對微生物而言,人體表面的皮膚就是一個擁有多樣棲地的完整生態系統。這些微生物像是細菌、真菌及病毒等,大多對人體無害或是有益,但有少部分微生物會造成粉刺、乾癬或是溼疹等常間的皮膚病。現在我們已經知道有些皮膚病好發在特定位置是因為致病病菌對生存環境的偏好所導致,例如導致濕疹的病菌偏愛潮濕的環境,而導致乾癬的病菌喜愛乾燥,所以濕疹好發在手臂或大腿的彎折處,而乾癬常在手肘和膝蓋上被發現1,2。然而,類似的生存環境在每個人身上都有,為什麼有些人皮膚上的疾病會不斷復發,無法根治,而其他人卻沒有這樣的困擾?是不是因為這些微生物不僅好發於特定位置的皮膚,對不同的個體也有不同程度的偏好?

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為了解答這樣的問題,美國National Institutes of Health (NIH)Heidi KongJulie Segre與其研究團隊歷時兩年,分別在12個健康個體的17個皮膚位置上,以月或年為單位收集了不同時間點的594個微生物樣品3。利用metagenomic shotgun sequencing的方式得到720 Gb的序列資料後,這些樣品的微生物組成一一的被鑑定出來 (更多Metagenomics的相關資訊,請見http://yourgene.pixnet.net/blog/post/114542858 http://yourgene.pixnet.net/blog/post/114625352)。他們發現這些微生物群落的組成在不同個體上確有高度的歧異性,這樣的歧異性在過去被稱為微生物指紋(microbial fingerprints) 4;然而,令人驚訝的是,在經過長時間的洗浴、與他人肢體上的接觸、衣物換洗及氣候變化等環境因素的影響下,這些微生物群落在相同個體上卻能維持相似的生長位置與組成。

進一步分析這些微生物群落在不同部位的皮膚的組成穩定性,他們發現一些會分泌油脂的部位,例如背部及外耳道,擁有最穩定的細菌及真菌群落組成;此外,在一些乾燥且長時間曝露在外的部分,例如手掌,這是我們最常清洗的部位,同樣也有高度穩定的群相。相較之下,容易長時間潮濕的部位,例如腳掌,它們的組成隨著時間的推移會有較大的變化。

雖然在不同部位的皮膚上微生物群相的穩定度有些許差異,而且這樣的穩定性在每個人身上也不盡相同,但整體來說,在皮膚健康的人身上的微生物相可以維持長達兩年以上的時間。這樣的成果引導研究人員的思維到微生物相的穩定性與健康皮膚的可能關係,因此,未來的研究方向將會著重在健康與染病皮膚之間的比較,並期望能找到改善與預防這些疾病的新療法。

參考文獻

1. Kong, H.H. et al. Temporal shifts in the skin microbiome associated with disease flares and treatment in children with atopic dermatitis. Genome Research 22, 850-859 (2012).

2. Alekseyenko, A.V. et al. Community differentiation of the cutaneous microbiota in psoriasis. Microbiome 1, 31 (2013).

3. Oh, J., Byrd, Allyson L., Park, M., Kong, Heidi H. & Segre, Julia A. Temporal Stability of the Human Skin Microbiome. Cell 165, 854-866 (2016).

4. Franzosa, E.A. et al. Identifying personal microbiomes using metagenomic codes. Proceedings of the National Academy of Sciences 112, E2930-E2938 (2015).

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