5月中旬，一場(chǎng)突如其來的疫情襲擊德國。5月22日，德國首次通告世界衛(wèi)生組織，本國感染腸出血性大腸桿菌的患者人數(shù)激增；5月25日，來自德國漢堡-埃普多夫大學(xué)醫(yī)學(xué)中心臨床部的裝有純化病菌DNA的小試管被運(yùn)抵中國深圳華大基因研究院；6月2日，華大基因研究院和漢堡-埃普多夫大學(xué)醫(yī)學(xué)中心聯(lián)合宣布，對(duì)病菌全基因組序列的分析顯示，導(dǎo)致近期德國腸道病感染疫情的病菌是一種兼具侵襲、產(chǎn)毒和腸出血等特征的新致病性大腸桿菌。

　　這是一場(chǎng)人類與病菌的新戰(zhàn)斗。新出版的美國《科學(xué)》雜志發(fā)表文章，報(bào)道了全球科學(xué)家攜手迎接新挑戰(zhàn)。華大基因研究院立即開放新病菌的全基因組數(shù)據(jù)，供研究人員使用；研究人員通過維基、博客等現(xiàn)代通訊工具在線傳播最新的研究結(jié)果，漢堡-埃普多夫大學(xué)醫(yī)學(xué)院微生物學(xué)家霍爾格·羅德說：“研究進(jìn)展如此之快令我吃驚，給我留下了深刻印象。”

　　6月10日，德國國家疾病控制中心羅伯特·科赫研究所所長賴因哈德·布格爾宣布，確認(rèn)豆芽等芽苗菜是造成5月德國北部致命性腸出血性大腸桿菌疫情的源頭。德國當(dāng)局同時(shí)表示，生吃黃瓜、西紅柿和生菜是安全的。

　　確定新病菌基因組序列

　　5月中旬，當(dāng)腸出血性大腸桿菌患者人數(shù)開始增加時(shí)，德國漢堡-埃普多夫大學(xué)醫(yī)學(xué)院的臨床部受到嚴(yán)峻考驗(yàn)，醫(yī)學(xué)院的微生物專家們被患者們需要檢驗(yàn)的樣品所包圍。《科學(xué)》雜志報(bào)道，一位來自中國、在丹麥做博士后的研究人員提議與中國深圳華大基因研究院合作，測(cè)出這種致命病菌的基因組序列，這位中國研究員曾通過一個(gè)交換項(xiàng)目在漢堡-埃普多夫大學(xué)醫(yī)學(xué)中心工作過。

　　5月25日，漢堡-埃普多夫大學(xué)醫(yī)學(xué)中心臨床部將裝有純化病菌DNA的小試管送往華大基因研究院；5月27日，小試管抵達(dá)華大基因研究院，測(cè)序工作隨即開始。

　　6月2日，中國科學(xué)家宣布測(cè)出這種病菌的全部520萬個(gè)堿基對(duì)基因組序列，并使研究人員可立即下載這個(gè)DNA序列。來自世界各地的科學(xué)家仔細(xì)閱讀這些數(shù)據(jù)，將這些基因序列片段裝配成連貫基因組；再將這個(gè)基因組與大腸桿菌和其他細(xì)菌的參照基因組進(jìn)行對(duì)比。同一天，德國明斯特大學(xué)和生命技術(shù)公司的合作團(tuán)隊(duì)宣布，測(cè)出來自一位患者的病菌基因組序列。生命技術(shù)公司是高級(jí)DNA測(cè)序儀的制造商。

　　6月3日，這兩條消息傳到正在英國召開的應(yīng)用生物信息和公共健康微生物學(xué)會(huì)議上，與會(huì)科學(xué)家立即開始分析華大基因研究院提供的病菌基因組序列。西班牙一家生物信息公司很快對(duì)新大腸桿菌的基因組序列進(jìn)行自動(dòng)分析，該公司研究員瑪麗娜·曼瑞奎在自己的博客中寫道：“在不到24小時(shí)的時(shí)間里，我們獲得了數(shù)據(jù)、裝配序列，并對(duì)序列進(jìn)行解讀。這是一個(gè)很好的研究范例?！?/p>

　　《科學(xué)》的文章指出，分析中呈現(xiàn)出的畫面令人震驚。德國新病菌的DNA序列顯示這個(gè)細(xì)菌不是典型的大腸桿菌菌屬。新病菌與大腸桿菌55989的基因組同源性超過93%的，大腸桿菌55989是2002年從中非共和國一位罹患慢性腹瀉、艾滋病病毒檢測(cè)呈陽性的患者體內(nèi)分離出來的。德國國家大腸桿菌參考實(shí)驗(yàn)室主任洛薩·伯坦說，出血性大腸桿菌屬是腸集聚型大腸埃希菌菌屬的一類，這種大腸埃希菌能在生物體內(nèi)形成生物薄膜，更適應(yīng)于出血性大腸桿菌在人體腸道內(nèi)的聚集；然而，出血性大腸桿菌通常不會(huì)攜帶志賀毒素的基因，“這種新病菌看起來像是獲得了志賀毒素基因的一種典型出血性大腸桿菌”。

　　志賀氏菌屬是一類革蘭氏陰桿菌，是人類細(xì)菌性痢疾中最為常見的病原菌，也稱痢疾桿菌。盡管大腸桿菌是人體腸道菌群的自然組成部分，而且通常不會(huì)致病，但某種菌株和大腸桿菌結(jié)合在一起時(shí)則會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)的志賀毒素，志賀毒素進(jìn)入腸道內(nèi)膜細(xì)胞并阻止蛋白質(zhì)的合成。細(xì)胞的破壞導(dǎo)致腹部絞痛甚至是出血性腹瀉。在某些病例中，志賀毒素會(huì)攻擊肝臟，誘發(fā)潛在致命性溶血性尿毒癥。

　　截至6月7日，德國2300多人感染疾病，其中600人出現(xiàn)溶血性尿毒癥，至少23人死亡；6月11日，世界衛(wèi)生組織報(bào)告，德國共計(jì)3147人感染腸出血性大腸桿菌，其中773人出現(xiàn)溶血性尿毒癥癥狀，這類患者容易出現(xiàn)腎衰竭甚至死亡。

　　致病菌在演變

　　在疾病流行早期，科學(xué)家們?cè)茰y(cè)這種致病菌是通過糞肥傳播給蔬菜的，現(xiàn)在，病菌新基因特征的發(fā)現(xiàn)提出了新的解釋。

　　研究人員認(rèn)為，至少應(yīng)該在10多年前，其中一種大腸桿菌就獲得了志賀毒素的基因。德國國家溶血性尿毒癥咨詢實(shí)驗(yàn)室在疾病暴發(fā)的早期宣布，基于對(duì)少數(shù)基因的聚合酶鏈反應(yīng)分析，新病菌與2001年從一位德國溶血性尿毒癥患者體內(nèi)分離出的病菌相匹。他們已經(jīng)測(cè)出2001年病菌的基因組序列，并將之與目前分離出的病菌相比較。最初的數(shù)據(jù)顯示，2001年病菌與新病菌的接近程度超過來自非洲的病菌。雖然從非洲患者體內(nèi)分離出的病菌是一種典型的出血性大腸桿菌，但2001年的德國病菌已經(jīng)獲得了志賀毒素的基因。而且，目前的新病菌在宿主體內(nèi)形成了對(duì)普通抗生素的新抗性，這些病菌正在演變。

　　部分科學(xué)家指出，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了一種具備腸聚集性和腸出血性的新型致病性大腸桿菌，需要給這種新病菌一個(gè)名稱。但是，早在1998年，由德國、法國和意大利研究人員組成的小組在一篇共同發(fā)表的論文中已經(jīng)描述了一種類似德國新病菌的病菌，一種可產(chǎn)生志賀毒素的腸聚集性大腸桿菌，這個(gè)研究小組的研究人員推測(cè)，目前的德國病菌可能不是罕見事例，因?yàn)樾虏【⒉皇嵌喾N致病菌的組合，而是早已出現(xiàn)的致病菌。

　　新病菌融合了血性大腸桿菌骨架和志賀毒素，也許這可以解釋這次德國流行病暴發(fā)的特征：大量的溶血性尿毒癥患者、許多年輕人和健康成年人患病。

　　另外一個(gè)問題是，為什么女性更容易感染？在疾病暴發(fā)早期，一項(xiàng)在德國漢堡進(jìn)行的流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，與未感染的女性相比，已經(jīng)感染的女性可能在生病前一天吃了更多的生黃瓜、番茄和生菜。當(dāng)?shù)聡?dāng)局將病菌來源指向西班牙黃瓜，但從西班牙黃瓜中分離出的大腸桿菌病菌與從患者體內(nèi)分離出的病菌并不匹配時(shí)，運(yùn)送到各個(gè)餐館的生芽苗菜則成為了懷疑對(duì)象。

　　1892年，當(dāng)霍亂肆虐德國港口城市漢堡，造成數(shù)千人死亡時(shí)，著名傳染病學(xué)家羅伯特·科赫查明受污染的飲用水是這次感染之源，但他卻無法分離出病菌元兇。近120年后的今天，科學(xué)家們可以快速分離并鑒別出新病菌的基因組細(xì)節(jié)，但人類仍然面臨困境。

　　羅德表示，這次德國疫情的教訓(xùn)是，人類對(duì)病菌基因的適應(yīng)性認(rèn)識(shí)不足，不知道它們是如何演變的。研究人員警告，目前還很難判斷這次德國疫情的暴發(fā)究竟是一次偶然事件，還是會(huì)繼續(xù)發(fā)生。