(dòng)。就皮膚而言，這或許是由于皮屑掉落后，真皮層的微生物能起到彌補外表微生物群的效果。

在兩年左右的時(shí)刻里，Segre及搭檔對12個(gè)人的17處身體皮膚的微生物群進(jìn)行了重復采樣。研討發(fā)現，皮膚上充滿(mǎn)了各種暫居微生物，以足部尤甚。但首要類(lèi)型簡(jiǎn)直很少改動(dòng)。

美國杰克遜試驗室的微生物遺傳學(xué)家Julia Oh與Segre一起參加了這項研討，她說(shuō)：“盡管皮膚是人體露出面積最大的器官，會(huì )不斷觸摸液體、乳霜、物體、不同的人和環(huán)境，但它一向較為安穩?！?/p>

微生物群的這種安穩性關(guān)于藥物發(fā)現具有重要意義。Oh曾與協(xié)作者將小鼠浸在“很多人類(lèi)皮膚微生物”中，每周3次，總共30周，成果發(fā)現這些微生物很少定殖在小鼠皮膚上。但只需小鼠的皮膚呈現創(chuàng )傷，人類(lèi)皮膚微生物就會(huì )很快侵入。

這些成果沒(méi)有宣布，并且Oh也供認，在小鼠之間或人與人之間，這種微生物搬運的狀況或許稍有不同。Oh表明，假如只要劃破表皮層才干改動(dòng)皮膚的微生物群，往后的療法或許需求損壞皮膚才干發(fā)生效果。

一個(gè)人開(kāi)端的幾個(gè)月或幾年似乎是對皮膚微生物群至關(guān)重要的一個(gè)時(shí)點(diǎn)。

在研討皮膚微生物群與免疫體系相互效果的第一批研討中，加州大學(xué)舊金山分校的皮膚科醫師Tiffany Scharschmidt發(fā)現，假如在小鼠出世后不久，就讓人體常見(jiàn)的皮膚細菌表皮葡萄球菌（Staphylococcus epidermidis） ， 定殖在小鼠皮膚上，那么小鼠成年后就會(huì )具有抵擋表葡菌侵入的才干。

即便將表葡菌栽培在小鼠皮膚創(chuàng )口上也不會(huì )引起免疫體系呼應。盡管表葡菌并非肯定致病菌，但有時(shí)或許會(huì )導致感染。

Scharschmidt表明，倘若小鼠在成年后才初次觸摸到表葡菌，它們的免疫體系會(huì )當即發(fā)動(dòng)炎癥呼應，而這會(huì )阻止創(chuàng )傷愈合。這說(shuō)明讓小鼠在生命前期階段露出在往后一向會(huì )遇到的微生物中是有利的。

關(guān)于人類(lèi)而言，生命開(kāi)端幾年也或許是黃金干涉期，可以經(jīng)過(guò)在皮膚上栽培重要微生物，或營(yíng)建一個(gè)合適有利微生物群成長(cháng)的環(huán)境進(jìn)行干涉。Scharschmidt說(shuō)：“這說(shuō)明存在一個(gè)與皮膚細菌樹(shù)立健康聯(lián)絡(luò )的時(shí)機窗口?！痹谶@個(gè)關(guān)鍵時(shí)期，“咱們不應該約束身體與健康微生物的觸摸?！?/p>

濕疹微生物

2009年，研討人員開(kāi)端解密皮膚微生物群的生態(tài)學(xué)。加州大學(xué)圣迭戈分校的免疫學(xué)家、皮膚科醫師Richard Gallo及其團隊宣布了一項標志性研討，指出了潛在的皮膚炎癥療法。他們發(fā)現，表葡菌在人類(lèi)皮膚體外細胞試驗和小鼠皮膚中都會(huì )發(fā)生一種按捺炎癥的物質(zhì)。

從那以后，Gallo的團隊現已發(fā)現了至少14種能發(fā)生抗菌化合物的表葡菌菌株，抗菌化合物能殺死引發(fā)炎癥的微生物。部分抗菌化合物還能按捺金黃色葡萄球菌的成長(cháng)，金葡菌是一類(lèi)能導致嚴峻感染的葡萄球菌。某些特定的金葡菌菌株，如耐甲氧西林金葡菌現已能耐受多種抗生素。

發(fā)現葡萄球菌屬的菌種具有防護性效果，關(guān)于特應性皮炎（最常見(jiàn)的濕疹類(lèi)型）的醫治，乃至防備具有重要意義。

特應性皮炎困擾著(zhù)全美逾1800萬(wàn)人以及工業(yè)化國家30%的兒童，會(huì )形成瘙癢和紅斑，影響日子質(zhì)量，添加感染危險。濕疹還被以為含有細菌成分：呈現紅斑區域的金葡菌數量會(huì )添加，而皮膚微生物群的全體多樣性則會(huì )下降?；加休^嚴峻的濕疹的人，其皮膚上的金葡菌數量的增加幅度更大。

毛囊中的細菌（粉色）和酵母（青色）

在某種程度上，金葡菌數量增加或許是加重濕疹發(fā)生的原因之一。

2017年，Segre與美國國立癌癥研討所的Heidi Kong以及他們的搭檔從18名濕疹和非濕疹兒童的皮膚上別離出了金葡菌。研討團隊讓這兩組金葡菌定殖在健康小鼠的身上。成果顯現，栽培了來(lái)自濕疹兒童的金葡菌的小鼠，會(huì )呈現相似濕疹的炎癥以及皮膚增厚的現象。

假如金葡菌可以導致濕疹發(fā)生，那么抗擊金葡菌或有助于醫治濕疹。Gallo研制了一種乳霜，其間包含在人體皮膚上發(fā)現的葡萄球菌菌株，這些菌株經(jīng)過(guò)發(fā)生抗菌化合物到達按捺金葡菌的效果。

Gallo招募了11名濕疹患者打開(kāi)隨機雙盲試驗。一切被試在承受Gallo的干涉前都缺少按捺金葡菌的才干，而涂改了一次乳霜后，一切被試皮膚上的金葡菌數量都削減了90%以上。Gallo說(shuō)：“效果驚人，人體皮膚微生物移植發(fā)生醫治效果在前史上尚屬初次?！?/p>

Gallo表明，最新成果顯現，每天涂2次，接連涂一周就能讓金葡菌數量削減99%以上 ，癥狀緩解20-30%。Gallo聯(lián)合興辦的MatriSys Bioscience公司計劃在2-3年內將這款乳霜推向市場(chǎng)。

此類(lèi)療法有望處理的不僅僅是皮膚病的問(wèn)題。濕疹常常隨同哮喘和過(guò)敏，而哮喘和過(guò)敏曾被看作是整個(gè)免疫體系功用紊亂的標志?，F在，一些研討人員置疑以掉落皮屑為食的微生物會(huì )加重這些過(guò)敏反響——掉落的皮屑是屋塵的首要成分。

假如這一假定是真的，或許就能經(jīng)過(guò)改動(dòng)皮膚微生物群，到達緩解濕疹的效果，一起讓吸入落屑不會(huì )簡(jiǎn)單引發(fā)免疫體系反響。Segre還表明，或許還能猜測哪種療法最有用，以及濕疹行將發(fā)生的時(shí)刻。

新加坡美容護理戰略中心（Beauty Care Strategics）的藥理學(xué)家兼董事長(cháng)Thomas Dawson曾用15年的時(shí)刻研討怎么運用皮膚微生物組開(kāi)發(fā)去頭屑產(chǎn)品。一條頭緒來(lái)自特定階段的皮膚上會(huì )定殖的特定真菌——由17個(gè)菌種組成的馬拉色菌屬。

馬拉色菌屬在皮膚油脂豐厚的嬰兒期到達頂峰，其次是皮膚開(kāi)端出油，濕疹較少見(jiàn)的青春期。

另一條頭緒來(lái)自新加坡、我國和美國研討者在2016年展開(kāi)的一項研討，研討發(fā)現在濕疹發(fā)生期間，馬拉色菌屬群落會(huì )跟著(zhù)金葡菌數量上升而下降。2018年，Dawson及搭檔找到了發(fā)生這種聯(lián)絡(luò )的一種潛在機制，某些類(lèi)型的馬拉色菌會(huì )排泄消化金葡菌生物膜的酶。

盡管如此，馬拉色菌屬關(guān)于促進(jìn)皮膚健康的效果還遠不能斷定，但有依據顯現，真菌還會(huì )導致其他皮膚問(wèn)題。厘清詳細的效果機制有助于研制菌株特異性抗真菌療法，或研制一種涂改后能改造真菌平衡然后完成健康增效的益生菌（活的微生物）。

Dawson還擔任新加坡皮膚研討學(xué)會(huì )會(huì )長(cháng)，他說(shuō)皮膚真菌具有維護效果的“假定從未得到證明”，“但工作現已有端倪了”。

祛痘大戰

怎么霸占濕疹是皮膚微生物群研討的一個(gè)重要方針，但對皮膚微生物的深化了解還有助于處理痤瘡等皮膚問(wèn)題。

幾十年來(lái)，科學(xué)家已知痤瘡丙酸桿菌（Cutibacterium acnes，曾經(jīng)稱(chēng)為Propionibacterium acnes）會(huì )成長(cháng)在有痤瘡的皮膚上，而高達85%的青少年都受痤瘡困擾。抵擋痤瘡丙酸桿菌的抗生素也一向是醫治皮膚疾病的有用辦法。

加州大學(xué)洛杉磯分校的生物信息學(xué)家Huiying Li表明，企圖在痤瘡和皮膚微生物群之間尋覓聯(lián)絡(luò )的開(kāi)端測驗都不盡善盡美。她曾運用下一代測序技能比照健康皮膚與易生痤瘡皮膚之間的微生物構成，發(fā)現兩種皮膚都含有很多痤瘡丙酸桿菌，這說(shuō)明微生物群與痤瘡之間或許并無(wú)聯(lián)絡(luò )。

可是，Li在集體層面上發(fā)現了健康皮膚和痤瘡皮膚的菌株構成差異。迄今為止，她的團隊現已對120多種已知的痤瘡丙酸桿菌菌株中的70種進(jìn)行了測序，從中發(fā)現了對痤瘡丙酸桿菌的毒性具有關(guān)鍵效果的基因，并對某些菌株與痤瘡有關(guān)的說(shuō)法做出了或許的解說(shuō)。她表明，此類(lèi)菌株會(huì )發(fā)生更很多的卟啉，而卟啉能在皮膚細胞中引發(fā)炎癥。

Li猜測，跟著(zhù)藥物療法的開(kāi)展，往后能通曩昔除痤瘡丙酸桿菌的劇毒菌株或靶向卟啉的辦法醫治痤瘡。一些公司現已在出售宣稱(chēng)經(jīng)過(guò)殺死痤瘡丙酸桿菌、康復皮膚微生物群平衡來(lái)祛痘的產(chǎn)品，不過(guò)這類(lèi)辦法仍缺少支撐依據。

此外，研討人員還寄希望于皮膚微生物群療法來(lái)抵擋一種或許喪命的疾?。浩つw癌。上一年早些時(shí)候，Gallo及搭檔陳述稱(chēng)，特定表葡菌菌株會(huì )排泄一種名為6-N-羥基氨基嘌呤（6-HAP） 的分子，這種分子在小鼠體內具有抗腫瘤特性。打針6-HAP能減慢小鼠體內侵襲性黑色素瘤的成長(cháng)。將能發(fā)生6-HAP的金葡菌栽培在小鼠皮膚外表，能削減紫外線(xiàn)輻射導致的腫瘤數量。

研討人員還發(fā)現，有些人帶著(zhù)能發(fā)生6-HAP的金葡菌菌株。這類(lèi)人群或許能在某種程度上天然反抗皮膚癌，而醫師也有或許借此辨認出不帶有這類(lèi)細菌的潛在高危人群，然后采納相應的防備措施。

研討人員估測，往后5年內，改動(dòng)皮膚微生物群的做法或許會(huì )成為慣例干涉醫治的一部分，比方用來(lái)防備皮膚感染。

醫院中的耐藥金葡菌正成為日益突出的問(wèn)題，為了進(jìn)一步破解金葡菌感染的取得機制，研討人員將金葡菌和常見(jiàn)的非致病皮膚細菌打針到小鼠和斑馬魚(yú)體內，使它們更易遭到金葡菌的感染，然后削減完成感染所需的細菌數量。

依據Oh的說(shuō)法，這意味著(zhù)個(gè)人取得葡萄球菌屬感染的或許性或取決于他們皮膚的微生物群構成。Oh說(shuō)：“這能解說(shuō)為何某些個(gè)別更簡(jiǎn)單遭到感染，他們的病原菌周?chē)懈鞣N不同的共生微生物?！?/p>

Oh一向在試驗中測驗將不同皮膚細菌進(jìn)行體系組合，調查不同菌種在特定微生物群中的定殖狀況?？茖W(xué)家只要先處理這些根本問(wèn)題，才干安全有用地經(jīng)過(guò)改動(dòng)皮膚微生物群到達促進(jìn)健康的意圖。

除了細菌之外，重視真菌和其它微生物也相同重要。Segre及搭檔現已就人體皮膚上常被輕視的病毒數量宣布了一篇論文，這些病毒或許會(huì )影響疣和其它皮膚疾病的抱病幾率。

跟著(zhù)研討熱度的上升，研討人員正在織造一張巨大的皮膚微生物研討網(wǎng)。作為對醫院微生物群研討項意圖跟進(jìn)，Gilbert現已開(kāi)端與NASA協(xié)作，對國際空間站上的微生物群落進(jìn)行研討。

研討成果顯現，國際空間站上的細菌與地球醫院里的細菌行為相似，它們會(huì )從人體進(jìn)入環(huán)境，再回到人類(lèi)身上。這些新發(fā)現以及對咱們身體上這些顯微生命的繼續研討，或有助于從根本上改動(dòng)地球以及地外的醫療保健方法。