大肠杆菌出现于1.3亿年前，此后就在所有哺乳动物和几乎所有脊椎动物体内扎下了根。在人类体内，它如影随形，伴着新生儿的免疫系统一路走来……可是小心，这个满面和气的小客人也有可能在一番古怪的DNA交易后，露出连环杀手的凶相！
整个年夏天，它都占据着欧洲媒体的头条，受重视程度不亚于连环杀手。它潜踪匿迹，令人毛骨悚然……
年夏季，这一菌株的大肠杆菌在欧洲造成近40人死亡，上千人感染。
大肠杆菌（Escherichiacoli）拥有繁多的菌株和代号。
这次，它造成散见于各年龄层的10多人死亡，成了头号公敌。它渗透能力强，作案手法不确定，行凶武器也匪夷所思——开始是黄瓜成了“过街老鼠”人人喊打，后来芽苗菜和牛肉又被认为是罪魁祸首。
总之，它简直就是一个完美罪犯。它的“恶行”让欧洲大量相关实验室提高了警惕，就像最精彩的剧集中的科学侦探那样，科学家竭尽全力确定罪魁，追溯食物污染源。
如果这场轩然大波让你以为它是个不为人所知的全新角色，那你可就大错特错了！事实上，人们从年起就开始研究这种细菌。
大肠杆菌成员众多，是科学家青睐有加的模型生物。它们屡立奇功，有“实验室之星”之誉，是六届诺贝尔奖课题的主角，为奠定遗传学的科学地位做出过突出贡献。
可是大肠杆菌去年夏天的累累罪行让我们猛然警醒：这个受到研究人员交口称赞的小小“杰基尔博士”背后，还藏着一个可怕的“海德先生”。
欧洲人或许如梦初醒，可是世界上其他人，尤其是生活在南半球的人们从来没有忘记过这种细菌的可怕。
大肠杆菌与沙门菌和肺炎杆菌同出一门，是世界上最具破坏性的五种病菌之一，每年导致全球万人死亡，1.5亿人罹患膀胱炎、旅行者腹泻、败血症和脑膜炎。这些严峻的数字让人不禁想用抗生素一举歼灭它们……
这一想法看似美好却站不住脚！大肠杆菌适应能力非常强，这种治疗方法是否有效还在未知。而且，不可否认，它虽然有时候作恶多端，可更是我们的亲密“伴侣”，要是大肠杆菌真的下决心攻击我们，那结果没准真的是它说了算。不过我们和它的历史长久以来一直并行不悖，就此画上句号对谁都没有好处。
共生而非寄生
大肠杆菌长数微米，呈杆形，最早可能于1.3亿年前与哺乳动物同时出现，并就势大摇大摆地定居于后者的肠道中。
所以，当不到20万年前智人开始在地球上行走时，大肠杆菌早已是他们肚子里的老居民了。据估算，现今，我们星球上大肠杆菌总数以数万亿亿计，占全部细菌总数的亿分之一。
大肠杆菌能够每20分钟分裂一次
它们中的一半与其他细菌杂居共处，舒适地栖居在哺乳动物的大肠里：人类、小牛犊、母牛、猪……还有鸟和一些鱼类及爬行动物，所有的脊椎动物都榜上有名。
可是尽管如此，这些生物却毫无怨言，因为大肠杆菌和它的伙伴并不是寄生菌，而是“共生菌”，它们在对我们无害的前提下，从我们的肠道里直接攫取所需物质。
它们没有任何理由加害管吃管住的“房东”，最多只在占领新的肠道领地时，偶尔给我们来一次无关痛痒的腹泻。另一部分大肠杆菌则散布在水体、动物排泄物和被其污染的草丛中，等待重回心爱的居所——它们中的一些最后来到了生物学家的实验室里。
所有这些小家伙组成了一个巨大的家族，可以分成数以千计的亚种或者菌株，大多与我们“井水不犯河水”。可是五个指头还不一样齐呢，何况是这么庞大的家族，难免有些成员名声不好……
对我们有危害的大肠杆菌不到总数的5%，可是很难给出一个确切的数字。事实上，与母牛相安无事的“杰基尔博士”换了“房东”之后，就有可能摇身一变为“海德先生”，在人类体内兴风作浪。
大肠杆菌有很多敌人，其中最有名的要数专以大肠杆菌为宿主的T4噬菌体。
年6月中旬在法国北部爆发了小规模疫情，其罪魁祸首O：H7菌株就是如此。对于大肠杆菌的某些菌株来说，在一个环境中完全无害，而在另一个环境里凶相毕露是完全可能的，这或是因为起初没有遇到天敌，或是因为原先的能力在新环境中给了它独一无二的优势。
年O:H4型大肠杆菌疫情分布图截至年6月3日
所以，疾病多为意外，而不是精心策划的“闪电战”——虽然对“沦陷区”来说，后果一样惨痛。而我们通常也没有理由抱怨这些肠道菌丛中最有代表性的成员，它们对维持正常的消化功能居功至伟。
从数量上看，我们或许很难想象它们竟有如此重要，因为肠道菌丛包含数百种细菌，细菌总数达10万亿，而其中大肠杆菌只占1%。可是在我们生命的最初阶段却并非如此。
新生儿从母亲那里继承的，除了一半的遗传基因外，还有她的大肠杆菌——它们将用40小时左右占领他还是一片净土的肠道。
新生儿与母亲接触、医护人员实施护理和访客探视都会助这些细菌一臂之力。不出数日，大肠杆菌就会成为新生儿肠道菌丛中的王者，几个星期后其他细菌才会渐渐在数量规模上超过它。
不可或缺的小“房客”
和这些共生菌的最初接触起到至关重要的作用。首先它们确保我们的消化器官发育良好：如果没有它们，覆盖我们肠道的不计其数的、用来承载肠道菌丛的细小肠绒毛就无法正常生长。
其次它们有利于我们免疫系统的形成，训练肌体适应外来微生物的存在，与它们和平共处。过度保护或者太讲究的卫生习惯——如某些北欧国家提倡的那样——反倒可能会引起过敏或哮喘多发，因为肌体如果没有这种“亲密接触”的经验的话，就会做出不恰当的免疫应答。
要知道，在我们体内，真正的人体细胞只占细胞总数的10%，其余大多都是细菌。因此，我们的免疫系统就算再勇猛，如果公开宣战也会一败涂地的……
成年人体内，我们的小“房客”相对更为被动，并承担着其他使命。它们中的一些合成有益人体的维生素（维生素B12、维生素K……），帮助我们吸收营养。而大肠杆菌及其同伙占据了领地后，还能阻止可能致病的外来微生物进驻人体。
实际上，共生细菌之间的关系极为复杂，它们会释放毒素驱赶或歼灭对方、争夺领地。这些毒素在正常情况下对人体无害，却能阻止新来者扎根，一般几天之内就能将它们铲除干净。既然人体逃不过被入侵的命运，那还不如把自己交给老“房客”。
如果我们在国外吃水果蔬菜不加注意的话，就可以亲身体验一把它们的巨大作用：肚子里定会翻江倒海，那是互不相容的陌生菌株在肠道里狭路相逢、大打出手的表现……
大部分大肠杆菌完全融入了大肠菌丛，在里面安居乐业。然而，另外一些却会占领非常规区域，成为麻烦的源头。图为儿童的小肠
因为随着我们的成长，我们的饮食习惯、所处环境的卫生状况或气候都会影响体内肠道菌丛的构成。这种组成非常个性化，并具有地域特征：有些菌株在非洲或亚洲大陆很常见，另一些则多见于欧洲、北美或日本。
某一地区的肠道菌丛还有可能随当地社会经济状况的变化而逐渐发生改变。缩小范围，科学家发现，比起邻居来，我们与同住一个屋檐下的宠物拥有相同菌株的可能性更高。简而言之，大肠杆菌无处不在，无论招待它们的是什么样的“房东”，无论这些“房东”身处何地、所吃何物。要说起这种全球性成功的秘诀，那就是极度的多样化！
大肠杆菌的菌株种类数以千计，我们虽不可能根据它们瞳孔的颜色来分辨，但却可以通过保护“壁”成分（抗原O）或用于移动的长鞭毛（抗原H）等特征加以区别并编号，如O：H7或O：H4。
大肠杆菌有着长长的鞭毛和纤毛
仅用这一分类方法，就可以定义多种大肠杆菌菌株。当然，还可通过基因组来辨认。这方面的数据令人吃惊。比如人类与黑猩猩分属两个不同的物种，但人类的2万多个基因有98%和黑猩猩一样；而所有大肠杆菌共有的基因仅为20%！
这看上去很少，却都是些掌管基础功能的基因。有些菌株拥有个基因，而有些则多达个。这一巨大差异不可小觑，因为最危险的细菌恰恰拥有的基因最多，这使它们能利用其他细菌没有的基因合成新的毒素、开发新的自卫策略。
毁灭性基因迁移
这种基因可塑性源于大肠杆菌之间交换、甚至掠夺DNA的神奇本领，这是微生物世界里特有的。
细菌相互传递大量遗传物质（如图中通过接合作用进行），频繁交换基因，从而变得更具危害。
大肠杆菌可以给条件不好的邻居送去某些基因的复本，或者从其他物种处偷一些来为自己所用，有些菌株甚至能够回收“被丢弃”的DNA——如当某个细胞被摧毁之后。但喝下了可怕的药水（这种药水的效用依交换的基因而定）之后，和善的“杰基尔博士”就会变成可怖的“海德先生”。
年夏天在欧洲发生的事件正是因此而起。调查显示，O：H4菌株在德国和法国波尔多附近猖狂肆虐，其根源就在于这些基因交换。早在1年，O：H4就因引发了几例致命腹泻而臭名昭著，这次，它又携带从其他危险菌株借来的新基因卷土重来，能够附着于人类细胞之上，并对抗生素产生了抗性。危害大了，治疗也更难了……
俗话说，要了解你的敌人，也要小心你的朋友。大肠杆菌对我们来说亦敌亦友，所以我们有必要仔细检查这个家族的触角伸向何处，以避免或预防它们的反戈一击。
撰文EmilieRauscher
编译缪伶超
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