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Take Home Message
► 人類皮膚每天碰到的微生物都不同，因此除了抗菌胜肽、油脂、吞噬細胞等先天性免疫系統保障日常生活，皮膚上還住滿了維護我們健康的細菌。例如皮膚上數量最多的表皮葡萄球菌，它的代謝產物讓皮膚維持在酸性，阻止外來細菌在皮膚上落腳。
►近年來，研究人員發現皮膚上的菌群組成和平衡是造成皮膚疾病的關鍵，如菌群組成改變可能導致異位性皮膚炎。

在這個世界上，到處都有細菌。不管是我們觸碰到的物品還是迎面而來的空氣，都可能帶有細菌。因此，當我們的皮膚與外界環境接觸，便有相當大的面積可讓細菌附著並成為皮膚上的住民。這些細菌到底是些什麼傢伙，對我們又會造成什麼影響呢？

堅不可摧的人體城牆：皮膚

光滑柔軟的皮膚摸起來雖然十分舒服，但是它住起來可不是個舒服的地方。我們皮膚的最外層是表皮細胞，它扁扁的形狀就像一塊塊磁磚，每個細胞都與隔壁細胞相連，還有蛋白絲線將細胞緊密縫合，防止細胞之間出現破口。不只如此，為了把水牢牢的鎖在身體裡面，一點都不讓它們滲出去，一層層的表皮細胞之間還加上了薄薄的脂肪層，防止水分通過。你現在可以在手上滴一滴水，如果這滴水沒有被包覆，不久後就會蒸發消失。所以留在手上的細菌也會碰到這個問題，面對這個留不住水的環境，它們如果想住在這裡就需要忍受乾燥。而緊密相連的表皮細胞，對細菌來說就成了一道堅固的城牆，細菌若想要進入，就必須想辦法在細胞上開一個洞，或是等待傷口出現，否則就只能在表皮上又乾又餓地等待機會。

不過我們也不希望皮膚上住著太多細菌，因為細菌一多，哪天真的攻城就麻煩了。所以除了緊密結實的細胞城牆之外，身體還在皮膚上安排了「化學武器」來對付細菌。皮膚上主要的化學武器有兩種，一種是油脂，可以溶解細菌，也可以封住毛孔並阻止細菌進入；另一種是抗菌胜肽（antimicrobial peptide），它可以直接打破細菌細胞。對停留在皮膚上的細菌來說，待在這裡不只又乾又餓，還有一堆會溶破自己細胞的化學武器，根本就是地獄。不過還是有不少細菌有本事待下來，甚至是讓我們維持健康的關鍵。

（123RF）

抵抗外族、占據表皮的常駐菌

我們身上的不同部位，對細菌來說就是不同的環境。例如手背的皮膚是乾燥沙漠，腋下的皮膚是雨林，額頭是個油井遍布的油田，更別提不知道抺了什麼成分的臉部皮膚了。就像在雨林和沙漠住著不同的生物一樣，在身體不同部位的皮膚上，居住的細菌也不盡相同。例如潮濕的腋下皮膚，葡萄球菌屬（Staphylococcus）和棒狀桿菌屬（Corynebacterium）的菌種比較多；而到了油膩膩的額頭，愛吃油的丙酸桿菌屬（Propionebacterium）菌種就直接佔掉3/4 的名額。不過不管在哪個部位，數量最多的細菌都是表皮葡萄球菌（Staphylococcus epidermidis）和痤瘡丙酸桿菌（Propionibacterium acnes），它們兩個的代謝產物讓皮膚維持在有點酸性的狀態，正好阻止外來細菌在這裡落腳。

那這些住在我們身上的常駐細菌，到底在做什麼呢？你大概沒想到，它們光是活著，就對我們有很大的幫助了。這些細菌把皮膚上能住的地方都占滿，這樣一來就算病原菌有機會落在我們身上，它們也沒地方可以立足。皮膚上的表皮細胞會一直汰換，因此死細胞就會變成細菌的食物，然而當皮屑一脫落，爬在上面的細菌也會跟著離開我們。

所以想在皮膚上生存，這些細菌的手腳要夠快，如果來得及在皮屑掉落前長到下層的表皮上，就能夠保住在皮膚上的居住權。需要搶時間、生長時又
要對抗大量、早已占據表面的常駐菌，病原菌想要打贏地頭蛇的難度真的很高。不過一旦有傷口出現，情勢就改變了。在傷口處的表皮城牆開了大洞，又有源源不絕的養分從傷口滲出，原菌成功入侵的機會就大幅提升。所以如果你擦破了皮，要記得好好處理傷口，別讓壞菌有機可乘。

常駐細菌這麼重要，那會不會因為我們天天清潔，把好菌都洗掉了？大部分人類都是愛乾淨的物種，每天會洗澡、洗手來保持乾淨。雖然肥皂能洗掉或殺死細菌，但因為細菌多到洗不完，只要還有少數細菌留在上頭，便可以當作種源，細菌就會重新長回皮膚，不久後又會是滿滿的一片菌海。不過酒精就比肥皂暴力得多，因此在進出醫院時，為了要消除被病原附身的風險當然要使用酒精消毒，加上現在疫情嚴峻，平常沒有地方洗手時，仍建議使用酒精消毒；但如果是日常在家，一直使用酒精清除保護我們的細菌，反而可能導致被壞菌攻占的機會增加，對皮膚就不太好了。

光學顯微鏡下的棒狀桿菌。（Optigan13, public domain, Wikimedia Commons）

另外，說到最近大家關心的嚴重特殊傳染性肺炎（COVID-19）疫情，讀者知道除了我們施打的疫苗外，皮膚保護也是免疫系統中重要的一環嗎？疫苗依靠的是能針對這個病原體發動攻擊的免疫反應，所以打完疫苗，才需要給身體約兩個星期的時間產生抗體。不過對於皮膚來說，由於每天碰到的微生物都不同，來不及針對每一種微生物訂製反制武器，而上面提過的表皮城牆、抗菌胜肽、油脂，還有巡邏的吞噬細胞（phagocytes）都不是針對性的防禦系統，這些不管誰來都可以擺好等著的常備武器，則稱為先天性免疫（innate immune）反應，其實它們才是保障人體每天正常生活的主要力量。

細菌決定你的氣味

細菌住在人類的身上過活，它吃的、代謝的東西都算在我們頭上。有些細菌產生的代謝廢物不討人喜歡，就會害帶著這些細菌的人也不討人喜歡。住在皮膚上的細菌會利用油脂腺裡分泌的油脂當作養分，如果它代謝完油脂、產生的化合物會有臭味，這鍋就是你扛了。因此我們的體味其實是由皮膚上住了什麼細菌決定，而且怎麼認真洗澡都除不掉它。這些細菌也可能搬家到我們愛穿的衣服上，在每次穿它的時候還可以快速散發你的「氣」質，這還真是件讓人頭痛的事。

不過，哺乳類卻會利用這些氣味線索決定重要的事情。最有名的例子是東非的斑點鬣狗（Crocuta crocuta）。牠們利用氣味劃定家族間的地盤界線，如果你聞起來不像我們家鬣狗的味道，就沒辦法進來了。這個氣味跟人類的體味一樣，是由體表的細菌決定：鬣狗的肛門油脂腺裡住了自己家族獨有的細菌，這些細菌利用鬣狗分泌的油脂後會產生代謝廢物，這就是氣味的來源。而同一家的動物從小彼此接觸，身上帶的菌相同，氣味就會相同。哺乳類動物發現用氣味就可以用來判定親緣關係，並善加運用這個線索來調整社交行為，人類身上有沒有類似的機制呢？雖然還沒有被證實，但應該蠻有機會的。例如香水，可能就是利用了我們對氣味的信任。

斑點鬣狗會透過肛門油脂腺的味道判斷對方是不是同一個家族的成員。（123RF）

皮膚上的生態平衡

近年大家逐漸了解，在皮膚和腸道的表面都會與外界接觸，因此這裡的微生物生態平衡和疾病的發生其實有著密切關係。這個想法與過去認為「有病菌才會有病」的想法不同，也將大幅改變疾病的治療方式。以影響很多人的異位性皮膚炎（atopic dermatitis）為例：在異位性皮膚炎的病人身上，常常會看到金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）的數量大幅增加，多到讓你認為它就是病原。但健康的人體表皮也有這種細菌，甚至有時在發病者身上並沒有特別多的金黃色葡萄球菌，而且用藥除去它們也無法將病治好。

電子顯微鏡下的金黃色葡萄球菌。（Matthew J. Arduino, DRPH, public domain, CDC）

500 奈米（nm）

雖然異位性皮膚炎的致病機制至今仍未完全解開，但是過去累積的研究成果已經讓我們對這個疾病有些初步認識。它的病因有很多種，例如纖聚蛋白（filaggrin）的基因發生突變時，會讓皮膚間的脂肪層消失、皮膚保水功能變差，造成外界分子比較容易入侵。使皮膚表面的居住環境發生改變，讓住在上面的菌群也因為舞臺改變而出現變化。這時皮膚上的菌群組成會變成什麼樣子呢？前面提到金黃色葡萄球菌的數量爆增，同時其它細菌數量變少，皮膚細菌的多樣性也快速下降。有人認為是表皮葡萄球菌先變少，被它壓制的金黃色葡萄球菌才會失控狂長。但究竟是環境改變讓金黃色葡萄球菌能稱霸，或者因為其它細菌活得太辛苦而讓它趁亂崛起，就不得而知了。而金黃色葡萄球菌是個伺機性病原，當它數量變多，就有機會攻破皮膚城牆並引起發炎。就算用藥殺死它們，由於環境還是適合它生長，沒過多久又會重新出現。如果可以從調整皮膚生態著手，或許會是此類疾病在未來的治本方法。

延伸閱讀
1. Dora Hrestak et al., Skin Microbiota in Atopic Dermatitis,International Journal of Molecular Sciences, Vol. 23(7): 3503,2022.
2. Silvia Carmona-Cruz et al., The Human Skin Microbiome in Selected Cutaneous Diseases, Frontiers in cellular and infection microbiology, Vol. 12: 834135, 2022.
3. Alan V. Nguyen et al., The Dynamics of the Skin's Immune System, International Journal of Molecular Sciences, Vol. 20(8):1811, 2019.