【编者按】
在《别丧！不就是传染病》一书中联合国环境署高级顾问、东京大学教授石弘之从环境史的角度，探讨了传染病与人类相互排斥、相互斗争、相互共存的历史。本文摘编自该书第一章.
人与微生物的共同进化
人类从非洲的共同祖先开始，在进行各种各样的分化的同时也经历各种进化。这个过程可以描绘成有复杂的分枝的一棵树。同样，许多微生物也遵循进化和突变的过程，也可描绘成一棵进化的系统树。
本书中出现的“幽门螺杆菌”“艾滋病”“乳头瘤病毒”“麻疹”“水痘”和导致“成人T细胞白血病”“肺结核”等病的病原性微生物都被认为是非洲起源的。它们是与人类宿主一起进化同时传播到世界各地的其病原性微生物的后代。
到目前为止，病毒被认为只是一个导致疾病的麻烦讨厌的东西。然而，一种RNA病毒的逆转录病毒（Retrovirus）将自己的基因融入到另一个生物体的基因中，也推动了生物体的进化。通常，基因从父母到孩子“垂直”移动，但病毒可以在生物体个体之间让基因“水平”移动。
人的遗传信息（基因组）在2003年全部被破译后发现，只有1.5%的基因能够制造蛋白质，其中约占全体一半的基因来自病毒。其中许多是可自由移动的基因片段，称为“转座子”（Transposon）。在进化过程中，它潜入了人类的基因中，可能是过去曾肆虐过的病毒的残骸。
病毒的重要作用
生物体被认为通过将受感染的病毒的基因引入其自身的基因中来引起突变，使遗传信息多样化，从而促进进化。任何生物体，包括人类，都含有来自病毒的基因。这种基因不仅仅是一种宿居存在，而是起到了各种各样的作用。在医疗领域正在实际应用的基因编辑和基因治疗，就是让病毒作为载体（vector）将基因携带转移到其他个体的一种技术。
另外，病毒保护哺乳动物的胎儿的作用也被解明。胎儿的遗传特征的一半来自父亲，对母亲的免疫系统来说，恰似移植器官一样，是异质的。根据常理判断，通过母亲的免疫反应，胎儿应该是不能生存下来的。这长时期以来都是一个谜。
引起排斥反应的母亲的淋巴细胞被一块细胞组成的膜保护，而被阻止进入胎儿的血管。在20世纪70年代后，人们在哺乳动物的胎盘中发现了大量的病毒。1988年，瑞典乌普萨拉大学的埃里克·拉森博士等人发现，这种细胞的膜是由体内的病毒制成的。换句话说，病毒掌控了人类生命的本质部分。
除此以外，海洋中还发现了大量病毒，并有可能与大气中二氧化碳的积累和云的形成有关联。与病毒的关系可以说已达到如果没有病毒的存在，就无法谈论生物进化和全球环境问题这样的程度（参见山口一也著《病毒和地球生命》）。
细菌作为物质循环的重要载体，将有机物分解转化为无机物。没有细菌，生态系统就无法存续。食物被丢弃后会发生“腐烂”，这是物质分解的过程。然而，作为腐烂的结果，如果产生出有用的物质，就当作是“发酵”过程，这有助于生产重要的食品，诸如，从味噌、酱油到酸奶、奶酪，甚至面包和清酒。对人体来说细菌起着不可或缺的作用。
微生物的巨大家族谱系
到目前为止，已经发现了大约5400种病毒和约6800种细菌。然而，人们知道的这些只是其极小部分。美国哥伦比亚大学公共卫生学院的史蒂文·莫尔斯教授公布了这样的数据。印度狐蝠以携带各种病毒性疾病而闻名，从印度狐蝠身上发现了58种病毒。如果假定大约5900种已知的哺乳动物分别拥有58种特定病毒，那么至少也会有34万种病毒存在。如果扩展到已知6.2万种脊椎动物来计算的话，其数量就是约360万种。
虽然大多数与人无关，但有些细菌可以很好地潜入人体，并作为正常菌群与人共存。麻烦的是，即使它看似无害，也会间歇性地引发疾病，或突然获得病原性而使人生病。
病毒也寄生在植物的所有物种中。例如，感染梅树等的“李痘病毒”正在肆虐。当感染时，斑点会扩散到水果上，从而使商品丧失基本价值。东京都青梅市的“梅的公园”是赏梅的著名景点。感染曾在这公园蔓延，约1700棵梅树被砍伐。
微生物也是农作物的主要敌人。可能有人曾有家庭菜园的黄瓜被“花叶病毒”肆虐的经历。此外，“香蕉枯萎病菌”（巴拿马病）正在全球传播，对生产国造成巨大损失。
任何细菌都有一种称为“噬菌体”的特有病毒寄生。换句话说，它是细菌的病毒性疾病。2008年，在巴黎一栋大楼的冷却塔里发现了感染病毒的病毒。“只有病毒才不会感染病毒”的既定学说被打破了。
如果涉及所有生物，病毒的总数量可能超过1亿种。病毒在地下深处的洞穴、沙漠中、高山带、深海底……从任何地方都可以找到。
至于细菌的总数量，就更不得而知了。2008年参加美国细菌学会的24名一线细菌学家分别推算了细菌的总数量。回答1万种—10万种的有2人，10万种—100万种的有5人，1 000万种以下的为9人。剩下的8个人的答案是1000万种或更多。
从10米长的绦虫，到直径一亿分之一米的病毒，都会寄宿在人体中。这些寄生生物可能从觅食的艰难困苦中解脱出来，成为地球上最成功的生物。
微生物和宿主的永恒对抗
对于微生物来说，哺乳动物的体内温度恒定而且营养也丰富，是再好不过的生存环境。它们试图以某种方式潜入和繁殖。然而，对于宿主来说，具有病原性的微生物是一个恼人的存在。当感染时，细胞可能受损或因营养被截取而衰弱，若基因组被改变，细胞可能癌化。
因此，宿主通过免疫来开发防御系统，试图消除微生物或软化它们。反过来，微生物巧妙地躲过宿主的攻击，紧紧黏住宿主而避免被驱出人体这舒适的宿居环境。
因此，结果是两者之间的关系最终以下面四种结局之一结束争斗。这与人类战争没有什么不同。
第一种，宿主在微生物的攻击中被打败并死亡。在这种情况下，微生物将与宿主同命运，除非它转移到其他宿主。这就是为什么致死率很高的非洲拉萨热和至今为止的埃博拉疫情，只在局部地区暴发后便被遏制下来。找不到病原体的传染病在过去流行，而且许多人死亡的记录被留存下来。这被认为是两者共同死亡的例子。
例如，从15世纪末到16世纪中叶，在欧洲各地暴发了几次“传染性发烧出汗疾病”。这种疾病导致患者在很短的时间内因高烧和大量的出汗而衰弱和死亡。据报道，伦敦的疫情造成了数千人死亡。虽然原因不明，但有说法认为是由不明病毒引起的肺炎。
“死亡之舞”（迈克尔·沃尔格穆特，铜版画，1493年）
第二种，宿主的攻击成功，微生物被击败并灭绝。因有效的疫苗，已经消灭了天花。麻风病、小儿麻痹症和黄热病等疾病，都有望最终同样地被根绝。
第三种，宿主和微生物建立和平关系。在宿主体内，有大量的微生物。它被称为“投机细菌”，因为它们“察言观色”，寻求与宿主共生共存，就像是一个在体制内对权力的走向老谋深算、老奸巨猾的政治家。
也有一种微生物，尽管通常很安静老实，但当宿主的免疫力下降时就开始露出獠牙。这称为“机会性感染”。不过，不少微生物也成为人体不可或缺的合作伙伴。
第四种，宿主和微生物各自加强防御，进行无休止的战斗。一旦感染水痘病毒，它就会永久潜伏在宿主的神经细胞中。即使看起来似乎是和人体和平共处，但当人们忘记的时候，它却恢复活力并引发带状疱疹等疾病。
“红皇后”效应
这种宿主和微生物之间的相互攻守关系可被比作军备竞赛。可能更接近反恐战争。人类一个接一个地开发新的方法来控制疾病。随着疫苗和抗生素等药物的开发，许多传染病被控制住了。特别是婴儿传染病的减少和死亡率的急剧下降，导致世界人口的激增和平均寿命的延长。
然而，尽管这样，人们日常仍受到感冒或腹泻的困扰，并且人受到如新型流感或风疹等突发性疾病暴发的威胁。微生物通过获得抗药性，巧妙地躲闪着人们开发出的新武器。宿主不得不进一步加强对抗措施。
这种像猫捉老鼠游戏一样的对抗被称为“红皇后效应”。这个皇后出现在路易斯·卡罗尔的《爱丽丝梦游仙境》中。爱丽丝被这样忠告：“听好，即使只是为了停留在这里，也必须拼命奔跑哟！”因为周围的风景也以相同的速度在移动，所以为了保持在同一个地方，就不得不继续全力以赴地奔跑。
红皇后（《爱丽丝梦游仙境》原版插图，约翰·特尼尔，1872年）
不管宿主具有多么出色的防御机制，也不会完全摆脱传染病，这恰似“红皇后”一样。为了保护自己免受病原体的侵害，作为宿主的生物就进化防御手段。对应地，病原体就破解宿主的防御手段而进化其感染方法。
然后，宿主进一步进化新的防御手段。只要生命存续，这种追逐就永远不会停止。如果比喻成棒球投手和击球手之间的关系，就很容易理解。投手（病原体）寻找击球手（宿主）的弱点，并试图通过投出各种类型的球来击败击球手。反过来，击球手克服其弱点，努力应对新的球型把球击回去。
势头增强的耐药细菌
通过抗生素可杀死大多数细菌。但那些获得抗药性的细菌生存下来并开始繁殖生长。细菌产生使抗生素失效的酶，并改变其基因的结构，以抵御攻击。
特别是，考虑到人和微生物代际变化的时间和突变的速度，在这种抗生素和耐药性之间的相互追逐游戏中，微生物这边占绝大优势。人类代际变化需要大约30年，而大肠杆菌只要条件适合可每20分钟分裂一次。病毒的进化速度比人快50万—100万倍。现存人类的历史最多也就是20万年，而微生物是存活了40亿年的强者。
这种抗药性的获得一般是通过所谓“从父母到孩子”的“垂直遗传”。但非耐药细菌从另一个细菌接收耐药基因，即“水平遗传”，也是扩大耐药细菌力量的有力武器。当从青霉菌中发现的抗生素（即青霉素）在20世纪40年代投入使用时，它以戏剧性的药效被誉称为“魔法子弹”，并算作20世纪最伟大的发现之一。
在著名的电影《第三人》（卡罗尔·里德执导）中，展现了在战后不久，人们疯狂地寻找这种特效药物的时代背景。著名演员奥逊·威尔斯扮演了因为此药供不应求而大发横财的地下黑道商人的角色。
以青霉素的发现为契机，各种抗生素相继被发现了。然而，几年后，令青霉素不起作用的耐药细菌出现了。微生物很容易地穿上了“防弹背心”。耐药细菌在这么短的时间内传播，很大程度上借助了水平遗传。
相互追逐仍在继续。一旦新的特效药物被制造出来，耐药细菌就会出现。有孩子的人可能有体会，小孩的急性中耳炎长时间不容易治愈，让人焦躁不安。这也是由于细菌对抗生素的耐药性增加的原因。
抗生素滥用警告
美国疾病控制和预防中心是美国政府防疫系统的核心，其在2013年发表了一份关于耐药细菌的令人震惊的报告。“保守估计，国内每年有200多万人感染对多种抗生素具有耐药性的细菌，至少2.3万人死亡。”这已超过美国国内与艾滋病有关的死亡数。后者的死亡数大约是1.5万人。
这给美国社会带来的经济损失每年约为550亿美元。因耐药细菌感染而增加的医疗费用估计为200亿美元，经济损失估计为350亿美元。美国疾病控制和预防中心主任托马斯·弗里登（Thomas Friden）在报告中总结说，“如果这种情况继续下去，抗生素可能成为过去的遗物”。
面对抗生素滥用导致耐药细菌激增的现状，世界卫生组织在2014年也发出警告。在对114个国家的数据进行分析后得出结论：引发肺炎、淋病、尿路感染和败血症等病的主要七种病菌已经对抗生素具有耐药性，抗生素对其不再有效果。
许多难对付的耐药细菌在医疗机构中被发现。其中最严重的是耐甲氧西林葡萄球菌（MRSA）。新闻中时有报道在医院和养老机构的集体感染。其真面目是正常菌群中的“金黄色葡萄球菌”，具有对抗生素的耐药性，感染老年人和免疫力下降的人。
因为对青霉素有耐药性的细菌出现，作为替代青霉素的药物，甲氧西林被开发出来。然而，在使用几年后，耐药细菌也出现了。
碳青霉烯类抗生素被认为是严重感染治疗的“最后王牌”，可是它无法杀死的肠道细菌（CRE）也出现了。根据美国疾病控制和预防中心统计，在过去十年中获得碳青霉烯类耐药性的肠道细菌的种类急剧增加，从1.2%增加到4.2%；特别只限于肺炎杆菌的话，是从1.6%增加到了10.4%。致死率非常高，达到40%至50%。
国立医疗机构大阪医疗中心于2014年2月向保健所报告称，已经发生耐药性肠道细菌的院内感染。据说，因为从多个患者检测到了四种以上耐药细菌，如肺炎球菌和大肠杆菌等，于是进行追溯调查发现，在过去三年间的住院病人中约110人感染过，其中两人死亡。
耐药性肠道细菌正在世界各地传播，医院内的污染正在蔓延，以至于有专科医生坦白地说，“即使自己生病了，也会害怕住院”。即使投入大量的研究费用，并研制出新的抗生素，但耐药细菌很快就出现。因此，制药公司在1980年以后失去了开发新的抗生素的热情。
世界卫生组织的一份报告说，“在许多发展中地区，抗生素和可乐饮料一样容易获得”。当笔者在非洲的内陆工作时，也多次看到一盒盒抗生素堆积在偏远的村庄的诊所里，居民们未经许可在随意使用。可举例的原因之一是，西方制药公司将即将过期的抗生素作为“援助物资”执意运送来给他们的。
在发展中国家的一些地区，没有处方就可以购买抗生素。在发达国家，对于抗生素不起作用的感冒病人，也常因“以防万一”而开出抗生素处方，已造成抗生素滥用问题。
无限制添加药物的饲料
抗生素在畜牧业和水产养殖现场大量使用，导致对多种药物产生耐药性的细菌诞生。鸡、猪或鱼被关在过密拥挤的空间饲养，以提高生产效率。正因为是大规模地饲养，一旦疾病发生，损害就很大。为了预防疾病，将抗生素和抗病毒剂等预先混合在饲料中。甚至，还添加生长催促作用的药物。
和人用药物成分通用的许多药物也污染了肉类、鱼类、畜牧废水和养殖池塘。在美国许多州传播的耐多药沙门氏菌被证实是从家禽传播给人类的。2013年10月，美国20个州和波多黎各自治邦有317人感染，其中133人因病情严重住院。
1996年，大阪出现了一种具有抗生素耐药性的致病性大肠杆菌“O-157”，并发展成一个大问题。原因被认为是，为了防止奶牛的乳腺炎，在饲料中加入了抗生素所致。
1997年，世界卫生组织建议禁止在饲料中添加抗生素，并在2000年禁止使用所有家畜抗生素。欧盟接受了此建议而予以禁止。但是日本、美国和中国等国仍在饲料中添加抗生素。
在日本，允许使用23种抗生素和6种合成抗菌剂作为饲料添加剂。有24种抗生素和抗菌剂被指定使用。抗生素在饲料中的用量为175吨，相当于人的医疗用药517吨的约30%（农林水产省2010年年报）。
在美国，全国使用的所有抗生素中，约有70%是用于饲料添加的。除疾病治疗外，议会曾多次提出禁止将抗生素添加到饲料中的法律，但因畜牧业界的反对而遭否决。
不仅对抗生素有耐药性的细菌大量存活繁殖，而且没有耐药性的细菌也靠接受“耐药基因”而变成耐药性细菌，这种可能性越来越大。
通过污水获得耐药性
抗生素造成的水污染也会导致通过水感染的细菌在环境中获得抗药性。美国密歇根大学的一个研究小组调查了从污水分离的366种不动杆菌属的细菌，对于如氯霉素等六种常用抗生素的耐药性。其结果表明，根据检测地点不同，有28％—72%的细菌对多种抗生素表现出耐药性。
事实上，我们自身也在不知不觉中对耐药细菌的产生做出了贡献。服用的药物不能全部在体内代谢，许多成分在仍保持效果的同时被排泄出来，通过厕所流入下水道中。这也污染了河流和海水。
迄今为止，国立横滨大学和东京都健康安全研究中心等的调研表明，长时期较多地使用的药物从污水中检测出来的频率很高，如解热和止痛药、强心剂、抗消化性溃疡药物、抗高脂血症药物、抗炎剂、胃酸抑制剂等药物的成分或代谢物等。
日本是达菲的一个消费大国，据说占全世界使用量的70%。因为产生耐药性病毒而遭到欧美研究人员批评。 2009年，当流感暴发时，京都大学流域综合环境质量研究中心的田中明彦教授等人在京都府的三个污水处理厂进行了分析，在污水处理后的排水和河水中检测出了达菲代谢物。
分析表明，传统的污水处理技术不能完全去除达菲。达菲从厕所通过污水处理厂，之后进入河流。
禽流感病毒本来最初是鸭子等水禽携带的病毒。有人指出，当水禽与水中的达菲接触时，体内可能会产生抗达菲的病毒。从污水处理厂的排水流入的水域通常水温较高。水禽偏好这样的水域。
然而，这些药物在污水处理设施中多大程度可被去除？在自然界中有多少能被分解？或者是否会通过食物链，在生物体内浓缩？这些问题，到目前为止，基本上没有被研究过。
传染病与人类进化的复杂关系
在与病原体作斗争的过程中进化生存下来的人类也加强了抵抗微生物战争的军备。例如，疟疾是最古老的病原体之一，至今仍困扰着许多人。为此，人们也获得了防治疟疾的各种手段。
在非洲、地中海地区和印度等疟疾流行地区，发现有许多遗传性疾病，如使红血球破碎后形成镰状的疾病。这种镰状红血球病变细胞的起源估计在大约5万年前，在古埃及木乃伊的体内也被发现。
在正常情况下呈圆盘状的红细胞破碎，变成镰状细胞，会导致严重贫血，也有不少死亡病例。在非洲部分地区，有超过30%的人口患有此病，在美国的非洲人后裔中，则有11%的人口属于这种情况。
当红血球扭曲变镰状时，红血球出现一个洞，里面的钾离子会弹出。钾离子是原虫生存的重要物质，因此即使进入镰状红细胞，原虫也不能生存下去。这样，疟疾可能难以发生，但可能引起严重的贫血。总之，“死于疟疾”或是“死于贫血”，衡量选择的结果，可能因为贫血更有利些，致使这种异常基因在人群中增加了吧。
在白人中发现的“囊泡纤维化”疾病，是日本人罕见的遗传性疾病。在美国大约有3万人患此病，致病原因是先天缺少某些基因。当被这种疾病侵害时，黏性分泌物堵塞在内脏器官的管子中，使器官功能被破坏，是导致在20多岁之前就死亡的悲惨的不治之症。哈佛大学的研究团队发现，这种基因的缺损却使人类不易感染肠伤寒。
人体防御反应
众所周知，铁分不足会引起贫血。可是，当感染上传染病，血清中的铁分可能会减少。就像铁分是人们的基本营养素一样，铁分对细菌的生长也是不可缺少的。可以认为，机体即使意识到会导致贫血症，也要减少血清中的铁含量，是让细菌“断粮”的感染防御措施。
30多年前美国明尼苏达大学的研究人员进行过一个试验研究。对于索马里的138个游牧民，给其中67人安慰剂，而给其余71人补充铁分。其结果表明，在安慰剂组中，只有7人感染传染病，但铁剂给药组有36人患上了疟疾和肺结核。研究人员得出结论：“游牧民族生活在传染病高发的环境中已经与病原体达到妥协状态。”
美国密歇根大学进化生物学教授内西·兰道夫发现，许多令人讨厌的“疾病的不适症状”，实际上是在进化过程中所获得的身体防御反应和警告信号。
在发烧、咳嗽、恶心、腹泻、疼痛和焦虑等症状中，发烧是让微生物“热死”或让患者“衰弱死亡”的比拼“耐受”程度的状态。咳嗽、恶心和腹泻是将病原体排出体外的生理反应，而疼痛和焦虑是疾病的危险信号。
在青霉素出现之前，让梅毒晚期患者感染疟疾，利用其高烧杀死病原体的治疗非常盛行。这种疗法的发明者在1927年获得诺贝尔生理学或医学奖。众所周知，感染致病性大肠杆菌“O-157”后，如果服用腹泻剂，因为毒素不会通过排便排出，反而会使症状加剧，死亡率提高。
美国加州的内科医生凯伦·斯塔科博士在2009年发表了一篇论文，称阿司匹林的解热作用也和西班牙流感的死亡急剧增加有关。当时治疗高烧患者只有阿司匹林这种药。本来，高烧是人体为了抵抗流感病毒的反应，但阿司匹林降温却使它失去了效果。有报道说，在日本登革热疫情中，也有服用解热剂的患者病情反而变严重。
《别丧！不就是传染病》，[日]石弘之著，万毅、赵一飞译，上海人民出版社2021年1月。
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