原作者 | [英]戴维·P·克拉克
摘编 | 徐悦东
《病菌、基因与文明》，[英]戴维·P·克拉克著，邓峰、张博、李虎译，新思文化|中信出版社2020年11月版
致病病原体一般是如何变异的？
艾滋病、疯牛病这样的全新疾病时有出现。这些传染性病原体是新近出现的，在我们这个时代之前，从未有过暴发的记录。疯牛病虽然奇异独特，却很少致人死亡，它的影响主要在经济方面。
以灾难性致死疾病的标准来衡量，艾滋病、疯牛病其实有同一种缺点：无效传播。如果艾滋病是由昆虫传播的，或者疯牛病像麻疹一样是通过空气传播的，我们将会面临真正的大灾难！大概大多数传播机制有效的疾病已经在传播之中。而仍然潜伏在阴影中的、默默无闻的疾病可能自有其“无闻”的原因―它们不能有效地将自己传播给人类。尽管关于新奇事物的报道占据了媒体头条，但我相信，更大的真正危险会来自能有效传播自己的已知疾病。如果麻疹或流感变得高度致命，我们可能会面临大规模死亡的真实可能性。
旧的疾病可以进化得善于自保，免受人类的反击。它们可能会对抗生素产生耐药性，或者改变自己的表面结构，通过“斗智”战胜免疫系统。每一次新的流感疫情都是流感病毒改变了一次其表面特性的结果，而HIV突变得如此迅速，以至于一个病人体内的病毒就出现了多种变异。
旧的疾病能进化出新的攻击方式。它们可能会获得新的毒力因子（像大肠杆菌O157菌株那样），或重组它们的基因，不时产生致命的变体（像流感那样）。还有一些疾病通过改变入侵的组织而进入新的领地。一个很好的例子是螺旋体的进化：能够引发梅毒并损伤生殖器官的螺旋体是从导致雅司病的螺旋体进化来的。
免疫系统有缺陷的人容易被感染。艾滋病的流行造成了史上最多的免疫系统有缺陷的患者。这反过来又使得许多新的“机会性疾病”得以传播。免疫系统有缺陷的人还有被药物的副作用损害了免疫系统的人，以及越来越多的老年人。营养不良也使人更容易受到多种传染病的侵袭。正如我们在第3章中所讨论的那样，人口密度越大，疾病的毒力就越强―这在第三世界不断增长的城市中尤其如此，那里糟糕的卫生状况加剧了这种效应。
人类的遗传改变可能会解决一个问题，但也会增加人面对其他问题时的脆弱性。囊性纤维化突变的一个拷贝可以预防伤寒和霍乱等疾病，但是如果两个拷贝的基因都有缺陷，肺部就更容易被各种细菌感染。
有史以来的多种基因变化使得大多数欧洲人相对能够抵抗天花、麻疹、肺结核和许多其他疾病。因为我们不知道这大多数突变是什么，所以对其可能带来的副作用一无所知。
人类与病菌接触方式的变化
将如何影响未来的疾病？
多种因素可以极大地改变传染性微生物找到合适潜在患者的可能性。地震、洪水、台风、风暴等自然灾害为疾病传播提供了暂时的机会。一般来说，当灾难过去后，相关的传染病也会消失。气候变化会造成更持久的长期影响。特别是，更高的温度会让昆虫扩散到新的地区，给这些地区带去疟疾、黄热病等疾病。
战争、革命、政治动荡导致的公共卫生崩溃可能让旧的疾病卷土重来。苏联解体后疫苗接种项目的中断导致了白喉病例的激增。
开辟新的定居地或者毁林开荒会使人们接触到以前未知的疾病，如埃博拉。实际上，更为严重的是某些创造了新的静水体的灌溉工程，这使得携带疟疾、黄热病、登革热的蚊子得以扩散。砍伐和破坏森林也方便了携带疾病的昆虫的扩散。科技进步也有可能适得其反，比如更高效的食品技术依赖于更大的加工量，这使局部的细菌污染传播得更广，导致近年来大量肉类被召回。空调设备也为军团病开辟了新的机会。
肺结核不是一种新型疾病。事实上，它恐怕不能被归类为“卷土重来”的疾病。我们把它算在其中是因为它受到了公众的关注。在工业革命期间，肺结核在欧洲城市蔓延。到20世纪中期，第一种有效的抗生素出现了，这时肺结核在欧洲已经基本绝迹了。在过去的几百年里，大量发生的肺结核已经杀死了大多数易感的人，抗生素只是在工业化国家给了这种流行病最后一击。今天，估计只有10%的白人易患肺结核。
因此，肺结核并不是“卷土重来”了―这种始于17世纪欧洲的流行病一直未曾绝迹，它只是从发达国家消失了。今天，肺结核正无情地蔓延于世界各地，并且在以前没有接触过它的人群中扩大着蔓延之势。今天，肺结核每年造成大约300万人死亡，其中大多数在第三世界国家。
20世纪20年代芝加哥的数据显示，黑人患肺结核的概率是白人的6倍。请记住，大约75%的美国白人是在美国内战到第一次世界大战之间进入北美的欧洲人的后裔。因此，这些白人来自曾暴露于肺结核的人群，而黑人则不是。第二次世界大战后，在第三世界国家不断扩张的城市的拥挤贫民窟中，肺结核找到了新的潜在感染者。在吃肉较少的贫穷国家，蛋白质含量低的饮食会大大增加其国民的易感程度。
野生动物中经常会出现大规模死亡的现象，其中大多数没有被人们注意到。被当地农民或猎人注意到的大多数案例没有被记录下来，而记录下来的又大多从未得到过解释。例如，1994年，阿肯色州的白头海雕染上了一种神秘的疾病，许多白头海雕死亡。一些大规模死亡可能是新疾病导致的结果。也许一种现存的传染病变异成了一种更致命的形式，或者一种疾病从另一种动物身上传播了过来。
这种新的疾病如此致命，以至于它消灭了种群中的大部分个体，然后，因为没有更多的潜在患者可以被感染，所以新疾病自身也灭绝了。毫无疑问，这种情况在早期人类居住区发生过多次，当时的人口密度还不足以让新疾病持续传播。在每一种成功攻击过人类的新疾病的背后，有很多多次攻击人类却无果而终的疾病。如果一种疾病最终“战功”赫赫，或者找到了一种新的宿主，它可能在成功之前已经进行过多次尝试。让我们看一看最近一些有名的疾病吧。
拉沙病毒、汉坦病毒、埃博拉病毒是最近登上头条的三种新兴病毒。这三种病毒都曾经存在于数量很多的小型动物体内。拉沙病毒和汉坦病毒由啮齿动物携带，埃博拉病毒最有可能是由蝙蝠携带的。就像携带黑死病的亚洲的旱獭一样，拉沙病毒、汉坦病毒、埃博拉病毒的自然宿主的症状也相对轻微，而人类非常容易受到影响，在报告的疫情中，它们造成的人类死亡率与腺鼠疫造成的处于同一级别。
以上三种病毒，连同胡宁病毒、马丘波病毒、马尔堡病毒、阿尼昂尼昂病毒和其他几种新型病毒，大多是在20世纪80年代前后被发现的。然而，新出现的病毒其实并不多―只是20世纪50年代针对病毒的细胞培养技术的出现使得识别世界偏远地区的外来病毒成为可能。在此之前，培养病毒必须在鸡胚中开展，这是一个极其费力的、笨拙的过程，并不总能成功。在过去的三四十年里，很少有意义重大的新型病毒出现，尽管记录在案的病毒曾暴发于新的地方（如1993年美国的汉坦病毒）。最近的2008年末，拉沙病毒的一种近缘种类——卢约病毒（Lujo virus）―出现在了非洲南部。
尽管报道很多，但这些新型病毒几乎没有产生全球性影响。地球上每年大约有5 000万人死亡，其中约1 600万人死于传染病，其中，艾滋病、疟疾、肺结核导致的死亡各有约300万。每年死于新出现的病毒的人成百上千。例如，从1976年出现到1996年暴发，大约有1 000例官方报道的埃博拉病例，总死亡率为80%。毫无疑问，还有几千名患者死于无人报道的孤立村庄，不过这个数字从全球范围看不算太多。
抗生素和耐药性
如何影响了疾病的出现方式？
威胁除了来自真正的新型传染病，也来自获得了新能力的既有传染病。自从20世纪30年代抗生素问世以来，许多细菌已经进化出耐药性。抗病毒药物和用于控制携带疾病的昆虫的杀虫剂也面临类似的问题。先别慌，我们应该记住，在抗生素被发现之前，传染病的发生已经大幅减少。当时的卫生进步和疫苗接种已经消除了工业化国家的大多数危险传染病。
抗生素耐药性可能是新突变的结果，也可能是一种细菌传给了另一种细菌。即使在使用抗生素的早期，零星的耐药病例也出现过。其中大部分是因为被针对的细菌发生了突变，这些耐药菌株相对较少。
在没有抗生素的情况下，大多数抗性突变对细菌有害。例如，对链霉素有耐药性的自发突变体在蛋白质合成方面有缺陷，对卡那霉素或新霉素有耐药性的突变体不能正常呼吸。这种情况让人联想起人类的突变，一方面人们因为突变对疟疾有了抵抗力，另一方面这种突变会导致镰状细胞性贫血；或者一方面对伤寒有了抵抗力，另一方面会导致囊性纤维化。在没有威胁的情况下（细菌不受抗生素威胁，人类不受疟疾威胁），耐药的突变菌株会逐渐消失。
更大的威胁来自可传播的抗生素耐药性。质粒是承载着额外遗传信息的环形DNA，许多细菌都携带着它。一些质粒会从一个菌株转移到另一个菌株，并携带着“条件性有益基因”―这些基因在某些情况下对细菌有益，但在有些情况下却没有用，甚至对细菌来说是一种负担。质粒可以赋予细菌在稀有和不寻常的营养物质上生长的能力，它们也可以携带保护细菌抵抗抗生素或有毒金属的基因，而抗生素和有毒金属都是人类活动的结果。
质粒上携带的抗生素抗性基因很少会干扰正常的细菌生长。质粒从外部引入额外的基因，而不是冒险改变重要的细菌基因，这往往会破坏抗生素，而对细菌没有有害的副作用。因此，即使在没有抗生素的情况下，抗生素抗性质粒的丢失也非常缓慢。一个质粒可以携带对多种抗生素有耐药性的基因。或者，一个细菌可以包含多个质粒，每个质粒赋予细菌一种抗生素抗性。无论哪种方式，结果都是细菌获得了对多种抗生素的耐药性，这种耐药性可以在细菌之间传播。
抗生素耐药性的出现是不可避免的。当生物被大量杀死时，一些有抵抗力的个体通常会存活下来并继续繁殖。尽管如此，抗生素耐药性的迅速蔓延还是因为人类的贪婪和愚蠢。农民经常在动物饲料中添加抗生素。这减少了动物传染病，可能让肉变得更便宜，但它还促进了耐药质粒的传播，这些质粒随后会转移到感染人类的细菌中。许多欧洲国家意识到，额外的医院护理费用大大超过“便宜肉”所节省的几块钱，因此，这些国家已经极大地限制了这种做法。
今天，农业消耗了大约三分之二的抗生素，而医疗只消耗了大约三分之一。第三世界国家正在成为这个问题的主要原因―他们对肉类需求的增加导致了抗生素的滥用。当工业化国家金盆洗手的时候，许多较贫穷的国家正在使用更多的抗生素来增加肉类的产量。在较贫穷的国家，选择哪种抗生素用于动物饲料的主要标准是价格。这削弱了发达国家日益增长的保留某些抗生素并将其专门用于人类的趋势。
另一个问题是处方过量。虽然抗生素只能杀死细菌，但医生经常把它们开到治疗病毒性感染的处方上，如用于治疗感冒和流感的处方。这种药物滥用在美国更加普遍。部分原因是，美国人希望得到某种东西来“治愈”他们。向所有工业国家中的民众解释“抗生素不能治愈病毒”实在是一个太难达成的任务。而反过来，医生们也害怕如果对病人“实话实说”，他们可能会失去病人信任，使得病人转而去求助另一位更乐于开抗生素的医生。医生还害怕因未能提供“适当的治疗”而被投诉。在英国，患有耳部或喉部感染的儿童只有在感染持续的罕见情况下才被给予抗生素。而在美国，“做了再说”不仅是昔日牛仔的通行证，也是今天中产阶级父母的座右铭。
对抗耐药性的一种方法是，发明新抗生素，替代旧抗生素。在发现第一种抗生素之后不久，人们就迫不及待地想发现新的抗生素，或对旧的抗生素进行化学修饰，从而产生新的抗生素变体。当大多数已知的细菌性疾病都有了治疗方法时，人们开始满足于现状。但最近，耐药性成为头条新闻，研究也再次兴起。尽管一些新的抗生素正在研发中，但是从实验室到医院，人们需要几年的时间才能研制出一种新药。随着新抗生素的使用，耐药性将不可避免地出现。我们可以预见，细菌和制药公司之间会发生持久的拉锯战。
质粒上的抗性基因来自哪里？像大多数抗生素一样，它们是大自然赐予的礼物。早在人类从青霉菌中分离出青霉素，或从链霉菌中分离出链霉素之前，这些抗生素就已被应用于土壤中的生物战了。在人类加入战团之前，细菌和霉菌同抗生素的战争就已经持续了很长时间。微生物们不仅开发出了抗生素来互相残杀，而且开发出了抵抗对方进攻的机制。青霉素被发现之前，人们所储存的一些细菌培养物就已经有了抗性基因。因此，对大多数抗生素的耐药性的出现可能早于人类使用抗生素。而越来越多抗生素的使用导致了这些抗性基因的传播。
原作者 | [英]戴维·P·克拉克
摘编 | 徐悦东
编辑｜张婷
导语校对｜陈荻雁
来源：新京报