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微生物的人工进化 【摘要】 随着人类社会的迅猛发展，人类在与疾病的对抗过程中和制造自身生存发展所需的物质 的过程中所使用的技术对微生物的进化也起到了极大的促进作用。本文将对微生物人工进化 的利弊做一些介绍。 【关键词】微生物；人类科技；基因工程，定向选择 【正文】 提起微生物，人们多是从日常生活中来理解它们。多数人可能会想到使人生病的细菌或 病毒。的确，微生物在人类历史的进程中多次给人类带来了灾难性的袭击，比如霍乱，鼠疫 等。正因如此，人类对微生物的研究也越来越深入，根据微生物的致病机理发现并制造了大 量的疫苗，抗生素等药物。但这类药物的广泛使用也对微生物产生了定向的选择即人工进化， 从而使具有抗药性的微生物不断出现，这对人类的生存造成了极大的危害，加剧了微生物对 人类不利的一面。 另一方面，利用微生物可以分解污染物，保护了环境；通过微生物发酵可以生产所需的生 活物资；基因工程在微生物上的应用可以制造各种医用药物，也可以为解决能源短缺问题提 供新的思路，这些又体现了微生物人工进化中有利的一面。 1 不利的进化 一种可抗绝大多数抗生素的耐药性超级细菌NDM-1在英美印度等国家小规模爆发，这 种细菌其实是一种特殊的酶，它能够进入大多数细菌的DNA线粒体中存活，从而使细菌产生 广泛的耐药性，因这种细菌最初是在前往印度进行医疗旅行的整容者和外科手术者身上发 现，又被西方媒体称为“新德里”细菌。其实耐药型的细菌并非新事物，它们一直存在并且 随着人类滥用抗生素而进化出强大耐药性，在这场特殊博弈中，人类是超级细菌的幕后推手。 英国卡迪夫大学、英国健康保护署和印度马德拉斯大学的医学研究机构在一些曾去 印度接受过外科手术的病人身上发现一种特殊的细菌。发表在医学专业杂志 《针刺》上 的文章指出，这种细菌名为新德里金属β内酰胺酶-1(NewDelhimetallo-β-lactamase 1，简称NDM-1)，这种细菌含有一种罕见酶，它能存在于大肠杆菌的DNA中从而使其产生 广泛的抗药性，人被感染后很难治愈甚至死亡。NDM-1的复制能力很强，传播速度快且 容易出现基因突变，在现在滥用抗生素的情况下，是非常危险的一种超级细菌。 超级细菌NDM-1几乎可以跨越不同的细菌种类，也就是说它可以广泛存在于各种细菌 的NDA线粒体中。在各种细菌中的NDM-1超级病菌是以DNA的结构出现，因此被称为质体。 它可以在细菌中自由复制和移动，从而使这种病菌拥有传播和变异的惊人潜能，对除替 加环素和多黏菌素之外的所有抗生素都有抗药性。研究人员正在确定这些患者感染的 NDM-1病菌的普遍性。研究者发现，2009年英国就已经出现了NDM-1感染病例的增加，其 中包括一些致死病例。参与这项研究的英国健康保护署专家大卫.利弗莫尔表示，大部 分的NDM-1感染都与曾前往印度等南亚国家旅行或接受当地治疗的人有关。在英国研究 的37个病人中，至少有17人曾在过去1年中前往过印度或巴基斯坦，他们中至少有14人 曾在这两个国家接受过治疗，包括肾脏移植手术、骨髓移植手术、透析、生产、烧伤治 疗或整容手术等。不过，英国也有10例感染出现在完全没有接受过任何海外治疗的病人 身上。目前的研究发现，携带NDM-1的大肠杆菌感染，会导致许多病人出现尿路感染和 血液中毒。 而关于目前的NDM-1超级病菌，事实上早在2009年香港便发现首宗个案，一名66岁的 印度裔男子的尿液样本含有NDM-1的大肠杆菌，但病人已痊愈。目前这种细菌的传播途 径还没有最终确定，但病菌的主要源头印度和巴基斯坦均邻近中国，根据当前的传播速 度和国际旅行的频繁，不排除NDM-1进入中国的可能性。另一方面按照中国目前滥用抗 生素的发展态势，新的超级细菌还会陆续出现在10-20年内，所有的抗生素对它们都将 失去效力。瑞典传染病控制研究所的安德里亚斯·赫迪尼 （AndreasHeddini）警告说， 如果滥用抗生素的势头不能得到有效遏制，人类很可能重返前抗生素时代。 超级细菌的出现是微生物人工进化的副产物，它的危害已经远远超过了以往。因此， 寻找一个阻止超级细菌出现和传播的方法已是迫在眉睫。 2有利的进化 微生物的人工进化产生的不利影响固然需要我们的警惕，但我们也不能因此一票否决， 对微生物有利的一面视而不见。 在第243届美国化学学会全国会议上，美国克雷格 文特尔研究所的奥里安娜博士做了一个 关于微生物净化污水并同时发电的报告。奥利安娜和她的团队研发的新型设备采用的是微生 物燃料电池技术。 微生物燃料电池是一种利用微生物体作