Nature MILESTONES ，A field is born | 微生物专题

Nature MILESTONES， field is born 

以史为镜，可以知兴替

”在我日常观察中，出乎意料的发现这些微小的生物正在漂亮的移动。“

——安东尼·范·列文虎克

 “I then most always saw, with great wonder, that in the said matter there were many very little living animalcules, very prettily a-moving.” — Antonie van Leeuwenhoek

6月17日，Nature MILESTONES [里程碑] 系列专题报道了微生物研究史 —— A filed is born. 详细梳理了至今为止，微生物研究者的种种成果与方法迭代，内容通俗易懂，非常适合各阶段的研究者阅读。小编对内容作了以下梳理，谨以此文对科学先驱者致敬。

他们包括葛洪、李时珍、列文虎克、莱迪、巴斯德、梅契尼可夫、科赫、埃舍里希以及众多追随者们。

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以下是正文：

研究史

尽管微生物研究被认为是相对现代的研究领域，但是人类直观首次描述微生物群体可以追溯到17世纪七八十年代。1683年，列文虎克在英国皇家学会的信中提到：对比自己和他人的口腔，存在5种不同的细菌（不过当时他将其称为微生物 animalcules）；比较口腔和粪便的微生物群，虎克得出不同身体部位之间、健康与疾病之间存在差异。

1853年，约瑟夫·莱迪出版读物《A flora and fauna with living animals》，此书在后来被认为是微生物研究的起源。随后，一些先驱如萊迪、巴斯德、梅契尼可夫、科赫、埃舍里希的工作为我们理解宿主和微生物如何互作奠定了基础。巴斯德提出细菌致病理论，但同时也支持非致病微生物对正常人类生理来说至关重要；梅契尼可夫认为，微生物的组成及其互作同样对健康能够产生重大影响；埃舍里希认为研究内源菌群是理解消化生理学、肠道疾病的治疗的基础。

是不是听起来似曾相识，这些 [人类微生物研究里程碑]书写了人类在微生物研究痕迹及早期假设，多个方向仍在今天占领了主导地位。

1890年，科赫发表了著名的假设，旨在建立微生物与疾病之间的因果关系的标准，并在20世纪上半叶发扬光大。而在当时，基于大多数病原菌能够在有氧环境下生长及培养手段，因此肠道微生物的大量成员无法研究。1917年，德国医生阿尔弗雷德·尼斯勒首次分离出大肠杆菌 Nissle 1917菌株，至今仍是一种常用的益生菌。在第一次世界大战期间，在痢疾重灾区中尼斯勒发现有一名士兵幸免，并推测其与保护性微生物相关。随后的研究发现，单独分离该菌株能够拮抗其他病原体，因此他构建了定植抗性的理论并成功治愈了其他士兵。

尽管早期已经积累了不少的研究结果，但是微生物研究领域直到20世界四五十年代重大技术突破——厌氧微生物的培养技术才真正起飞。因由这项技术，越来越多的研究者能够关注各种表明的微生物群落的组成和功能，并且研究其对人类生活的研究。而常规实验室使用的无菌小鼠，也能够通过粪便来源的细菌定植重建进行体内研究。

随着研究的深入，20世纪六十年代，无菌定植动物的比较实验无疑获得了大量的内容突破，但是很快就发现，已发现（微生物的）细胞数量和实验室能培养的（微生物）细胞数量相差巨大，这一现象被称为 [大平板技术异常]。这一重要观察结果也推动了基于测序识别不可培养微生物的研究方法，这类组学分析由...开创，旨在研究环境微生物组间与组内的相互联系，为其组成分析提供新的视角。2006年，由Gordon团队发现，人类的疾病状态能够通过定植的方式转移到小鼠体内，这为试图研究微生物群落与疾病间的因果关系研究打开大门，已成为该领域研究的基石。

虽然 Ben Eiseman及其同事在1958年首次使用粪便微生物移植（FMT）成功治疗了四名患有伪膜性结肠炎的患者（基于已知的 Clostridioides difficile 的研究），但是 FMT早已写入中国古代医学治疗史。4世纪的医术记载，葛洪等人使用该方法治疗食物中毒和严重腹泻的病人；十六世纪，李时珍使用一种还有新鲜干燥的或发酵以后制作的 [汤]来治疗腹部疾病。十七世界的欧洲，意大利的 Fabrizio、德国 Paullini及美国微生物学家 Stan Falkow都有使用该技术治疗或重建外科患者肠道菌群的案例。而这些先驱者记录的案例，都是领域突破的基石。

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写在后面：

研究意义

在此转述作者 Nonia Pariente的评论：

这是25个里程碑系列之首，作者希望突出微生物研究领域 - 既定又成熟 - 能够有助于更好地了解微生物群体，以及推动该方法学进步、推动该领域向前发展。强调该领域的重要性以及鲜为人知的方面，例如人体微生物不仅仅由细菌组成；与人体相关的、能够促进健康的微生物群落存在于身体各个表面，而不仅仅是我们的肠道；重要的是，为了全面了解人类微生物群体的功能及其在人类健康中的积极作用，研究不能单单聚焦于白人及西方人口。

在此，也需要感谢来自五湖四海的研究人员，从不同方面参与、推进着这个领域的研究。虽然，并没有涵盖该领域中广泛而多样化的内容，但是我们已在路上。如果在总结近350年的研究成果的过程中，不可避免地错过某些重要的贡献，作者表示对无意识疏忽表示诚挚的歉意。虽然今天的主题将这些里程碑集中在人类相关的微生物群体研究上，但是也不乏其他充满活力的研究团体正在试图了解植物和动物相关的以及环境微生物群落。

希望这段历史令人欢欣鼓舞，正如我们期待着即将出现的、令人兴奋的研究结果。这些终将加深我们对微生物群落的理解，这不仅能够改善人类健康，还能应用于植物，动物和生态系统。

FURTHER READING

Savage, D. C. Microbial biota of the human intestine: a tribute to some pioneering scientists. Curr. Issues Intest. Microbiol. 2, 1–15 (2001)

Finegold, S. M. A century of anaerobes: a look backward and a call to arms. Clin. Infect. Dis. 16, 453–457 (1993)

Falk, P. G., Hooper, L. V., Midtvedt, T. & Gordon, J. I. Creating and maintaining the gastrointestinal ecosystem: what we know and need to know from gnotobiology. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 62, 1157–1170 (1998)

Leidy, J. A Flora and Fauna Within Living Animals (Smithsonian Institution, 1853).

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