海水會讓人生病嗎？衝浪者可能有答案

Peter Andrey Smith

有些基因並非充斥於自然界各處——而是以意想不到的方式流傳下來。

（加州拉荷雅）近期，Cliff Kapono前往了愛爾蘭、英格蘭和摩洛哥的衝浪勝地。作爲自豪的夏威夷原住民，他經常去尋覓完美的海浪。不過這次，他追隨的是更不同尋常的東西：衝浪者身上的微生物樣本。

Kapono是29歲的生物化學家、加州大學聖迭戈分校的博士，他正在牽頭一個“衝浪者微生物項目”（Surfer Biome Project），專門研究：經常接觸海水是否會改變身體的微生物羣落？這些改變是否會對衝浪者、乃至對我們每個人造成影響？

Kapono收集了500多個試樣。他用棉籤擦拭衝浪者的頭部、嘴巴、肚臍和其他身體部位，還有衝浪板。有些志願者還提供了糞便樣本。

他通過質譜分析法做出了每個試樣中化學代謝物的高分辨率圖像。“我們能夠觀察微觀的世界，無論是細菌、真菌還是化學分子，”他說。

然後，Kapono和同事與微生物創新中心（U.C.S.D.’s Center for Microbiome Innovation）合作，排列並繪製出了這些水陸兩棲人口身上的微生物。

他與同事正在其中尋找帶有抗生素抗藥性的微生物。他們想確定海水是否會傳播抗性基因，在多大程度上會傳播。

今天人們所用的許多抗生素都來自於微生物爲了自我保護或攻擊其它微生物產生的化學物質。所以，與之競爭的細菌類型也會進化出一些遺傳方式，抵抗這些化學物質。

雖然抗藥性是抗生素過度使用的結果，但導致抗藥性的基因卻廣泛分散在自然界，伴隨微生物進化了千百年。令人吃驚的是，在沒有現代抗生素影響的地方，人們也發現了導致抗藥性的基因。

許多年前，研究者在加拿大北極圈努勒維特（Nunavut）的古老凍土樣本中發現了抗生素抗性基因。他們發現，這些基因對阿米卡星（amikacin）有抗藥性，而阿米卡星這種半合成藥在20世紀70年代前並不存在。

哈佛大學公共衛生學院的流行病專家William Hanage是研究隊伍中的一員，他在採訪中說：“活在6000年前的生物體上有對阿米卡星的抗性基因。”

阿克倫大學（University of Akron）微生物學家Hazel Barton帶領另一個科研隊伍，在新墨西哥龍舌蘭洞（Lechuguilla Cave）發現了帶有抗生素抗性基因的微生物。這些細菌叫做“類芽孢桿菌sp. LC231 ”，已與地表隔離了400萬年，但檢測結果顯示，它們能夠抵抗40種現代抗生素裡的26種。

科學家在雅諾馬馬人（Yanomami）攜帶的細菌中，也發現了60種不同的抗性基因。人們認爲這些亞馬遜土著的村落一直與世隔絕，直到2009年考察隊來訪。11世紀的人類木乃伊中，也發現了抗性基因。

這些基因並非充斥於自然界各處——而是以意想不到的方式流傳下來。北京霧霾中漂浮的細菌含大量的抗性基因。發展中國家一項調查發現，雞舍和城市廢水處理設施是交換抗性基因的潛在多發區。

海水含有極其多樣的可溶性化學物質，就像這些基因的蓄水池。研究者想搞弄清這些基因是否會從海水轉移到人身上。那麼還有比衝浪者更合適的研究對象嗎？

“許多抗藥菌傳播的研究都關注醫療環境，”Anne Leonard說，這位埃克塞特大學（University of Exeter）的環境流行病專家正在研究衝浪者是否有更高几率攜帶細菌。“人們比較少去研究自然環境的作用。”

據估計，衝浪者每次衝浪平均吞下170毫升或5.75盎司的海水。歐洲環境與人類健康研究中心（European Center for Environment and Human Health）的Leonard 、William Gaze等專家估計，英格蘭、威爾士的休閒型游泳者、衝浪者每年可能會與大腸桿菌的耐藥菌株接觸600多萬次。

因爲細菌能跨物種接收、傳遞遺傳信息，研究者們懷疑，在那些便於體內寄居微生物直接傳播的地方，抗性基因的獲取風險更高。也就是說，地下水污染過的近岸海水，可能比霧霾、洞穴的隱患更大。

目前，還沒人能確定，是否人們在海邊呆一天就會攜帶上這些微生物基因。但在實驗室裡，Kapono發現了證據說明，海水中細菌的抗性基因會在接近時轉移至與人腸道有關的菌羣中。

進化壓力有利於抗性基因的出現。微生物利用自然界這個抗藥性的金庫，能抵禦人類製得的最好的藥物。

“這些抗生素抗性基因不是爲了給我們添麻煩而出現的，”Hanage說，“它們有完全不同的功能，只是最近發生了改變。”

“這些基因到處都有，”他補充說，“如果想阻止它們轉移到讓我們致命的病原體，我們就要知道它們在哪兒。”

回到加州，Kapono開始分析他從世界各地蒐集的數據。迄今爲止，他與合作者都還沒找到證據說明游泳、衝浪的人會從海水感染抗生素抗藥性細菌。

但Kapono在初步數據中注意到，當他從一個地方移動到另一個地方，他身體某些代謝物會變得與本地衝浪者很相似。這可能是相同飲食或生活方式的結果——也可能說明，身體浸泡在含鹽、多微生物的環境裡會造成可檢測的生化影響。

Kapono已經從加州、夏威夷的衝浪者身上採集了樣本，下一步是調查南太平洋的衝浪者。他正在考慮去智利，在蓬塔德洛沃斯海灘（Punta de Lobos）實地考察。鄉村地段可能會產生某些獨特的微生物。

翻譯Alicia Lee