微生物的巨大衝擊（TED Books系列）

名人推薦：作家 小野
誠致教育基金會執行長 呂冠緯
TEDxMonga 講者、AppWorks 合夥人 林之晨
中央認知神經科學所教授 洪蘭
中央研究院院長 翁啟惠
TED×Taipei創辦人 許毓仁
路加國際組織駐南非代表／醫師作家 連加恩
慈濟大學生命科學系助理教授 陳俊堯
台北市中山女高教師 張輝誠
和碩聯合科技董事長 童子賢
新聞工作者 黃哲斌
台大電機系教授 葉丙成
Pansci 泛科學總編輯 鄭國威
Teach for Taiwan創辦人 劉安婷
（按姓氏筆劃排序）

【前言】微生物決定你的未來
我們都知道，人類是兩足行走的動物，具有理性而高貴、無限的天賦，是萬物之靈，但我們時常連一句商品的使用同意書都不看，只檢查外盒而已。現在看看你剩下的那一部分：數兆個生活在你的眼睛、耳朵，以及把你的消化道當成豪宅居住的微小生物。那些在你我體內的微生物世界，有可能重新定義我們對於疾病、健康和自身的了解。
新的科技，其中有許多是這幾年才發展出來的，科學家現在對於我們體內的微生物形式，了解得比以往深入，得到的結果讓人驚訝。這些單細胞的微生物，藏在身體的每個角落，不僅數量上比我們想得還要多，對人類的重要性也超乎想像，幾乎和健康的各個面向都相關，甚至牽涉到人格。居住在我們身上裡裡外外的所有微生物，總稱為「微生物相」（microbiota），它們所有的基因加起來稱為「微生物群系」（microbiome）。就像許多重大的科學成就，從這個微生物世界發現的事實，也讓人類的自尊受損。天文學讓我們知道地球不是宇宙的中心，在演化學說中，人類只是眾多的動物之一。研究人類微生物群系的結果讓我們知道，這些獨立或是互助生存的微生物，雖然生活在我們的身體中，但仍有自己的活動和目標，它們發出的聲音加總起來可以蓋過人類自己。
身體中究竟有多少微生物？人類有十兆個細胞，但是全身內外的微生物細胞高達百兆！微生物似乎才是人體的主人。
不過我們並不是倒楣的宿主，時常受到壞細菌的入侵並受到感染，那是以前的看法。事實上，我們一直和這些微生物和諧的生活。這些小小的生物並非只是過客，反而在我們生命中幾乎所有的基本活動裡，都扮演了重要的角色，包括消化、免疫反應，甚至行為。

為什麼蚊子愛叮特定的人
人類身體內部的微生物其實比較像是不同群落的集合體，不同微生物的組合，生活在身體不同的部位，各自有特定的角色。在你口腔中生活的微生物，與在皮膚或腸胃中生活的微生物不同。人類不是個體，而是生態系。
身體上微生物的多樣性甚至能夠解釋一些奇怪的身體現象，而我們以前認為這只是單純的運氣好壞而已。例如：對蚊子來說，有些人就比較可口。這些小惡魔很少叮我，但是牠們會成群結隊攻擊我的伴侶阿曼達（Amanda），蚊子就是覺得某些人比較美味。這種被蚊子找上的「能力」高低，和我們皮膚上微生物群系的差異，有極大的影響（第一章會有更多的說明）。
不只如此，每個人身體內外所寄居的微生物差異很大。你可能已經聽過，人類彼此的DNA非常相近，你的DNA 有99.99% 和坐在你隔壁的人是相同的。但是你的腸道微生物並非如此，你和旁邊的人大概只有10% 是相同的。
這樣的差距使得每個人產生很大的不同，包括體重、過敏、是否容易生病，到焦慮的程度。我們現在才剛開始描繪與了解這個巨大的微生物世界，光是目前發現的內容就已經相當令人震撼了。
這個複雜得不可思議的微生物世界，和讓人震驚的所有事實，都是最近40 年才發現的。在此之前，我們不知道人體內有多少單細胞生物，也不知道有多少種類。在此之前，我們對於世界上各種生物分類的基本概念，來自於達爾文與他在1859 年出版的《物種起源》（On the Origin of Species ）。達爾文描繪了一個演化譜系，其中所有的生物都以共有的身體特徵而分門別類，例如：短喙的雀鳥和長喙的雀鳥等，這成為我們分類物種的基礎。
傳統上對於生命的看法是，用肉眼或是透過顯微鏡，觀察周遭世界。我們把比較大的生物分類為植物、動物和真菌，剩下的單細胞生物則分成兩大類：原生生物（protists）和細菌。那時我們對植物、動物和真菌的看法是正確的，但是對於單細胞生物的觀點則完全錯誤。

你和微生物的親密關係
1977 年， 美國的微生物學家烏斯（Carl Woese）和福克斯（George E. Fox）利用核糖體RNA（這是一種和DNA 相似的化合物，每個細胞中都有，參與了蛋白質的製造），進行細胞研究，所繪製出來的生命樹（the tree of life）讓人吃驚。他們發現單細胞生物的多樣性，比動物和植物加起來還要高。也就是說，動物、植物和真菌；每個人、水母和糞金龜；每根巨大的海藻、每片苔蘚、每棵高聳的紅木；每個地衣和蘑菇，我們用眼睛看到的所有生物，只是生命之樹上面三個短小的分枝而已。其他的單細胞生物，包括了細菌、古菌（archaea，烏斯和福克斯所發現的）、酵母菌等，占據了大部分的位置。
最近幾年，我們對於體內的微生物生命世界，有了跳躍性的了解。新的技術，包括改良的DNA 定序法（DNA Sequencing）是主要的因素，以及電腦運算速度爆發般的加快。現在我們可以收集身體各部位的細胞，經由「次世代定序法」（next-generation sequencing），快速的分析其中所含的微生物DNA，再把這些資料整合在一起，定出居住在全身各部位的數千種微生物種類。我們發現其中有細菌、古生菌、酵母菌，以及其他的單細胞生物，例如：真核生物。這些生物的基因組（打造物種的遺傳手冊）加總起來比人類的還要長。
新的電腦演算法讓詮釋這些遺傳資訊的過程更為簡單。我們現在已經繪製了一張微生物圖譜，用以比較身體不同部位中的群落，也能夠比較不同人之間的微生物群落。由美國國家衛生研究院（US National Institutes of Health, NIH） 出資1 億7 千萬美元所進行的人體微生物群系計劃（Human Microbiome Project），支助了200 多位科學家，使得這方面的知識不斷累積。到目前為止已經分析了4.5 TB（Terabyte， 兆位元組） 的DNA 資料，這才只是開頭而已。其他的國際合作計劃，例如：歐洲的「人類腸道多元基因組計劃」（Metagenomics of the Human Intestinal Tract, MetaHIT ），也正在增加和分析更多的資料。
這種分析的成本降得非常快，讓更多人能夠查看自己身上的生物多樣性。大約在10 年前，如果你要知道自己身上的微生物群系組成，需要花費1 億美元，現在只需要100 美元，便宜到很快就會成為可以請醫生進行的基本醫學程序了。
不過，你的醫生為何要知道你的微生物群系狀況？因為新的研究結果指出，許多疾病和微生物之間有著我們以前所不知道的關聯，這些疾病包括肥胖、關節炎、自閉症和憂鬱症。當我們開始了解這些關聯後，也為未來的療法點亮了道路。你所想到的任何事，幾乎都和微生物群系有關，例如：醫學、飲食、你是否排行老大，以及性伴侶的數量。在接下來的內容中，你會發現微生物幾乎深深滲入我們生活中的所有面向。事實上，微生物重新定義了人類。

【前言】微生物決定你的未來
我們都知道，人類是兩足行走的動物，具有理性而高貴、無限的天賦，是萬物之靈，但我們時常連一句商品的使用同意書都不看，只檢查外盒而已。現在看看你剩下的那一部分：數兆個生活在你的眼睛、耳朵，以及把你的消化道當成豪宅居住的微小生物。那些在你我體內的微生物世界，有可能重新定義我們對於疾病、健康和自身的了解。
新的科技，其中有許多是這幾年才發展出來的，科學家現在對於我們體內的微生物形式，了解得比以往深入，得到的結果讓人驚訝。這些單細胞的微生物，藏在身體的每個角落，不僅數量上比我們...

微生物的表情
這真是一本讓人大開眼界的科普書，不但充滿各種驚奇的發現，更讓我們重新定義人類做為大自然的一種在地球上最後出現，卻改變大自然最多的靈長類存在於地球的意義。原來我們知道的事情並不如自己想像的那麼多。
這讓我想起自己在實驗室內培養單細胞動物及觀察微生物的奇妙過程，也想起陪伴十歲的女兒，在顯微鏡底下辨別許多單細胞動物的快樂時光。女兒告訴我許多單細胞動物的表情，我只當她是天真、浪漫，如今想起來，那些構造看似簡單的單細胞生物，其實比我們想的複雜多了，也許牠們還真的有表情呢。
作家 小野


顛覆想像的改變
多年前在西非布吉納法索的小鎮擔任內科醫師的經驗，讓我暗自對現代醫療下了一個不成熟的評論：「只有抗生素才是真正的藥。」原因是，我的病人得癌症，沒有化療藥物；腎臟衰竭，沒有洗腎設備；得了糖尿病、高血壓，我只能控制他們的血糖、血壓一兩週，因為我沒辦法提供他們一輩子的藥物。但，當他們得了瘧疾，我用抗生素把瘧原蟲殺了，他們就得救了。得了腦膜炎，用抗生素把細菌殺了，他們救活了。所以，藉由抗生素「控制微生物」，成為我當時的醫療經驗中唯一可以帶來「改變」的一條出路。
多年後，在返回非洲的班機上，拜讀羅布‧奈特的這本《微生物的巨大衝擊》，驚訝的發現這本書的立論，可以和上面那個不成熟評論對話，顛覆我的一些想法。羅布教授告訴我們，藉由「控制微生物部落」，人類有可能可以「改變」現代醫學不容易改變的局面，例如：控制肥胖、治療落後國家孩童的營養不良症狀、大腸激躁症、氣喘與過敏、自閉症、憂鬱症、甚至人類的心情和大腦的活動等。不同的，這一次不見得是透過抗生素！
誠心推薦這本頂尖微生物專家的知識，透過最平易近人的科普文筆寫的新書，它跟聽本人的TED演講一樣精彩，也期待這能顛覆你的一些想法！
路加國際組織駐南非代表／醫師作家 連加恩


細菌：永遠陪著你的親密盟友
要介紹人體細菌的奧秘，你大概找不出比羅布‧奈特更適合的人選了。
1996 年焦磷酸定序技術問世，全面改寫了人類對微生物群聚的認知。這種技術可以大量解讀 DNA，讓我們有能力建立一份人類腸道細菌的詳細點名單，幫助我們了解這個生態系裡驚人的多樣性。奈特教授在2005年發表第一篇腸道菌相關研究，並在往後十多年裡帶領學術界探索微生物群聚的奧妙。目前他已經跟800位研究人員合作過，而從這些研究中累積的珍貴經驗也就成為這本書的養分。除了學術上的努力之外，奈特教授積極推動調查腸道菌相的公民科學研究 「美國腸道計畫」。他也在Coursera線上課程平台開設「腸道檢查：探索身體中的微生物群系」（Gut Check: Exploring Your Microbiome）課程，很快成為熱門課程而轉為平台上的常設課程。現在，他的努力擴展到 TED，希望能讓更多人認識這些腸道小傢伙的能耐。
雖然奈特教授是這個領域裡的先驅，著有數十篇擲地有聲的研究論文，這本書讀起來卻是非常生活化而且平易近人的。在一般人的印象裡，細菌是危害健康的生物，所以只要有機會就應該拿酒精消毒劑抗生素把它們消滅掉。然而這種做法卻帶有潛在的危機。我們自以為把壞人去除了，但實際上卻是無差別地消滅了所有細菌，讓我們失去益菌的保護，反而給了病原菌稱霸的機會。書中提到了許多像這樣的新觀念，而這些新認知正在逐漸改變醫學的面貌。在日常生活裡，你選擇的食物影響了誰能住在你的腸道裡，而這些在腸道裡緊貼著你生活的細菌們，正在以我們還不清楚的方法影響你的健康和情緒。書中奈特教授搶救自己女兒菌相的故事讓人莞爾，但從他的故事裡我們也看到照顧微生物對健康的重要性，留下好細菌的影響或許比留下萬貫家財還重要呢。
過去我們一直感覺不到細菌的重要性，一則因為它們太小看不到，一則是我們從出生起就一直有細菌陪伴。近年微生物學家已證實它們的重要性，或許未來我們會有機會調整細菌組成，來消除困擾人類的疾病。而這一切正好可以經由這本書，從認識人體細菌們的身分和角色開始。
慈濟大學生命科學系助理教授 陳俊堯


曾經有人問過我，如何達到個人的卓越（Excellence），我的淺見是：多元接觸（Exposure）、廣泛探索 （Exploration）、自我期許 （Expectation）、紮實執行 （Execution）與經驗累積 （Experience）。台灣社會或者華人文化較缺乏接觸與探索的階段，而TED或TED Talks所提供的內容正是閱讀這個世界的楔子。然而，淺碟式學習效果有限，一知半解往往比不知還可怕，而TED Books正好彌補缺少的這塊，讓我們對有興趣的議題可以挖掘得更深。何不看看幾部TED Books的演講影片，你很快就會知道，該買哪幾本！
誠致教育基金會執行長　呂冠緯


三十多年前，TED 的開始，透過大型實體活動講故事，講值得擴散、能帶給眾人啟發的故事。寬頻連線與智慧手機普及後，TED又登上網路影音與 App，跨越國界，啟發了遍佈世界各地、數以千萬計的觀眾。而後，TED又增加了 TEDx，所謂獨立舉辦的TED論壇，讓更多有故事的人可以登上舞台，提供全世界他們的好故事。現在，很高興，三十年後，TED的故事又化身為書籍，要用文字的力量，讓更多好故事，啟發更多讀書人。
TEDxMonga 講者、AppWorks 合夥人 林之晨


九○年代中期，TED的演講剛剛可以上網看到時，真是非常的轟動，大家見面都會討論最新的演講。我記得的它門票是六千美元一張，非常的昂貴，但是人們還是趨之若鶩，大家都想擠進場去聽全世界頂尖的學者或CEO講他們一生的心得。每次轉播時，攝影機都會掃瞄一下現場的觀眾，我們都伸長了脖子去看誰是錢多到可以買得起這張票的人，羨慕不已。
現在回頭去看，TED的這個策略是對的，在一個富裕的國家，只怕東西不好，不怕價錢太貴，愈貴反而愈抬高了它的身價，而且因為只講十八分鐘，那更是要珍惜每一分鐘，更會好好的聽。美國總統威爾遜（W. Wilson）說：十分鐘的演講，我要準備一個星期，十五分鐘的演講則是三天，如果是一個小時的演講，那麼我現在就可以上場了。愈短的演講愈難講，林肯蓋茲堡的演講（Gettysburg Address）只有兩分鐘，可是它卻是每一代的年輕人，不分中外，都必須讀的文章。
其實，只要言之有物，短，聽眾反而能吸收。因為我們的注意力廣度不長，同一主題，超越十五分鐘，聽眾的注意力就開始游離。TED的創辦人非常睿智，把時間限定在十八分鐘，這個長度對聽眾是剛剛好，對講者卻是個挑戰，平日一堂課五十分鐘都嫌不夠，現在要在十八分鐘內把一個主題講清楚，怎麼可能？我記得上回去TED演講時，有兩週時間，每天晚上都在電腦前面刪減或調換投影片，要充分利用每一分鐘來傳播訊息。但是，講完後，我開始反省，為什麼明明十八分鐘就可以做到的事，我以前卻要花五十分鐘？
TED的水準高，有口碑，現在它把演講的主題寫成三萬字左右，又印成大小正好可以放在口袋中的小冊子，適合在旅行中閱讀，真是一個好主意（只怕讀者會讀到忘記下火車）。這次天下雜誌拿到它的獨家代理權，台灣的讀者有福了，在資訊爆炸的二十一世紀，每個人時間都不夠用，我們需要快速的吸取重要訊息，而這一套書正好提供了這個需求，這些書的內容簡單扼要，沒有贅字廢話，看完好像去赴了一場盛宴，心靈得到滿足又沒有吃的肥腸滿腦的不舒適。
「閱讀豐富人生」，透過文字的傳承、閱讀的能力，我們可以站在巨人的肩膀上看的更高更遠，我期待每個月的新書出來。
中央認知神經科學所教授 洪蘭


在每一場 TED十八分鐘演講結束後，我常常在想，要怎麼延續這些十八分鐘背後的力量？
TED Talks 希望帶給大家的，不是稍縱即逝的感動，而是希望這些故事背後擴散出去的漣漪，可以鼓勵大家化成行動，發揮它原本就該具備的影響力，讓世界可以朝著更美好的方向前進，這就是 TED 「好點子值得被分享」的初衷。
我們用眼睛看世界，用閱讀觀照自己。如果 TED演講，是在心中種下一個讓好想法萌芽的種子，或是激發想像的小石頭。那 TED Books 系列叢書，就是接續演講的未竟之處，帶領大家沿著這些智慧軌跡，探索與思想的深度旅程。內容包羅：人權、太空、知識、科學、心靈、智慧等萬象領域。知智無垠，但在追求過程中的樂趣也同樣無窮。
資訊紛至沓來的移動時代，我們的心需要安穩寧靜的時刻。閱讀 TED Books，體會智慧在動靜之間的生猛、敦厚及平衡。期待各位翻開書扉的同時，也踏上屬於自己的蛻變旅程。
TEDxTaipei 創辦人 、TED 亞洲大使 許毓仁


在我觀察，TED演講最驚人之處，在於三點：
一是善用網路新媒介，將主題式的、專業性的內容，轉為演講形式，化為影像，在網路上原先充斥著娛樂為主的影像世界，將專業知識內容勇敢投入其間，並巧妙設計出一場演講十八分鐘符合閱聽者最佳專注時間的規範，同時讓現場演講的效力隨著網路的延伸而無遠弗屆，產生驚人效益，不少影片的影響力遠遠超乎常人想像。
二是TED演講讓當代壁壘分明，甚至深院高戶的學術研究，或是各行各業傑出人士的多年經驗、獨到見解，可以透過簡短、扼要、明白的演講方式傳達給普羅大眾。換言之，TED演講讓專業知識真正的和大眾對話，真正做到最大的知識普及化；同時又打開各專業的小領域，讓各種專業知識進入溝通與相互了解。――在這個意義上，TED演講做了最驚人的通識教育成果。
三是TED演講，採取的策略之一，向全世界開放授權，只要向總會申請，符合總會規範和要求，就能自行辦理TED演講。所以一方面能引起風潮之外，另一方面也產生舉辦方的相互良性競爭，光是臺灣就有好幾個不同單位舉辦各種TED演講，而且舉辦方根本不需過度考慮場地如何，也不怕參與人數的多寡如何，因為真正的影響力實施，其實是來自網路的傳播與影響力，而成敗好壞的真正關鍵，更來自於講者的內容。
當然，短短十八分鐘演講，彷彿是深入知識寶庫前的店招或預告片，常讓人意猶未盡，該如何補足這種缺憾呢？TED系列書成了最好的入門導引書，我相信只要一本一本讀去，必定可以深入各式各樣寶庫。
台北市中山女高教師 張輝誠


十八分鐘太短，偏偏世界又太複雜，TED Books是一個不多不少的折衷方案。
從火星旅行、數學應用、認識恐怖分子、邊緣族群家庭，直到海洋食物的未來，我們都在網路上，看過上百支TED Talks影片，有些甚至被我們加入YouTube的書籤珍藏。
像是一道任意門，TED Talks開啓了我們對陌生議題的認識。至於門後幽深廣闊的世界，TED Books則像一本生動導覽，指出我們還未經歷的路徑。
新聞工作者 黃哲斌


知識是聰明人的娛樂，而真正的知識分子不孤高自賞，也絕不狐群狗黨。TED 先用十八分鐘，帶著表演性質的演講格式降低大眾跨入廣袤知識領域的門檻，再透過 TED Books 更進一步地讓講演者跟讀者用適合深度思辨的文字來對話。TED 不斷在尋找更好、更吸引人也更適合當代傳播環境的社會溝通與共學方式，並予以規模化，這是我非常佩服，也持續在努力的方向。非常高興見到 TED Books 系列在台灣出版，希望很快泛科學也能做到。
Pansci 泛科學總編輯 鄭國威

微生物的表情
這真是一本讓人大開眼界的科普書，不但充滿各種驚奇的發現，更讓我們重新定義人類做為大自然的一種在地球上最後出現，卻改變大自然最多的靈長類存在於地球的意義。原來我們知道的事情並不如自己想像的那麼多。
這讓我想起自己在實驗室內培養單細胞動物及觀察微生物的奇妙過程，也想起陪伴十歲的女兒，在顯微鏡底下辨別許多單細胞動物的快樂時光。女兒告訴我許多單細胞動物的表情，我只當她是天真、浪漫，如今想起來，那些構造看似簡單的單細胞生物，其實比我們想的複雜多了，也許牠們還真的有表情呢。
作家 小野


顛覆...

推薦序
微生物的表情 小野
顛覆想像的改變 連加恩
細菌：永遠陪著你的親密盟友 陳俊堯
各界推薦

前言 微生物決定你的未來
1 充滿微生物的身體
2 如何得到微生物群系
3 微生物、疾病和健康
4 微生物如何影響心情、心智
BOX：細菌簡史
5 駭入微生物群系
6 你必須知道的抗生素危機
7 你我的微生物大未來
附錄 美國腸道計劃
BOX：繪製微生物群系圖譜的科學與藝術

致謝
作者介紹
相關主題的TED Talks
注釋
TEDBooks
TED

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微生物的表情 小野
顛覆想像的改變 連加恩
細菌：永遠陪著你的親密盟友 陳俊堯
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1 充滿微生物的身體
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4 微生物如何影響心情、心智
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5 駭入微生物群系
6 你必須知道的抗生素危機
7 你我的微生物大未來
附錄 美國腸道計劃
BOX：繪製微生物群系圖譜的科學與藝術

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