不能以“好”“坏”区分微生物

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  人类最初害怕细菌,后来又迷信自身的微生物群,这两种态度都不是对生物学的正确理解。
  19世纪70年代,德国医学家罗伯特·科赫致力炭疽病的研究,以控制其引起的当地牲畜大批死亡。那时其他科学家已经从染病的动物体内组织中发现了一种名为炭疽芽孢杆菌的细菌。科赫给实验小鼠注射炭疽杆菌后,小鼠很快死亡。他再次从死亡小鼠身上提取炭疽杆菌注射到另一只小鼠身上,这只小鼠也死亡了。科赫把这个残酷的实验进行了20次,每次都是同样的结果。这明确证明了炭疽病是由炭疽芽孢杆菌引起的。


显微镜下的炭疽芽孢杆菌

  科赫以及路易斯·巴斯特等科学家通过实验证实了很多疾病是由微生物引起的。被人类忽视达几个世纪的微生物很快被认为是死亡的化身——它们是细菌、病原体、瘟疫的始作俑者。炭疽实验之后20年内,科赫等科学家发现麻风病、淋病、肺结核、伤寒、霍乱、白喉、破伤风、鼠疫都是由微生物引起的。微生物成了肮脏和疾病的代名词,成了人们避之不及、除之而后快的公敌。
  现在我们知道这个观点是错误的——我在新书《包罗万象:从我们体内的微生物放眼看世界》中有解释。有些细菌的确会致病,但只是少数,大部分细菌是无害的,有些甚至对人体有益。现在我们知道我们体内数以万亿的微生物——所谓的“微生物群”——是人类生活中不可缺少的一部分,它们不但没有让我们得病,反而帮助我们抵抗疾病入侵。它们还能帮助我们消化食物、增强免疫系统,甚至改变着我们的行为。人们对微生物的认识已经改变,把它们看作需要保护的朋友。很多杂志也定期对读者进行科普:抗生素和清洁剂破坏人体的微生物生存环境,对人体有害。“消灭所有细菌”的观点逐渐被“细菌是保护我们的朋友”的认识所替代。
  不过,“细菌有益”和“细菌有害”的观点一样,也是错误的。我们不能仅凭某种微生物生存在我们体内就认为它是“好的”。世界上根本就没有“有益菌”和“有害菌”之分。这种笼统的概念只存在于孩童的故事世界,存在于孩子们对“好人”和“坏人”的区分。对自然界复杂多变的共存关系而言,这些说法都是不准确的。
  实际上,细菌仿佛生存在一个坐标中。如果对人体有害,我们称它们为寄生虫或者病原体;如果对人体无害,我们称之为共生;如果对人体有益,我们称之为“互利”。但是这些范畴都不是一成不变的。有些微生物可以从坐标一端滑向另一端,这是由微生物的类型和其宿主决定的。比如,约40%的昆虫都会感染沃尔巴克氏菌,对一些昆虫来说,这种微生物寄生在它们的生殖系统,导致雄性死亡或者受其控制(转雄为雌),而对另外一些昆虫来说,沃尔巴克氏菌会给宿主提供其食物中缺少的维生素。
  另外一些微生物能同时充当致病菌和有益菌。很多人都知道幽门螺旋杆菌能引起胃溃疡和胃癌,这种细菌可以防御食道癌却并非广为人知。同一种细菌,对人体有利也有弊,我们很难给幽门螺旋杆菌定性,它既好也坏。
  这些都说明了“互惠生物”、“共生物”、“病原体”和“寄生虫”这些说法不能用来标注微生物的好坏。这些说法如同“饥饿”、“清醒”、“活着”或者“合作”、“斗争”一样,是一种状态描述,一种相互行为描述,只能在特定时间特定地点具体发生在谁身上时来使用,而不能表明微生物自身的性质。
  康涅狄格大学分子与细胞生物学助理教授尼古拉·布罗德里克发现了一个极好的例子。她在研究土壤中的苏云金芽孢杆菌时发现,这种微生物能产生毒素,使昆虫的肠道穿孔,从而杀死害虫。从20世纪20年代开始,农民开始利用这种特性,将苏云金芽孢杆菌用作活性杀虫剂,有机农业也在使用。这种微生物杀虫的效果有目共睹,但是数十年来,科学家并没有真正发现其中的奥秘。他们推测这种细菌的毒素会给害虫造成极大伤害,令其缓慢饿死。但这种说法有点站不住脚:研究表明,毛虫不进食一周以上才有可能饿死,但是苏云金芽孢杆菌只用一半的时间就能让毛虫死亡。


显微镜下的苏云金芽孢杆菌

  布罗德里克几乎是非常偶然地发现了事情的真相。她怀疑毛虫体内的肠道菌能帮助抵御苏云金芽孢杆菌,就给毛虫使用了抗生素,然后使用这种活性杀虫剂。因为毛虫肠道菌群已被破坏,布罗德里克预计毛虫死亡的速度会更快。但结果出乎意料:毛虫都活了下来。她进一步研究发现,正是毛虫肠道菌群充当了活性杀虫剂的“杀手”。当正常存在于昆虫消化道内时,这些菌是无害的,但当苏云金芽孢杆菌造成昆虫肠道穿孔时,它们随之会进入昆虫的血液。毛虫的免疫系统会发现这些“游走”的内脏菌,并开始反击,然后昆虫全身出现炎症,损害各个器官,引起血流


显微镜下的沃尔巴克氏菌

  不畅,正是这种全身性的脓毒症很快杀死害虫。
  同样的情形每年在成百万人类身上出现。人类同样受到病原体的感染,当消化道受到损伤,消化道菌群进入血液时,人类也出现感染症状。和毛虫一样,同类微生物存在于消化道时是有益的,但是进入血液就非常危险。“有益菌”是它们生存在了合适的部位。同样的道理,“条件致病菌”正常情况下在人体内是无害的,但是当人的免疫力低下时就会引起致命的感染。由此可见,细菌生存的环境决定了它的好坏。
其他文献
贵刊2005年第4期以加发编者按和点评的方式发表了我们的“胸腔镜辅助经膈肌食管癌切除胃食管胸内吻合术”一文,我们对点评意见进行了讨论,现将有关观点进一步进行说明如下。
Proverbs are culture-loaded linguistic symbols.The E-C/C-E proverb translation involves not only the transfer of language but also the transmission of culture.T
“双线桥”表示法是氧化还原反应的重要表示方法,能够将氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的对应关系和电子转移的方向与数目直观展示出来。因此利用“双线桥”表示方法能够确定氧化剂与还原剂、氧化产物与还原产物的比例关系,并结合电子转移守恒关系配平氧化还原反应方程式,同时利用“双线桥” 表示方法可以有效的完成电化学知识中电极反应方程式的书写。