世界危機重重——一如我們所知，但由于某些危險因素持續(xù)進化，所有風險也相應增大。埃博拉病毒和流感可產生適應性。伊斯蘭國可以改變戰(zhàn)術;金正恩可以轉變態(tài)度。眼下，專家警告稱我們已經進入了“后抗生素時代”，在這個時期內，每年會有越來越多的人——這個數(shù)目可達數(shù)十萬——遭受各種病毒感染造成的痛苦，甚至會死亡，而過去用抗生素就能輕松地控制這些病毒。

世界衛(wèi)生組織將抗生素抗藥性列為21世紀最大的威脅之一。世界經濟論壇稱之為人類健康和全球經濟的“潛在災難”。單單一種這類細菌——具有多重抗藥性的金黃色釀膿葡萄球菌（Staphylococcus aureus）——僅在2011年，就在美國造成了1.1萬余人死亡，再加上其他具有抗藥性的細菌，每年在世界范圍內能奪去數(shù)十萬人的生命。

這一切都是怎么發(fā)生的呢？它結合了達爾文的自然選擇學說（即：用一種抗生素攻擊一批細菌，最頑強的細菌將存活下來）和新近發(fā)現(xiàn)的一種進化機制，產生出一種由于太過違背直覺，連查爾斯·達爾文都不曾想象過的現(xiàn)象：水平基因轉移。指的是基因超越界限——在個體之間、物種之間，甚至是生物王國之間水平轉移的現(xiàn)象。20世紀50年代，一位研究者稱之為“感染性遺傳”?；蚪M測序顯示，這種DNA的水平轉移在生命的歷史進程中具有深遠的意義，這種情形在細菌之間尤其常見，對抗生素抗性基因的傳播具有獨特意義。

20世紀60年代初，一位名叫渡邊勉的日本科學家預見到了這一天。經過與日本同事數(shù)年的合作，他于1963年發(fā)表了一篇英文論文，他在論文中采用了較早的一種說法，將抗生素抗性現(xiàn)象稱為“一個‘感染性遺傳的例子”。

為應對菌痢病人的增加，日本人自第二次世界大戰(zhàn)后就展開了工作。戰(zhàn)后的物資匱乏、混亂以及衛(wèi)生和醫(yī)療保健設施被破壞殆盡或許導致了問題的惡化，但其最直接的原因還是志賀氏桿菌（Shigella）屬感染。首選的治療方法是使用磺胺類藥物;當志賀氏菌菌株出現(xiàn)抗藥性，醫(yī)務人員就會采用更新的抗生素，例如鏈霉素和四環(huán)素。

1953年，志賀氏菌菌株對這兩種藥物也出現(xiàn)了抗藥性，然而每類菌株只對一種藥物具有抗藥性，使用另一種藥物仍能將其治愈。隨后在1955年，一名在香港逗留過的日本女性因患痢疾回國，其糞便中的志賀氏桿菌被檢測出對多種抗生素具有抗藥性。自那時起，抗藥性迅速傳播開來，在20世紀50年代末，日本發(fā)生了一場對四種抗生素——磺胺、鏈霉素、四環(huán)素和氯霉素——均具有抗藥性的志賀氏桿菌超級病菌造成的痢疾大爆發(fā)。

當研究人員發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象并不僅限于志賀氏桿菌時，情況就更嚴重了。大腸桿菌（Escherichia coli）的某些培養(yǎng)菌——這些培養(yǎng)菌取自被具有抗藥性的志賀氏桿菌感染的病人——對同樣的藥物表現(xiàn)出抗藥性。因此大腸桿菌似乎也具備相同的基因。一組抗藥性基因明顯發(fā)生了水平轉移，很可能是在病人的臟器內，從一種病菌轉移到另一種病菌上的，而且這種轉移并不限于志賀氏桿菌和大腸桿菌之間。進一步的研究表明，它能夠發(fā)生在不同物種之間，甚至從一個屬到另一個屬，能在大量存在于人體腸道內的幾乎所有腸桿菌的菌群間轉移。

這些能輕易穿越界限實現(xiàn)轉移的究竟是什么基因？渡邊和一位名叫深澤俊夫的同事提出一種假設：那是一種游離基因，一種在細菌細胞內自由活動的遺傳因子，與細胞的單染色體不相連。游離基因是一小段DNA，有時是像手鐲一樣的環(huán)形，獨立于細胞的染色體而存在和復制。它能形成對普通生命并非必要卻能在緊急時刻派上用場的基因特質，例如耐寒性和對某種毒素的免疫。

病菌與消滅病菌：一場真刀真槍的較量

青霉素發(fā)現(xiàn)于1928年， 20世紀40年代早期經研發(fā)投入醫(yī)療，對治療各類葡萄球菌（Staphylococcus）卓有成效。但到了1955年，具有青霉素抗藥性的葡萄球菌菌株開始出現(xiàn)，尤其是在醫(yī)院里，范圍涉及從悉尼到西雅圖的南北半球。

甲氧苯青霉素于1959年問世，對具有青霉素抗藥性的金黃色葡萄球菌的療效尤其顯著。但到了1972年，英國、美國、波蘭、埃塞俄比亞、印度和越南均出現(xiàn)了對甲氧苯青霉素具有抗藥性的金黃色葡萄球菌。

萬古霉素于1972年問世，因其能抑制對早前藥物產生抗藥性的各種病菌而得名。但到了20世紀80年代末，腸球菌（Enterococcus）中一種名為vanA的基因對萬古霉素產生了抗藥性，不到十年，vanA基因就從腸球菌轉移到了葡萄球菌，包括金黃色葡萄球菌。到1996年，日本出現(xiàn)了萬古霉素抗藥性葡萄球菌感染，而在21世紀初，這種抗藥性出現(xiàn)在了美國。這還只是個開始。

——戴維·夸曼

藝術家倪傳婧致力于創(chuàng)作“令人膽寒的諷刺作品”：一度用來殺死病菌的抗生素卻幫助病菌產生了抗藥性。在這張圖片中，注入胃部的抗生素培養(yǎng)出了一種“比其同類更為巨大的超級螺旋菌”，她說，“它由大量藥片喂養(yǎng)而成，表明了每種抗生素的過度使用正如何令病菌變得更為強大。”

渡邊在1963年發(fā)表了一篇論文，向科學界公布了深澤和他已經用日語表達過的觀點：對鏈霉素和其他三種抗生素的多重抗藥性被寫在游離基因中。這種游離基因解釋了無害的普通大腸桿菌之類的細菌是如何在轉瞬間越過物種的界限，將多重抗生素抗藥性的特性轉移給痢疾志賀菌（Shigella dysenteriae）之類的危險細菌的。后來，“游離基因”被一個同義詞“質?！比〈?。科學家目前認為，質粒是抗生素抗藥性基因——有時是一批多重抗藥性基因——在各個種類的細菌之間轉移的主要機制。

近些年最發(fā)人深省的進展是，兩年前一個中國科學家團隊公開聲稱，他們在從一頭豬身上分離出的大腸桿菌菌株中發(fā)現(xiàn)了一種對黏菌素具有抗藥性的基因，這種抗生素曾被稱為“對人類醫(yī)學至關重要”，其作用堪比最后一道防線。

他們將該基因命名為mcr-1。他們的發(fā)現(xiàn)最令人膽寒之處在于，mcr-1基因存在于一個質粒上，也就是說它可以通過水平轉移，輕松、迅速地從一種細菌轉移到另一種細菌上。

中國科學家的聲明發(fā)出后不久，就有許多其他科學家發(fā)表論文稱，他們也在質粒上發(fā)現(xiàn)了mcr-1基因——檢測樣本包括一名83歲的瑞士男子的尿液、丹麥的雞肉、佛蘭德的小豬、柬埔寨一名住院兒童的糞便等。這說明黏菌素或許很快也會對許多種多重抗藥性細菌失效。

與此同時，渡邊勉的影響遠播千里，為越來越多的人所了解。一名叫做斯圖爾特·B. 利維的美國年輕人正準備暫時離開醫(yī)學院，去從事一份研究員的工作，他聽說此事后特意在1962年安排了幾個月時間，到渡邊位于東京慶應義塾大學的實驗室工作。這是一次具有創(chuàng)造性意義的經歷。

醫(yī)學博士斯圖爾特·利維目前是塔夫茨大學醫(yī)學院的教授，也是在抗生素的使用、過度使用和抗藥性領域享有國際盛譽的專家。我到他位于波士頓唐人街外一座淺褐色大樓八層的辦公室拜訪他時，他追憶起了渡邊。

讓人們生活得更好、更久的抗生素，也讓我們的細菌敵人變得更加難以戰(zhàn)勝。

“我們在沒有空調的實驗室里工作，”利維說，“特別、特別熱。又熱又潮濕。”利維的實驗室工作臺位置較高，他能從上方瞥見渡邊教授穿著短袖衫做實驗，“因為實在太熱了”。有人會按時拿來一根軟管朝著教授噴水幫他降溫。渡邊個頭不高，比利維矮幾厘米，說一口地道的英語，與學生和博士后們相處時的態(tài)度很直接。他會和年輕的同事們一起在校園里騎自行車，有時會在晚上帶幾個人到酒吧唱卡拉OK。前往費城參加一次科學會議時，渡邊與利維的父母住在一起，他們就住在會場附近。“我很高興，”利維說，“因為我對他有種莫名的崇拜。” 渡邊是一位充滿活力的導師，一名專注且威嚴的日本科學家。渡邊后來怎么樣了？我不禁好奇。

“他患胃癌去世了，”利維說，“當時大概40多歲或者50出頭?！?/p>

完成醫(yī)學研究后，利維追求著他保護全球人類免受超級細菌侵擾的終生使命。1992年，他出版了一本著作，書名叫做《抗生素的利與弊》——這些在20世紀讓人們生活得更好、更久的藥物，同時也迫使我們的細菌敵人去適應進化的挑戰(zhàn)，并由此而變得更加難以戰(zhàn)勝。

利維在書中寫道，早在渡邊的年代，通過質粒轉移的抗藥性基因的擴散，就讓“微生物學家和醫(yī)學科學家對基因轉移的理解拓寬到不曾想象的程度?！?/p>

那時它的意義還沒能被廣泛理解——但如今人們意識到了，它們正在席卷全球，速度之快仿佛基因可以橫向跳躍。

“錯綜復雜的”調查

《國家地理》雜志撰稿人戴維·夸曼曾在2007年10月號上首次發(fā)表了關于傳染病的報道《致命接觸》。這篇文章改編自戴維·夸曼的著作《錯綜復雜的樹》，本書于2018年8月14日由西蒙與舒斯特出版公司出版。