尽管看似令人不适，这些物质实则是科研的宝藏。
马蒂尔德·波耶（Mathilde Poyet）带领我参观位于德国基尔的全球微生物组保护协会（GMbC）实验室时，眼前尽是各类尖端设备。这座设施配备了标准的实验仪器，如培养箱、最新测序设备和用于细菌培养的厌氧室。但实验室中最关键的样本存放在-80℃的冷冻柜中——这些样本如此重要，以至于配备了备用电池系统：一旦断电，样本仍能保持完整。这些试管中的样本既非长生不老药，也非抗癌细菌，而是粪便。
准确地说，它们是悬浮粪便样本及从中培养出的细菌。但这些样本曾是波耶及其同事（包括她的伴侣马蒂厄·格鲁辛[Mathieu Groussin]）采集的人类排泄物，格鲁辛是该协会的联合创始人。波耶常将该项目称为他们的"第一个孩子"（当谈及此事时，他们真正的孩子——婴儿女儿艾莉丝[Aelis]正随行在办公室中）。
"我们见过布里斯托尔粪便量表上的各种形态——各种形状、大小和颜色，"波耶提到医师用于评估消化问题的粪便分类图表时说道。
波耶与格鲁辛的研究基于一个理念：粪便能精准反映人类肠道微生物组——即肠道内生物群落的基因构成。这种构成因人群而异，可作为健康指标。当前多数研究聚焦欧洲血统人群，而GMbC则致力于收集更具全球代表性的样本。冷冻柜中的样本来自加纳、坦桑尼亚、芬兰和泰国等地。
过去九年间，该团队已采集19个国家50个族群的样本。他们与当地科学家、伦理委员会及社区合作，通过汽车、船只、直升机甚至全地形车抵达采样点。回到实验室后，研究人员分析粪便成分，对培养出的细菌进行基因测序，并将活体样本存入生物样本库。
对外人而言，持续采集粪便样本或许令人作呕。在基尔，科学家们偶尔会用生物反应器制作"粪便汤"，以观察不同场景对获取细菌的影响。他们每年仅进行数次，因过程耗时费钱且气味刺鼻，致使同楼层其他研究者将此处戏称为"臭气实验室"。
但粪便为人类健康提供了独特窗口。"这是探究健康人肠道内容物的最佳方式，"格鲁辛表示，"虽有些恶心，但这正是我们获取这种重要生物多样性的唯一途径。"
科学的宝藏
随着微生物组成为热门研究课题，全球科学家正自行采样研究。新冠疫情也证明废水分析是重要的公共卫生工具——使科学家能在感染激增前监测人群中的病原体。
"我们排入环境的废弃物实则数据丰富，"新加坡南洋理工大学亚洲环境学院的环境微生物学家珍妮尔·汤普森（Janelle Thompson）表示。她和团队通过采样新加坡废水，检测环境中的有害微生物，寻找人体排出的生物"信号"。
"可定位信号发生区域并追踪其时间变化，"她解释道。例如，2021至2022年，汤普森团队在大学校园和处理厂提前识别出新冠病毒关切变异株，早于其成为主流毒株，表明"隐性传播极少"。
人类排泄物研究的影响跨越多个科学领域。面对全球肥料短缺，部分科学家（及农民）正探索利用尿液的氮含量作为肥料。今年早些时候，斯坦福大学研究团队在《自然·水》发表的研究创建了从尿液提取养分的原型系统，估算单公斤氮回收价值达4.13美元。2020年发表的研究还表明，尿液肥料有助于节约资源，减少温室气体排放和用水量。
除作为公共卫生预警指标外，粪便样本正用于开发潜在救命疗法：通过粪菌移植（将健康粪便细菌及其他微生物从一个宿主转移至另一宿主），治疗艰难梭菌感染。
"艰难梭菌感染实由微生物组紊乱引发，"荷兰海牙海格兰登医疗中心的胃肠病学家约斯伯特·凯勒（Josbert Keller）解释道。凯勒参与了2013年发表的早期临床试验，验证粪菌移植的有效性。"若患者无法自行恢复微生物组，感染将反复发作，此时粪菌移植能真正治愈患者。"
如今，粪菌移植正被研究用于治疗肥胖症、2型糖尿病、帕金森病等疾病。
"常被视为恶心的物质实则具有内在价值，"布林·尼尔森（Bryn Nelson）表示。他在2022年著作《冲水：不可能宝藏的非凡科学》中指出，排泄物是"被严重浪费的自然资源"。作为前微生物学家，他耗时数年研究粪便应用，发现至少24个领域依赖这些"废弃物"获取关键信息。谈及排泄物的"恶心"属性，他说："我们必须克服心理障碍，才能发现其中蕴含的信息。"
田野工作实录
波耶具有湿实验室背景。攻读博士期间，她研究果蝇Drosophila suzukii，常整日解剖标本。如今她的研究涉及筛选厌氧环境中的粪便样本。"有些样本确实更难处理，"她说，"真正恶心的是当人体未消化食物，粪便中残留近乎完整的食物。我实在难以接受。"
对汤普森而言，处理废弃物也是自然选择。"我始终着迷于微生物世界及其对人类的益处，"她说，"微生物可能黏滑或有异味，但我并不觉得恶心。"
粪便与尿液也是会逐渐习惯的对象。马来西亚双威镇莫纳什大学马来西亚分校的微生物组研究员钟俊伟（Chong Chun Wie）负责监督粪便样本采集。他的研究关注区域族群间肠道微生物组差异。与波耶团队不同，他不参与野外工作，而是让捐赠者在家留存样本后寄送，但实验室仍需处理样本。
"做得越多就越习惯，因为这已成为常规工作，"他说。
加拿大汉密尔顿麦克马斯特大学的医学微生物学住院医师玛丽莎·莱杰（Marissa Ledger）研究寄生虫感染史。古代化石粪便——形似土壤的腐烂有机成分——在考古学中价值非凡。莱杰的本科训练是人类学，研究骨骼遗骸。她很快发现，研究保存粪便中的寄生虫是记录人类历史传染病的更佳方式，将化石粪便比作时间胶囊，能揭示社区感染与饮食的细微差异。
"当我决定研究寄生虫感染时，意识到它们曾是过去疾病的主要推手，"她说，"我觉得这目标很酷。直到人们说'你研究古代粪便？真疯狂'，我才意识到别人眼中的'恶心'。"
巴黎跨学科行动与研究计划OCAPI的人类学家玛丽娜·勒格朗（Marine Legrand）观察到，文化对粪便的禁忌强于尿液。尽管粪便研究资金存在，但似乎更倾向医疗而非农业应用。"申请资金时，研究尿液比研究粪便更容易获得支持。"
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