你可能不知道,你的身體只有1%是自己的,其余99%是外來(lái)的租住戶,租戶指的就是你身體里的細(xì)菌。
你只是“百分之一人”
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(gè)細(xì)胞的生物,有一個(gè)DNA和少量的基因。細(xì)菌十分渺小,肉眼很難分辨,所以,人們通常不會(huì)想到自己和它們能有什么關(guān)系。
在人的身體中,人們只知道腸道里有許多細(xì)菌。腸道中的細(xì)菌和大腦一樣重要。它們消化食物,制造維生素,對(duì)構(gòu)建人體起著非常重要的作用。
實(shí)際上,不僅僅腸道上,人體內(nèi)外都遍布細(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(shuō),有1個(gè)人體細(xì)胞就會(huì)有10個(gè)細(xì)菌。如果把人類身上的細(xì)菌看作人體的一部分,那么,一個(gè)人的身上只有不到十分之一的部分是真正的“人”。
其實(shí),十分之一的“真人”還不是蕞糟糕的情況。如果從基因的角度來(lái)計(jì)算,百分之一的人才是“真人”,因?yàn)橐粋€(gè)人的遺傳基因大概有3萬(wàn),而附著在人身體上的細(xì)菌的遺傳基因大約是人類基因的100倍。所以,在一個(gè)狂熱的微生物學(xué)家眼里,你只不過(guò)是90%到99%的細(xì)菌罷了。
在人類歷史上,人們別說(shuō)弄清細(xì)菌與自己的關(guān)系,就是我們自己的身體器官,我們?nèi)噪y以判斷哪些身體器官比較重要。比如,非常注重來(lái)世的古埃及人會(huì)在死后,將認(rèn)為很重要的器官,像胃、肝、肺等小心翼翼地用罐子封存起來(lái),但對(duì)認(rèn)為不重要的器官,比如大腦,卻會(huì)暴力地將其粉粹,讓腦漿從鼻孔流出,然后扔掉。他們可想象不出大腦的重要意義在哪里。
細(xì)菌決定了“你是誰(shuí)”
我們知道,人和人之間的有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(gè)人身上所攜帶的菌群不同。這種不同是引起人與人之間很多差異的關(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?yàn)樗麄兤つw上的細(xì)菌會(huì)產(chǎn)生更多可以被蚊子探測(cè)到的化學(xué)物質(zhì)??茖W(xué)家發(fā)現(xiàn),一個(gè)人所攜帶的細(xì)菌種類在藥物代謝中可以起到難以置信的作用,能決定某種止痛藥是否會(huì)損害他的肝臟,能決定一些藥物是否會(huì)對(duì)一個(gè)人的心臟病起到良好的治療效果。通過(guò)探測(cè)一個(gè)人腸道中的細(xì)菌種類,科學(xué)家還能判斷這個(gè)人是瘦,還是胖,而且成功率極高。而對(duì)一只雄性果蠅來(lái)說(shuō),它身上的細(xì)菌種類還決定了交配對(duì)象是哪只雌性果蠅。
研究表明,一個(gè)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。這意味著,人體上幾十厘米的距離造成的細(xì)菌差別,比地球上數(shù)千千米的距離產(chǎn)生的細(xì)菌差別還要大。
細(xì)菌是我們身上無(wú)形的盔甲,它們還幫助消化食物,盡心盡責(zé)地指導(dǎo)人體的免疫系統(tǒng)運(yùn)行,阻斷外界環(huán)境帶來(lái)的傷害,維系我們的健康,讓我們活下去??墒?,細(xì)菌并沒(méi)有因?yàn)檫@些“功勞”而名聲大噪,反之,卻因?yàn)樽龅囊恍氖卤蝗藗冎獣浴5厍蛏嫌袩o(wú)數(shù)種細(xì)菌,一些致命細(xì)菌令人生畏,因?yàn)槿绻粋€(gè)人不幸遇到,那么他一定會(huì)病得特別厲害。一些細(xì)菌遠(yuǎn)不是人體上順從的乘客。
細(xì)菌如此微小,如果它們單槍匹馬出戰(zhàn),對(duì)人體這種龐然大物來(lái)說(shuō),必然產(chǎn)生不了什么影響,所以它們一定是協(xié)同作戰(zhàn)的群體,需要同時(shí)發(fā)起同一行為,比如一起攻擊人體,才能使人生病。
獨(dú)特的語(yǔ)言
可是,細(xì)菌是如何知道自己是處于孤立狀態(tài),還是群居狀態(tài)的?又是如何收到協(xié)同作戰(zhàn)的命令的?研究表明,細(xì)菌能夠彼此之間進(jìn)行交流,它們之間有種獨(dú)特的化學(xué)語(yǔ)言。
費(fèi)氏弧菌是一類美麗的、會(huì)發(fā)光的海洋細(xì)菌。單個(gè)的費(fèi)氏弧菌并不會(huì)發(fā)光,只有當(dāng)它們積聚到一個(gè)特定數(shù)量時(shí),所有的細(xì)菌才會(huì)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。
經(jīng)過(guò)辛苦的研究,科學(xué)家成功破譯了費(fèi)氏弧菌的交流密碼。
雖然費(fèi)氏細(xì)菌在獨(dú)處時(shí)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(zhǎng),充斥在細(xì)菌周圍的化學(xué)分子數(shù)量也會(huì)越來(lái)越多。這時(shí),固定在費(fèi)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(huì)再次慢慢地匯聚在一起。而當(dāng)接收器被化學(xué)分子填滿時(shí),它就會(huì)向細(xì)菌細(xì)胞傳遞信息,告訴它“大軍”已組建完畢,可以啟動(dòng)發(fā)光裝置了。因?yàn)榻邮掌魇恰皹?biāo)準(zhǔn)配置”,容量相同,所以每個(gè)細(xì)菌接收器幾乎會(huì)同時(shí)被化學(xué)分子填滿,于是它們便同步發(fā)光了。
不光費(fèi)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(jìn)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(guó)的通用交流方式,可以稱之為細(xì)菌的語(yǔ)言。
不過(guò),細(xì)菌交流信息的方式有高度的專一性:不同菌種的“語(yǔ)言分子”只能與同類菌種的受體接收器結(jié)合。也就是說(shuō),這種內(nèi)部語(yǔ)言的交流是私密的,僅限于種族內(nèi)部的溝通。
語(yǔ)言交流使得致病細(xì)菌變得強(qiáng)大,難以應(yīng)對(duì)。當(dāng)少量致病菌種進(jìn)入人體,即使分泌毒素,它們也不會(huì)貿(mào)然發(fā)動(dòng)攻擊,來(lái)對(duì)付巨大的“宿主”。它們先會(huì)等待,并開始復(fù)制增長(zhǎng),還不時(shí)用語(yǔ)言交換信息,以統(tǒng)計(jì)同伴的數(shù)目,來(lái)評(píng)估自身實(shí)力。當(dāng)時(shí)機(jī)成熟,確定有足夠數(shù)量的細(xì)胞數(shù)后,它們才會(huì)一起進(jìn)攻人體。而一旦它們發(fā)起攻擊,便是“排山倒?!敝畡?shì),使宿主發(fā)病嚴(yán)重。
細(xì)菌有交際語(yǔ)言
之前,人們認(rèn)為細(xì)菌的生活枯燥無(wú)味,只是單調(diào)乏味的成長(zhǎng)與分裂,而且長(zhǎng)期以來(lái),它們還被認(rèn)為是不善“社交”的群體。現(xiàn)在看來(lái),事實(shí)并非如此。它們一直在用自己獨(dú)特的方式進(jìn)行頻繁交流。
事實(shí)上,細(xì)菌不僅有一個(gè)內(nèi)部菌種語(yǔ)言識(shí)別系統(tǒng),可用特別的化學(xué)分子來(lái)辨別同類,而且還有另外一套系統(tǒng),一個(gè)用來(lái)“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,是一種有五個(gè)碳的小分子,可以被任何菌種接收,是不同菌種間的“社交通用語(yǔ)”。換句話說(shuō),利用這種化學(xué)文字,不同的菌種彼此間可以自如地進(jìn)行交流。使用社交用語(yǔ)的細(xì)菌既可以統(tǒng)計(jì)同伴的數(shù)量,也能統(tǒng)計(jì)周圍異種細(xì)菌的數(shù)量。它們將這些信息都傳遞到細(xì)胞中,然后決定該怎么做。菌種之間的競(jìng)爭(zhēng)執(zhí)行“少數(shù)服從多數(shù)”的原則,占少數(shù)的細(xì)菌會(huì)為占多數(shù)細(xì)菌“讓路”。
破解細(xì)菌的“社交用語(yǔ)”
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(shí)際上,這種很暴力的方法加快了細(xì)菌的進(jìn)化速度,所以有了超級(jí)細(xì)菌,有了全球性感染病問(wèn)題。
由于細(xì)菌正進(jìn)化出很強(qiáng)的多重耐藥性,人類已經(jīng)快沒(méi)有抗生素用了。而利用細(xì)菌的社交語(yǔ)言,可以為我們提供對(duì)抗細(xì)菌的新方法,我們只需要讓它們無(wú)法交流,無(wú)法計(jì)數(shù)就能達(dá)到預(yù)防疾病的目的。所以,破譯細(xì)菌的社交語(yǔ)言真的是一件很棒的事情,有了它,研發(fā)出新一代更新更強(qiáng)的抗生素將成為可能。
或許,數(shù)據(jù)造假是我們打敗細(xì)菌的新方法。只要不讓細(xì)菌知道“大軍”已成,讓它誤以為“勢(shì)單力薄”,它們就不會(huì)一起去攻擊宿主,這樣,我們就能成功預(yù)防細(xì)菌疾病。而要達(dá)到這個(gè)目的,懂得單個(gè)菌種用來(lái)交流的語(yǔ)言還不夠,我們還需要知道不同菌種之間是如何進(jìn)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。只有我們破解了細(xì)菌之間的交流語(yǔ)言,用假信息迷惑細(xì)菌,使它們不能團(tuán)結(jié)一致對(duì)人體發(fā)動(dòng)進(jìn)攻,才可達(dá)到預(yù)防疾病的目的。