▎药明康德/报道

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演讲实录

你不认识他们。你看不到他们。但他们总是在周围，窃窃私语，制定秘密计划，组建数百万士兵的军队。当他们决定进攻时，他们会同时进攻。我说的是细菌。

细菌就像人类一样生活在群落中。他们有家庭，他们交谈，计划他们的活动。就像人类一样，它们耍小聪明，欺骗，有些甚至坑害彼此。如果我告诉你，我们可以听到细菌的对话，并把它们的机密信息翻译成人类的语言，那会怎么样？如果我告诉你翻译细菌对话可以拯救生命呢？我拥有纳米物理学的博士学位，我用纳米技术开发了一个实时翻译工具，它可以监视细菌群落，并为我们提供细菌活动的记录。

细菌无处不在。它们在土壤里，在我们的家具上，在我们的身体里。事实上，这个剧院里90%的活细胞都是细菌。有些细菌对我们有益，它们帮助我们消化食物或生产抗生素。有些细菌对我们有害，它们会导致疾病和死亡。

为了协调细菌拥有的所有功能，它们必须能够组织起来，就像我们人类一样——通过交流。但是它们不使用文字，而是使用信号分子彼此交流。当细菌数量减少时，信号分子就会流失，就像沙漠中一个人的尖叫声一样。但是当有很多细菌时，信号分子就会聚集起来，细菌开始感觉到它们并不孤单。他们互相倾听，通过这种方式，他们可以记录自己有多少同类，以及何时有足够多的同类开始一个新的行动。当信号分子达到一定的阈值时，所有的细菌立刻感觉到它们需要采取同样的行动。

所以细菌的对话包括一个主动行为和一个反应，一个分子的产生和对它的应答。在我的研究中，我专注于监视人体内的细菌群落。它是如何工作的？我们有病人的样本，可能是血液或者唾液样本。我们将电子发射入样本中，电子会与存在的任何通讯分子相互作用，这种相互作用将给我们提供关于细菌身份、通讯类型以及细菌说话频率的信息。

但是当细菌交流的时候是什么样的呢？在我开发这个翻译工具之前，我的第一个假设是细菌有一种原始的语言，就像还没有发展出单词和句子的婴儿一样。当他们笑的时候，他们是快乐的；当他们哭的时候，他们是悲伤的，就这么简单。但事实证明，细菌并不像我想象的那么原始。一个信号分子不只是一个分子，根据语境的不同，它可以有不同的含义。就像婴儿的哭声可以有不同的含义：有时是宝宝饿了，有时是宝宝湿了，有时是宝宝受伤了或者害怕了。父母知道如何解读这些哭声。作为一个真正的翻译工具，它必须能够解码信号分子，并根据上下文进行翻译。谁知道呢？也许谷歌翻译很快就会开展这项业务了。

让我给你们举个例子。我带来了一些细菌数据，如果你没有接受过培训，这些数据可能有点难以理解，但请试着看一看。

这是一个感染了病人的幸福的细菌家族。我们就叫他们Montague家族吧。它们共享资源，繁殖，成长。有一天，他们有了一个新的邻居，细菌家族Capulet。

一切都很好，只要他们在一起工作。但是随后一些意外的事情发生了。来自Montague的罗密欧与来自Capulet的朱丽叶有染。而且它们共享遗传物质。

现在，这种基因转移对于Montague家族来说可能是危险的，他们有雄心成为感染病人的唯一家族，而共享基因导致了Capulet家族对抗生素产生抗药性。于是，Montague族人开始内部谈话，通过释放这种分子来摆脱另一个家庭。

此处配上字幕：

【让我们协同进攻。】

让我们来协同进攻。然后每个人立刻作出反应，释放一种毒药，杀死另一个家族。

【斩草除根！】

Capulet族人呼吁反击作为回应。

【反击！】

他们进行了一场战斗。

这是一个真实的细菌与剑状细胞器决斗的视频，它们试图通过刺穿和破裂彼此来杀死对方。谁的家族赢得了这场战斗，谁就成了优势细菌。

所以我能做的就是检测细菌的对话，这些对话会导致不同的集体行为，就像你刚才看到的那样。我所做的就是监视一家医院病人体内的细菌群落。我跟踪调查了62个病人，在不知道传统诊断检测结果的情况下，我检测了病人的一种特殊感染的样本。

如今，在细菌诊断中，样本被涂抹在培养基上，如果细菌在五天内生长，病人就被诊断为感染。当我完成这项研究并将工具的结果与传统的诊断测试和验证测试进行比较时，我震惊了。这比我想象的还要令人吃惊。

但是在我告诉你这个工具揭示了什么之前，我想告诉你一个我跟踪的特定病人，一个年轻的女孩。她患有囊性纤维化，这是一种使她的肺部易受细菌感染的遗传病。这个女孩不是临床试验的受试者。我跟踪她是因为我从她的医疗记录中知道她以前从未感染过。每个月，这个女孩都会去医院咳出唾液样本，然后吐在一个杯子里。这个样本被转移到中央实验室进行细菌分析，这样一旦发现感染，医生们就可以迅速采取行动。这也让我可以在她的样本上测试我的设备。

头两个月我对她的样本进行了测量，结果一无所获。但是第三个月，我在她的样本中发现了一些细菌。这些细菌协同作用破坏了她的肺组织。但是传统的诊断方法根本没有发现细菌。第二个月我又测量了一次，我发现细菌的对话变得更加具有攻击性。然而，传统的诊断方法并没有显示出什么。我的研究结束了，但是半年后，我追踪了她的状态，看看是否只有我知道的细菌在没有医疗干预的情况下消失了。它们没有。但是这个女孩现在被诊断出患有严重的致命细菌感染，这正是我的工具早些时候发现的那种细菌。尽管进行了积极的抗生素治疗，但仍然不可能根除感染。医生认为她活不过30岁。

当我测量这个女孩的样本时，我的工具还处于初始阶段。我甚至不知道我的方法是否有效，因此我和医生达成协议，为了不影响他们的治疗，不告诉他们我的工具揭示了什么。所以当我看到这些结果甚至没有被证实时，我不敢说，因为治疗一个没有实际感染的病人也会对病人产生负面影响。但是现在我们更清楚了，仍然有许多年轻的男孩和女孩可以被拯救，因为不幸的是，这种情况经常发生。病人受到感染，细菌不知何故在传统的诊断测试中没有显示出来，然后突然，感染在有严重症状的病人体内爆发。事已至此，已经太晚了。

我跟踪的62个病人中令人惊讶的结果是，我的设备捕捉到了一半以上的病人样本中的细菌对话，这些样本被传统方法诊断为阴性。换句话说，这些病人中超过一半的人回家时以为自己没有感染，尽管他们实际上携带了危险的细菌。在这些被误诊的病人体内，细菌正在协调同步攻击。他们彼此窃窃私语。我所说的”耳语的细菌”是传统方法无法诊断的细菌。到目前为止，只有翻译工具能够捕捉到这些耳语。我相信，细菌仍然在窃窃私语的时间范围内，是针对性治疗的机会窗。如果这个女孩在这个机会窗期间接受了治疗，那么在感染失去控制之前，就有可能在最初阶段杀死这些细菌。

我和这个年轻女孩的经历让我决定尽我所能把这项技术推广到医院。与医生一起，我已经开始在诊所实施这个工具来诊断早期感染。

虽然现在还不知道医生应该如何治疗“细菌窃窃私语”阶段的患者，这个工具可以帮助医生密切关注患者的风险。它可以帮助他们确认治疗是否有效，也可以帮助回答一些简单的问题：病人是否被感染了？这些细菌在做什么？

细菌会说话，它们制定秘密计划，它们互相传递机密信息。但是我们不仅可以发现他们的窃窃私语，我们还可以学习他们的秘密语言，成为我们自己的细菌语者。正如细菌所说，”3—氧代—碳12—苯胺。“

谢谢大家。

▲Fatima AlZahra’a Alatraktchi拥有纳米技术和分子生物学博士学位，是著名的科幻小说作家和PreDiagnose公司的创始人。她是开发用于检测细胞分子和微生物的微型和纳米传感器的专家，为早期细菌检测创建了新一代诊断方式。（图片来源：TED官网）

参考资料：

[1] Fatima AlZahra’a Alatraktchi. (2018). To detect diseases earlier, let‘s speak bacteria’s secret language. Retrieved Apr 19, 2019, from https://www.ted.com/talks/fatima_alzahra_a_alatraktchi_to_detect_diseases_earlier_let_s_speak_bacteria_s_secret_language