在炎炎夏日的戶外活動中，我們總是要涂抹防曬霜，防止紫外線帶來的曬傷、色斑，甚至皮膚癌。人們普遍認為，紫外線最主要的危害在于誘導DNA損傷，事實上，它還會深刻擾動皮膚的免疫系統。研究顯示，紫外線尤其是UVB波段，除了引發細胞炎癥反應，還會導致皮膚產生一類免疫抑制分子，短期內降低局部免疫力，延長損傷修復時間，長期則可能增加皮膚病變的風險。這些建議確實有據可依——紫外線尤其是UVB波段，會引發皮膚細胞DNA的氧化損傷，誘導炎癥反應，長期累積更可能促進皮膚腫瘤的發生。然而，除了化學防曬劑和物理遮擋之外，我們的皮膚似乎還有一位“隱秘的守護者”——那就是棲居于皮膚表面的細菌。

近年來，科學家逐漸認識到皮膚微生態不僅僅是被動存在的“附著者”，它們可以與宿主形成復雜的代謝與免疫互作網絡。而2025年一項最新發表在《皮膚病學研究雜志》（《Journal of Investigative Dermatology》）的研究則首次揭示：某些皮膚細菌能夠主動消化去除紫外線作用下產生的潛在有害分子，并可能在調控紫外線誘導的免疫反應中發揮重要作用。

發表在《皮膚病學研究雜志》的研究（圖片來源：參考文獻[1]）

這意味著，我們對防曬這一概念的理解或許將不再局限于阻擋紫外線本身，而是延伸到：如何調動皮膚表面的有益菌群共同參與這場生理防御戰。

科學發現：細菌如何分解“曬傷分子”？

當紫外線照射皮膚時，最外層的角質層中會發生一系列光化學反應。其中，名為尿汗酸（urocanic acid, UCA）的物質尤為關鍵。它原本以反式“（trans-）trans”構型存在，在受到UVB照射后，會轉變為順式（cis-）。“cis-尿汗酸（cis-urocanic acid, cis-UCA）”。而這一異構體并不只是一個結構變化，它具有顯著的免疫抑制功能，能夠降低皮膚局部的免疫活性，從而可能讓某些病毒有機可乘。

曬太陽可能會降低皮膚局部的免疫活性（圖片來源：作者使用AI生成）

研究顯示，cis-UCA可通過激活某些神經遞質和免疫受體，如5-羥色胺受體與PD-L1信號通路，抑制抗原呈遞與T細胞活性，最終干擾皮膚對外來刺激如過敏原、病原體或腫瘤細胞的正常免疫反應。這種機制被認為與皮膚光免疫抑制、光敏感性疾病，乃至某些皮膚癌變有關。

但這項研究帶來了一個令人振奮的新發現，常見的皮膚定植菌，如表皮葡萄球菌（Staphylococcus epidermidis），能夠利用一種叫尿汗酸酶的酶，主動分解cis-UCA。在體外實驗中，科研人員發現表皮葡萄球菌在添加cis-UCA后生長更快，并且其培養液中的cis-UCA含量明顯下降；而對照菌種即不具備該酶活性的細菌則無法實現這一代謝。

更重要的是，在小鼠模型中，研究者通過清除皮膚表面細菌后發現，cis-UCA的免疫抑制效應顯著增強，而如果重新接種具有尿汗酸酶的細菌，則這種效應被部分逆轉。這說明，皮膚微生物實際上在介入我們對陽光的免疫反應——它們并非旁觀者，而是具有調節作用的參與者。

研究者使用小鼠模型進行實驗（圖片來源：參考文獻[1]）

這項發現首次證明了一個完整的生物互作鏈條：紫外線 → cis-UCA生成 → 微生物代謝 → 免疫調控效果改變。這也意味著，皮膚細菌不僅能感知紫外線帶來的變化，還能通過代謝行為主動影響人體的免疫系統狀態。

微生態護膚真的有希望嗎？

皮膚表面細菌能否真正成為防曬的“新武器”？從這項研究中，我們或許可以看到未來護膚和免疫干預的新方向。

既然皮膚細菌能分解某些有害紫外線代謝物，那么未來的護膚產品是否可以設計成鼓勵促進益生菌生長或直接添加代謝酶，如尿汗酸？研究人員提出了一種設想，將富含 S. epidermidis 或其酶活性的成分加入防曬霜中，不直接阻擋紫外線，而是通過調節皮膚局部免疫來降低光照后的慢性損傷和炎癥反應。

這一思路被稱為微生物感知型防護。它不取代傳統防曬方式，而是在皮膚屏障之外，添加代謝屏障，從另一個維度輔助防護。

同時，紫外線光療是一種常見的皮膚病治療方式，適用于牛皮癬、白癜風、濕疹等免疫性疾病。然而，光療過程本身也會引發局部免疫抑制。研究發現，如果在光療前清除皮膚細菌，例如用消毒劑去除 S. epidermidis，可能會增強cis-UCA的免疫抑制作用，從而提高光療的療效。

雖然這一研究具有突破性，但其結果目前仍基于小鼠模型與體外實驗，在人類中的作用機制、菌株差異性、個體皮膚微生物組成等因素尚未明確。此外，尿汗酸酶本身的功能也可能存在雙刃劍效應：在某些環境中有益，在另一些場景下則可能削弱天然免疫防線。

總結

當我們談論防曬，往往關注的是帽子、衣物和涂抹的防曬霜；但這項最新研究提醒我們——在我們看不見的皮膚表面，數以億計的微生物也許正默默參與著一場“紫外線攻防戰”。

科學家首次揭示了皮膚常駐細菌，如何通過代謝一種紫外線誘導生成的“曬傷信號分子”——cis-尿汗酸（cis-UCA），從而影響皮膚免疫系統的活性。這一發現不僅拓寬了我們對皮膚微生態功能的理解，也為未來基于微生物的護膚策略打開了新的思路。不過，這種“防曬型細菌”目前仍停留在實驗室研究階段，距離實際應用還有很長一段科學與倫理的評估過程。

參考文獻：[1] Patra, VijayKumar, et al. "Urocanase-positive skin resident bacteria metabolize cis-urocanic acid and in turn reduce the immunosuppressive properties of UV radiation." Journal of Investigative Dermatology (2025).

[2]Barresi, Caterina, et al. "Increased sensitivity of histidinemic mice to UVB radiation suggests a crucial role of endogenous urocanic acid in photoprotection." Journal of iInvestigative dermatology Dermatology 131.1 (2011): 188-194.

[3] Belkaid, Yasmine, and Samira Tamoutounour. "The influence of skin microorganisms on cutaneous immunity." Nature Reviews Immunology 16.6 (2016): 353-366.

[4] Bukhari, Shoiab, Aaron F. Mertz, and Shruti Naik. "Eavesdropping on the conversation between immune cells and the skin epithelium." International Immunology 31.7 (2019): 415-422.

[5] Burns, Erin M., et al. "Ultraviolet radiation, both UVA and UVB, influences the composition of the skin microbiome." Experimental dermatology Dermatology 28.2 (2019): 136-141.

作者：Denovo科普團隊（褚宏偉博士、湖南師范大學碩士生導師；楊超 博士）、中國科普作家協會會員、廣東省青年科技創新研究會會員）

審核：劉晨光博士 大連理工大學教授

來源: 科普中國創作培育計劃

內容資源由項目單位提供