北莫寒

微生物會制造一個自己的“家”

我們與鬣狗、大象和獾一樣，會把細(xì)菌的氣味釋放到周圍的空氣中。與此同時，我們也在釋放細(xì)菌本身。我們每觸摸一件東西，就會在上面留下微生物印記。我們每次走路、談話、刮擦物體表面、攪動什么東西或者打噴嚏時，都會向周圍釋放一團(tuán)帶有個人特色的微生物。每個人每小時大約會噴出3700萬個細(xì)菌，這意味著我們的微生物組不僅處于身體內(nèi)部，還會不斷地擴(kuò)散到周圍的環(huán)境中。

杰克·吉爾伯特是一位生態(tài)學(xué)家，為了分析細(xì)菌，他擦拭了家里的開關(guān)、把手、廚房料理臺、臥室地板，還有自己的手、腳和鼻子。他每天都這么做，并持續(xù)6個星期。他還招募了另外6組家庭，包括單身人士、夫婦和帶小孩的家庭。這項名為“家庭微生物組計劃”的研究表明，每個家庭都有自己獨(dú)特的微生物組，其中的大部分組成來自居住其中的每個人。他們手上的微生物會附著在開關(guān)和把手上，腳上的微生物會覆滿地板，皮膚上的微生物則蹭到了廚房臺面上。所有這一切都以驚人的速度發(fā)生。其中3名志愿者在研究過程中變更了住處，而他們的新住所也迅速繼承了老房子里的微生物特性，即使換去酒店也是如此。在進(jìn)入新環(huán)境的24小時內(nèi)，我們便用自己的微生物覆蓋了這些地方，把它們變成自身的映射。當(dāng)別人試圖讓你覺得“賓至如歸”時，你其實沒什么自主權(quán)，因為微生物會首先制造一個“家”。

吉爾伯特想要了解這些現(xiàn)象。他想成為全人類的人體邊檢員，想確切地知道哪些微生物進(jìn)入了我們的身體以及它們是從哪里來的，又有哪些微生物離開以及它們要去哪里。但人類本身讓他很難開展這項工作。我們會與許多不同的對象打交道，與不同的人交流，去許多地方。所以，要追蹤任何一個特定微生物的路徑，簡直是一場噩夢。這就是為什么他后來轉(zhuǎn)而去研究海豚。

水族館的啟示

在美國謝德水族館的海豚展覽區(qū)，研究者每天都為海豚進(jìn)行測量研究，一直重復(fù)了6個星期。吉爾伯特表示：“它們是真實的動物，與自己真實的微生物組一起生活在真實的環(huán)境中，我們已經(jīng)為這些環(huán)境中所有的微生物，以及它們與微生物之間的互動編目?！边@應(yīng)該能夠為他提供一個前所未有的視野，可以觀察動物體內(nèi)與外界所有微生物之間的聯(lián)系。

水族館正在開展多個類似的項目，并收取一定費(fèi)用以改善動物的生活條件。謝德負(fù)責(zé)動物健康方面的副主管比爾·范·波恩說，海洋館共有約1360萬升水，之前每三小時就要通過一個維持生命的循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行清潔和過濾?！澳阒劳苿舆@些水循環(huán)需要耗費(fèi)多少能量嗎？為什么我們要這樣頻繁地操作？因為我們需要維持水體干凈，這絕對是最好的保障，”他接著說，“但是我們退了幾步，只凈化了一半的水。你猜怎么著？什么都沒發(fā)生！實際上，水的化學(xué)狀況和動物的健康狀況反而得到了改善！”

波恩懷疑，他們在追求高度清潔的道路上已經(jīng)走得太遠(yuǎn)。過度清潔會導(dǎo)致水族箱環(huán)境中的微生物被剝離，無法形成一個成熟、多樣的微生物菌群，并為海藻或其他有害物種創(chuàng)造了生存機(jī)會。這聽起來很熟悉不是嗎？因為抗生素給醫(yī)院病人腸道帶來的影響也是如此。它們破壞了原生的微生物生態(tài)系統(tǒng)，并允許梭菌等與其相抵觸的病原體代替原有的微生物大量繁殖。在這兩種環(huán)境中，消毒成了災(zāi)難而非目標(biāo)，一個多元化的生態(tài)系統(tǒng)要優(yōu)于貧瘠的生態(tài)系統(tǒng)。無論我們談?wù)摰氖侨祟惸c道還是水族箱，甚至是醫(yī)院，這些原則都同樣適用。

醫(yī)院不必過分清潔？

隨后，研究者又前往了芝加哥大學(xué)醫(yī)學(xué)院的臨床和科研中心。該醫(yī)院于2013年2月正式開放，在此之前，吉爾伯特的學(xué)生西蒙·萊克斯帶領(lǐng)一隊研究人員穿過空蕩蕩的走廊，掃過分布于兩個樓層的十間病房和兩個護(hù)士站：其中一層樓提供給從非緊急的選擇性手術(shù)中恢復(fù)過來的病人使用，他們通常只在這里短暫停留；另一層樓則提供給長期住院的病人，例如癌癥患者和接受器官移植手術(shù)的人等。但沒有一個房間有人居住，這里唯一的居民是微生物，也是萊克斯團(tuán)隊想要收集的對象。

他們擦拭了還沒有被人踩過的地板，嶄新的、閃閃發(fā)光的床欄和水龍頭，以及折疊得平平整整的床單。他們也從燈的開關(guān)、門把手、通風(fēng)口、電話和鍵盤等處收集樣本。最后，他們?yōu)榉块g安裝數(shù)據(jù)記錄器，測量光強(qiáng)、溫度、濕度和空氣壓力，還有自動記錄房間是否被占用的二氧化碳監(jiān)視器，以及探測人們何時進(jìn)入或離開的紅外傳感器。醫(yī)院正式開放后，該團(tuán)隊仍在繼續(xù)工作，每周從房間和住在里面的患者身上收集更多樣本。

正如其他人為新生嬰兒正在發(fā)育的微生物組編目一樣，吉爾伯特第一次為一座新建成的大樓中正在形成的微生物組編目。他的團(tuán)隊忙于分析數(shù)據(jù)，以了解人類的存在如何改變大樓中微生物的特性，以及環(huán)境中的微生物是否已經(jīng)流回到環(huán)境中的人身上。這些問題在醫(yī)院環(huán)境中顯得尤其重要，因為在那里，微生物的流動攸關(guān)生死，甚至?xí)斐纱罅克劳?。在發(fā)展中國家，大約有5%至10%入住醫(yī)院或其他醫(yī)療機(jī)構(gòu)的人，會在住院期間受到不同程度的感染，他們反而在那些意圖讓自己變得更健康的地方得了病。僅在美國，每年就會發(fā)生大約170萬起與此相關(guān)的感染，以及9萬起死亡事件。這些感染背后的病原體從何而來？水？通風(fēng)系統(tǒng)？受到污染的設(shè)備？醫(yī)院工作人員？吉爾伯特打算找出答案。他的團(tuán)隊積累了龐大的數(shù)據(jù)量，以支撐他跟蹤病原體的流動，例如從燈的開關(guān)到醫(yī)生的手，再到病人的床欄。他應(yīng)該能夠通過這項研究制定出一些方案，以此來減少危及生命的病菌流通。

早在19世紀(jì)60年代，約瑟夫·李斯特就在他的醫(yī)院中啟用了無菌技術(shù)，制定清潔制度，幫助遏制病原體的傳播。諸如洗手這樣的簡單措施，無疑拯救了無數(shù)生命。但正如我們過度使用不必要的抗生素，或者恨不得把自己浸泡在抗菌消毒液中一樣，我們過度清潔了所在的建筑物，甚至是醫(yī)院。例如，美國一家醫(yī)院最近花了大約70萬美元（約合447萬人民幣）來安裝鋪有抗菌物質(zhì)的地板，盡管沒有證據(jù)表明這些措施會奏效。正如海豚水族館和人類的腸道，也許拼命地對醫(yī)院進(jìn)行消毒，會使得建筑物中的微生物組生態(tài)失調(diào)。也許，我們驅(qū)除了阻止病原體生長的無害細(xì)菌，無意間構(gòu)建起了一個更危險的生態(tài)系統(tǒng)。