《我包罗万象》作者：埃德·扬
上一节，我们认识了一些充满神奇力量的微生物。这一节，我们一起来看看对微生物当下的研究和对未来的展望。
抗生素是微生物的杀手
在地球上，微生物是分布最广、生命力最顽强的生命体之一，它们可以耐住极寒和极热环境，也可以在无氧环境中生存。
看上去，微生物似乎无所不能。然而，在人类手中却握着一个对微生物来说足以致命的武器，它就是抗生素。
接下来，我们就通过一个案例，来看看抗生素是如何击败微生物的。
丝虫病是传播最为广泛的一种疾病，全球有超过1.5亿人患有这种疾病，另外还有15亿人每天生活在患病的潜在风险中。这种疾病是由三种寄生虫引起的，这些寄生虫会通过蚊子和跳蚤进入人体的血液里，它们在血液中游动，最后钻进人的腿部和生殖器的淋巴结里。接下来，它们会发育成熟，交配繁殖，每天产下成千上万条幼虫。这些幼虫以人的身体组织为食，医生通过超声波扫描仪，可以清晰地看到它们在病人的体内不断蠕动。这些寄生虫会让病人的四肢肿胀得像大象腿一样粗大，让人无法正常生活。有时，寄生虫还会进入人的眼睛里，破坏视网膜，让人失明。
如此可怕的丝虫病，自然引起了医学界的广泛关注。其中，一位名叫马克·泰勒的生物学教授从1989年起便开始研究丝虫病，他首先要解开的问题是，为什么丝虫病会夺走人的活动能力？
大多数时候，人类感染寄生虫的症状都是良性的。这其实很好理解，因为寄生虫也需要宿主保持活动能力，这样才能为它们提供能量。直到上世纪90年代，泰勒教授才找出了问题的答案，原来在这些寄生虫体内，还寄生着一种细菌，它就是沃尔巴克氏体。当寄生虫死亡后，会把自己的沃尔巴克氏体传染给宿主，也就是我们人类的体内，这些细菌不能感染人类，只会引起人体免疫反应。这意味着，如果只是单纯杀死体内的寄生虫，就会让更多的沃尔巴克氏体进入人体内，造成更严重的免疫反应，最后导致疾病越发恶化。
于是，泰勒教授开始思考一个问题，为什么不直接杀死致命的细菌呢？一来这样可以直接切断疾病来源，二来，当沃尔巴克氏体被杀死后，失去共生关系的寄生虫也无法独立存活，会跟着死去，这无疑是一种一石二鸟的好方法。
不过，说来轻松做来难，想要杀死沃尔巴克氏体十分困难。泰勒教授尝试了很多种方法，想要消灭寄生虫身上的沃尔巴克氏体。在经过不断的尝试后，他发现了一种名叫多西环素的抗生素，在患者身上进行试验后，发现患者全都被治愈了，而且没有引起任何严重的免疫反应。这是有史以来人类第一次治愈了丝虫病。
但是，多西环素也并不是完美的。首先，孕妇和儿童不能服用它；其次，它的药效发挥得很慢，病人要一直服用几个星期才能见效。2007年，科学家又研制出了一种新的药物——米诺环素，它的有效性比多西环素高出了50%，但依然不能被孕妇和儿童服用，而且价格也比多西环素贵了几倍。尽管存在着一些缺陷，但抗生素还是拯救了数以亿计感染丝虫病人的性命。
利用益生菌改善生活
如今，人类正在改写着和微生物之间的关系。一方面，科学家尝试用抗生素消灭各种细菌，从而拯救那些饱受疾病折磨的病人。而另一方面，科学家也在尝试把微生物引入人体内，改善人体的健康状况。
近年来，泰勒教授专注于开发一种“鸡尾酒疗法”，这种疗法的原理是，通过配制不同的益生菌配方，把微生物菌群移植到人的身上，从而治疗或预防疾病。这种通过益生菌治疗疾病的方法，和我们通常对于医疗的认知有着截然不同的逻辑。在一般人的印象里，如果得了维生素C匮乏病，就要多吃补充维生素的水果，如果得了流感，就要服用药物，杀死体内的流感病毒。简单来说，医疗就是补充缺乏的营养，清除有害的物质。
但是，鸡尾酒疗法的运作模式要复杂得多，因为微生物是不断变化的。我们在给身体添加有益的微生物时，能够挤掉那些有害的微生物，但也可能给更加可怕的微生物腾出生存空间。因此，鸡尾酒疗法首先要确定谁才是真正有益的微生物，然后把这些微生物打包成微生物组。这个微生物组就像一个巨大的网络，其内部的细菌相互联结，相互作用，在人体内形成一张巨大的保护膜，以此来把有害细菌隔绝在外。
虽然鸡尾酒疗法还处于开发阶段，但是利用益生菌改善健康的故事，早已进入了我们的现实生活。早在上世纪30年代，日本科学家就在寻找一种可以不被胃酸分解，直达肠道的强壮微生物。最终，他找到了一种叫干酪乳酸菌的微生物，干酪乳酸菌有促进消化、改善免疫力、预防各种疾病等作用，它可以在酸奶中生长。于是，科学家根据干酪乳酸菌的这些特征，在1935年研制出了第一瓶“养乐多”。这种饮料如今已经累计销售了超过120亿瓶。养乐多如此受人欢迎，不仅因为它味道好，还因为它满足了人们对保健的渴望。
除了益生菌，现在市场上还流行着另外一种保健品，叫作“益生元”。很多人其实并不清楚益生元是什么，也不知道益生元和益生菌之间有着什么联系和差异。其实，益生元指的是能够选择性滋养益生菌的物质，常见的有草酸盐、银合欢、菊粉等。通过服用益生元，可以有效缓解病症，改善健康状况。
那么，为什么患者不去直接服用益生菌，而是要绕个弯，服用益生元呢？
以草酸盐为例。这是一种存在于甜菜根、芦笋等食物中的化学物质。草酸盐无法被人体消化，因此我们每个人的体内都或多或少含有这种物质，但如果体内的草酸盐浓度过高的话，就会导致人体无法正常吸收钙元素，这些钙元素会凝结成一个硬块，流入到肾脏里，形成肾结石。想要清除这些肾结石，就要依靠微生物的力量。一种名叫产甲酸草酸杆菌的肠道细菌是天生的草酸盐杀手，它们只以草酸盐为食，因此有着强大的消化草酸盐的能力。
不过，肾结石患者无法通过吸收产甲酸草酸杆菌来治疗疾病。因为产甲酸草酸杆菌只吃草酸盐，而肾结石患者为了不使病情恶化，通常都不会吃含草酸盐的食物。如果患者直接吸收产甲酸草酸杆菌的话，这些细菌刚一进入到人体内，就会很快被饿死。所以，正确的治疗方法是，给患者服用一定量的草酸盐，让患者肠道内的产甲酸草酸杆菌有充足的食物，使得这些细菌得以发展壮大，最终占领患者的肾脏，消灭肾脏中的结石。
医药研究的新方向
随着科学家对微生物研究的不断进步，微生物组医学也成为了一个越来越重要的研究学科，医生们也越来越多的利用微生物、益生元和抗生素来治愈患者。与此同时，医院对于卫生的观念也在悄然发生变化。
在一些国家的医院里，大约有5%到10%的病人会在住院期间受到不同程度的感染，比如在美国，每年就有高达170万起病人感染，其中有9万人最终因此死亡。
那么，究竟是什么原因引发了如此多的病人感染呢？
起初，医院把感染的根源归咎于外界污染，于是一些医院开始把更加严格的除菌措施写进制度里。医院用水要经过更严格的消毒处理，通风系统要带有更高级的过滤功能，医护人员和医疗设备也要进行更多的无菌处理。可结果显示，这些制定了更高规格除菌制度的医院，依然会出现病人感染现象。而且，很多时候医院的这些举措完全是在白白浪费金钱。比如，美国一家医院花了大约七十万美元来铺装一种带有抗菌物质的地板，换算成人民币的话就是接近五百万元。但和更换地板之前相比，医院的病人感染事件并没有减少，这五百万元等于是打了水漂。
事实上，出现病人感染现象，并不是因为医院的卫生做的不够好，恰恰是因为医院的清洁工作做得过度了，无菌的环境打破了医院里的微生物组生态平衡，那些对人体有益的微生物也被一刀切的扫除了，这让病人陷入了更加危险的环境之中。最终，有害病菌还是会不可避免地通过公共厕所等方式进行传播。
这就好比在我们人体的肠道里，原本被许多有益无害的细菌占据着，当我们把这些细菌全部消灭后，肠道内就会出现生态失衡，我们的消化系统和免疫系统都会受到影响。而新的细菌也会乘虚而入，占领我们的肠道，这些新的细菌可能更加危险，我们根本无法预料它们会带来什么样的疾病。
所以说，太讲卫生有时会让微生物组丧失原本的多样性，而多样性才是维持生态平衡的关键。科学家发现，当我们对厕所进行彻底的清洁消毒后，粪便中的微生物就会通过冲厕所的水流回到厕所里，然后进入到空气中。原本这些粪便中的微生物竞争不过周围环境中的其他微生物，但是，一旦厕所被清洁后，粪便中的微生物就会占领高地。所以，一个清洁次数太过频繁的厕所，往往更有可能被粪便里的细菌所覆盖。
为了解决类似的问题，科学家给出了一种全新的思路，我们也许不需要把房间的细菌全部清除掉，相反，我们可以去“播种”细菌，把无害细菌装进像樟脑丸一样的小球里，让它们在房间里安家，从而构建出稳定、无害的微生物生态平衡。这项微生物球计划，将会引领医学走向一个全新的道路上。
包罗万象的微生物
好，讲到这里，《我包罗万象》这本书我们就介绍的差不多了。作者埃德·扬在书中分享了很多关于微生物的有趣故事，同时，也为我们科普了很多重要的微生物学知识。听完这本书，相信你对微生物会有一个全新的认识。
我们应当认识到，微生物在地球上已经存在了数十亿年，它们已经建立起了一个包罗万象的世界。它们中的大多数都会和我们建立起伙伴关系，它们塑造了我们的器官，帮助我们分解食物，保护我们免受毒素和疾病的侵扰，它们调控着整个地球的生态平衡。
因此，我们应当努力维护好生态平衡，减少对生态环境的破坏，我们还应该以更加积极的态度，与微生物建立合作，让它们在医疗等领域发挥出更大的作用。
最后，希望作为万物灵长的我们，能够更好的和微生物以及其他各种生物在这颗美丽的蓝色星球上和谐共处。
