細(xì)菌秘事

解笑棠

你可能不知道。你的身體或許只有1%是自己的，其余99%是外來的租戶，租戶指的就是你身體里的細(xì)菌。

細(xì)菌在地球上已經(jīng)存在數(shù)十億年了。它們是單細(xì)胞微生物。即只有一個細(xì)胞的生物。有一個DNA和少量的基因。細(xì)菌十分渺小，肉眼很難分辨。人體內(nèi)外都遍布著細(xì)菌。生活在人身上的細(xì)菌數(shù)量和人體細(xì)胞數(shù)量的比例是10：1也就是說，有1個人體細(xì)胞就會有10個細(xì)菌。如果把人身上的細(xì)菌看作人體的一部分。那么，一個人的身上只有不到10%的部分是真正的“人”。

如果從基因的角度來計算，1%左右的人才是“真人”，因為一個人的基因大概有3萬個，而附著在人身體上的細(xì)菌的基因數(shù)大約是人的100倍。所以，在一個狂熱的微生物學(xué)家眼里。你有可能只不過是占比90%到99%的細(xì)菌罷了。

我們知道，人和人之間有99%的基因是相同的，但人與人之間的腸道中的細(xì)菌的相似度可能僅有10%。每個人身上所攜帶的菌群不同。這種不同是引起人與人之間差異的關(guān)鍵，而正是這些差異使我們變得各有特色。

一些人更容易招蚊子，因為他們皮膚上的細(xì)菌會產(chǎn)生更多可以被蚊子探測到的化學(xué)物質(zhì)?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，一個人所攜帶的細(xì)菌種類在藥物代謝中可以起到令人難以置信的作用。這能決定某種止痛藥是否會損害一個人的肝臟，能決定一些藥物是否會對一個人的心臟病起到良好的治療效果。通過探測一個人腸道中的細(xì)菌種類，科學(xué)家還能判斷這個人是瘦還是胖，而且成功率極高。而對一只雄性果蠅來說，它身上的細(xì)菌種類還決定了交配對象是哪只雌性果蠅。

研究表明，一個人的不同身體部位存在的細(xì)菌種類也不盡相同，例如腸子上的細(xì)菌自成一派，皮膚上的細(xì)菌也自成一派。它們之間的差別異常驚人，甚至大于珊瑚礁上的細(xì)菌和草原上的細(xì)菌之間的差別。

細(xì)菌如此微小，如果它們單槍匹馬出戰(zhàn)，對人體這種龐然大物來說，必然產(chǎn)生不了什么影響，所以它們一定是協(xié)同作戰(zhàn)，需要同時發(fā)起同一行為，比如一起攻擊人體，才能使人生病。

研究表明。細(xì)菌彼此之間能夠進行交流，它們之間有種獨特的化學(xué)語言。比如費氏弧菌是一種美麗的、會發(fā)光的海洋細(xì)菌。單個費氏弧菌并不會發(fā)光，只有當(dāng)它們積聚到特定數(shù)量時，所有的細(xì)菌才會像接收到命令一樣，一起發(fā)出像螢火蟲一樣漂亮的生物熒光?？茖W(xué)家成功破譯了費氏弧菌的交流密碼。

雖然費氏弧菌在獨處時不發(fā)光。但是它體內(nèi)的一種蛋白質(zhì)在不斷制造、分泌出微小的屬于一類激素的化學(xué)分子。隨著細(xì)菌成倍增長，充斥在細(xì)菌周圍的化學(xué)分子數(shù)量也會越來越多。這時，固定在費氏弧菌表面的接收器——一種受體，便開始收集這些分子。漸漸地，化學(xué)分子會再次匯聚在一起。而當(dāng)接收器被化學(xué)分子填滿時，它就會向細(xì)菌細(xì)胞傳遞信息：“大軍”已組建完畢，可以啟動發(fā)光裝置了。因為接收器是“標(biāo)準(zhǔn)配置”，容量相同，所以每個細(xì)菌接收器幾乎會同時被化學(xué)分子填滿，于是它們便同步發(fā)光了。

不光費氏弧菌，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，所有的細(xì)菌都存在著類似的內(nèi)部交流系統(tǒng)，即在每一類菌種中，都有一類化學(xué)分子供內(nèi)部細(xì)菌進行交流。這種大部分結(jié)構(gòu)的相似性暗示著我們，它是細(xì)菌王國的通用交流方式，可以稱之為細(xì)菌的“語言”。

不過，細(xì)菌交流信息的方式有高度的專一性：某一菌種的“語言分子”只能與同類菌種的受體接收器結(jié)合。也就是說，這種內(nèi)部“語言”的交流是私密的，僅限于種族內(nèi)部的溝通。

“語言”交流使得致病細(xì)菌變得強大，難以應(yīng)對。當(dāng)少量致病菌種進入人體，即使分泌毒素，它們也不會貿(mào)然發(fā)動攻擊，來對付巨大的宿主。它們會先等待，并開始復(fù)制增長，還不時用“語言”交換信息，以統(tǒng)計同伴的數(shù)目，來評估自身實力。當(dāng)時機成熟，確定有足夠數(shù)量的細(xì)菌后，它們才會一起進攻人體。而一旦它們發(fā)起攻擊，便是“排山倒?！敝畡?，使宿主發(fā)病嚴(yán)重。

細(xì)菌不僅有一個內(nèi)部菌種“語言”識別系統(tǒng)，可用特別的化學(xué)分子來辨別同類，而且有另外一套系統(tǒng)，一個用來“社交”的通用系統(tǒng)。這套系統(tǒng)中產(chǎn)生的化學(xué)分子是所有菌種共有的，可以被任何菌種接收，是不同菌種間的“社交通用語”。

傳統(tǒng)抗生素的工作原理都是殺死細(xì)菌。要么讓細(xì)菌的細(xì)胞膜破裂，要么使得細(xì)菌不能夠成功復(fù)制自己的DNA。實際上，這種滅菌方法加快了細(xì)菌的進化速度。因此有了超級細(xì)菌，有了全球性感染病問題。

醫(yī)生、專家研究抗生素來殺死細(xì)菌，細(xì)菌卻正進化出很強的多重耐藥性?；蛟S，“數(shù)據(jù)造假”是打敗細(xì)菌的新方法。只要不讓細(xì)菌知道“大軍”已成。讓其誤以為“勢單力薄”，它們就不會一起去攻擊宿主，就能成功預(yù)防細(xì)菌疾病。而要達到這個目的，懂得單個菌種用來交流的“語言”還不夠，我們還需要知道不同菌種之間是如何進行交流的。更重要的是，要了解致病細(xì)菌與其他菌種溝通的方式。只要我們破解了細(xì)菌之間的交流“語言”，用假信息迷惑細(xì)菌，使它們不能團結(jié)一致對人體發(fā)動進攻，就可達到預(yù)防疾病的目的。

（選自《科學(xué)之謎》2019年第6期，有刪改）

（插圖/千秋葉）