自序
微生物改变世界

微生物塑造人类史。

世上什么事物杀人最多？不是战争，而是看不见的微生物。

雅典曾有希望统一希腊，但来得蹊跷的疾病暴发，消灭了1/3的雅典人。雅典不仅败于斯巴达，而且永远失去了翻盘的机会。这是一个现实版的蜉蝣撼大树的故事吗？

古罗马盛极一时，无论是城市建设，还是经济政治文化水平，都代表着早期人类文明的巅峰。可就在帝国度过1400岁以后，这一璀璨的古文明轰然陨落，疾病在其中扮演着怎样的角色？

在文人的笔下，中世纪的欧洲是片乐土，充满田园诗意。事实上，历史上真正的中世纪是一个宗教统治下的黑暗时代。促使人们冲破黑暗并迎来文艺复兴的原因，瘟疫是否为其中之一？

欧洲大航海运动带来了贸易和经济的繁荣，但也让一些地区居民的生活落入深渊。安居美洲大陆的绝大多数印第安人被天花、鼠疫和疟疾等瘟疫消灭，为补充劳动力，大批非洲黑人被非法贩卖到美洲。应该为这样的人类灾难负责的，究竟是瘟疫，还是人类自身？

翻开历史，在人类社会发展过程中，疾病如影相随。当物质丰富到一定程度，城市化进程越来越快，交通越来越便利后，不仅人类的各种需求得到满足，疾病的狂欢时刻也已到来。人类的野心和贪欲，将自己推向深受疾病威胁的境遇。

现代医学给了许多人信心，人类自认为站在食物链顶端，已经摆脱了被吞噬的命运。果真是这样吗？那些肉眼看不到的微生物，正虎视眈眈地随时准备着将人类拉下王者宝座。哦，不，其实人类从未登上过生物界王者宝座。

生命之源，万物源起微生物

问渠哪得清如许，为有源头活水来。

——南宋·朱熹《观书有感》

生命从无到有，变化万千，构成了五彩缤纷的世界。虽然从复杂程度上来说，人这种生物远超过微生物，但从时间尺度来看，微生物的出现比人类早得多，甚至称得上是人类的老祖先。

达尔文的演化论提到，地球上所有生物都有共同的祖先，随之而来的是不断遗传和突变，才有了大千世界。从构成生命的基本物质来说，我们都具有相似的细胞；从遗传物质来说，绝大多数生物都由DNA（脱氧核糖核酸）或RNA（核糖核酸）构成。从这个角度来看，DNA（或RNA）才是这个星球生命的基石，它们由无机物经过化学变化演变而来，它们的组合构成了世间万物，而人类与地球万物都有亲缘关系，或近或远。

在地球46亿年的历史中，微生物存在了至少34亿年。在长达20多亿年的时间里，细菌、古菌、真菌是地球上数量最多的单细胞生物，独居于地球的微生物改变了这个星球的外貌，改良了海洋、土壤和大气，创造了适合动植物生存的空间。而后多细胞生物出现，直到5亿多年前，生命大爆发，越来越复杂的动植物开始涌现。尽管如此，从数量和分布广度上来看，微生物还是绝对的地球之主。

它们无处不在，土壤、天空、海洋、冰川、极地……无论怎样恶劣的环境，都有它们的身影。与微生物相比，人类实在是太挑剔生活环境的生命了。人类繁盛发展的时期，是地球上少有的日照强度、氧气浓度、温度范围都很适宜的时期。对地球来说，只有几百万年历史的我们才是初来乍到者。

我们体内的微生物细胞，比我们自身的细胞还多许多。《免疫》一书中提到，有免疫学家说，“如果有外星人从外太空低头观察我们，他可能会以为我们仅仅是微生物的交通工具”。更重要的是，如果没有口腔、体表、肠道等处的微生物，我们的生存都成问题。

从某种程度上说，微生物塑造了人类历史。

成长之侣，你我亲密本无间

我见青山多妩媚，料青山见我亦如是。

——南宋·辛弃疾 《贺新郎·甚矣吾衰矣》

时至今日，或许还有人认为，我们与微生物的实力区别是大象与蚂蚁级别，实际上大多数时候，微生物更胜一筹。它们深谙生存之道、寄居之法，了解人体的破绽，人类稍不注意就被它们钻了免疫系统的空子。当你以为人类获得了战争的胜利时，它们又会不时改头换面，再次出现，将你的生活搅得天翻地覆。

不时冒出的疫情，让人类的心态在与微生物的博弈中从一个极端走向另一个极端，从自大走向恐惧，在看不见的敌人的阴影下惶恐不已。其实，未必需要如此，微生物感染不是新事物，流行病也不是现代才出现的，人类从诞生之日起，就与之相处，只是因为工具的进步我们才得以“看见”。

热带雨林是地球上孕育了最多物种的地方。不仅我们的祖先喜爱生活在雨林，那些看不见的微生物同样钟情热带雨林，那儿有着地球上最为丰富的生物类型，它们互相交错，彼此联系紧密。

数百万年前，人猿相揖别。喜爱生活在雨林的黑猩猩是我们的近亲，它们身上有着比我们更丰富的微生物类型，而且与大多数微生物和平共处。原本生活在热带雨林的现代人祖先从树上走下来，开始用双脚丈量世界。逐渐地，他们学会群居、采集狩猎，还学会了用火烹煮食物，有了更窄小的下腭，微生物多样性也随之降低。

人类在走出雨林、走出平原、走出非洲的过程中，渐渐丢失了不少微生物，同时也接纳了一些新的微生物。在人类的演化历程中，微生物一路相伴，通过分娩和群居传承，它们帮助我们消化食物，塑造我们的行为，干预我们的情绪，影响我们的健康。

人们对微生物存在刻板印象，如今一说起它们联想到的就是脏污与疾病，事实并非如此。我们习惯于按照微生物对人类是否有好处来区分它们，将那些致病的微生物称为有害的微生物，将与人类共生并发挥功能的微生物称为有益的微生物。虽然微生物之间也有“内讧”，人体微生物帮我们抵御有害微生物的入侵，但从本质上来说，微生物没有严格的好坏之分，说到底，都是为了生存而已。

在史前社会，人以部落的形式群居，以狩猎采集为生，流动性高，疾病只在部落中传播，因为人数稀少，往往很快停止，一些人死去，一些人免疫。直到1万年前，人类开始种植粮食，驯养家畜，有了稳定的食物来源后，人口爆发式增长，往来频繁，传染病也逐渐开始流行。

随着大型城市的形成，交通工具日新月异地发展，传染病的传播效率越来越高，一旦暴发，往往就是一场疫情乃至全球性的瘟疫，让人避无可避。

瘟疫是由病原体引起的一种恶性传染病，无论中外，古已有之。

古巴比伦《吉尔伽美什史诗》中提到的“神的天谴”，说的就是瘟疫；《圣经·出埃及记》中说，瘟疫是上帝降下的十灾之一。先秦《周礼·天官·冢宰》记述的“疾医掌养万民之疾病，四时皆有疠疾”，指的便是瘟疫；中国东汉时期医学家张仲景所著的《伤寒论》，里面提到的伤寒也包括了致死性极强的瘟疫。

如果要列举人类历史上的恶性传染病，疟疾、鼠疫、霍乱、肺结核等自然是“老资格”，虽然在埃博拉、疯牛病、艾滋病等新型传染病的衬托下，它们已经过于古老，但每隔一段时间，仍会卷土重来，显示出老当益壮的威力。而新世纪以来以SARS（严重急性呼吸综合征）、MERS（中东呼吸综合征）、新冠为代表的冠状病毒家族“三连击”，则着实让人类社会必须重新审视与自然乃至与微生物相处的态度。

共生之因，基因内藏演化史

纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。

——南宋·陆游《冬夜读书示子聿》

肉眼，这个只有70微米分辨率的精妙“机器”限制了人类对微生物的了解。绝大多数时候，我们并没有感觉到这位“看不见的朋友”的存在。细菌被人类观察到是在光学显微镜发明以后，距今仅300多年；微生物学科的建立，距今才100多年；20世纪30年代电子显微镜发明后，人们才能观察到病毒，距今只有数十年；我们从真正意义上了解微生物，是在有了基因测序技术之后，那已经是20世纪70年代后的事情了。

工具的进步让我们更好地厘清人与微生物的关系。

光学显微镜催生了细菌学说的建立，是医学进入现代的标志之一，也是我们真正直面对手的开始。面对强大的微生物，我们幸运地发现了抗生素，发明出了不少疫苗，也成功消灭了天花。这也一度让人类自以为具有了消灭致病微生物的王牌，并自大地宣称，将要很快消灭所有传染病。殊不知，这才是噩梦的开始。拥有超强变异能力的微生物，总会找到自己的出口，发展出耐药性，或是人类无法对付的变异型。现代医学与超级细菌的博弈，像是在人类头顶上悬挂了一把达摩克利斯之剑。

测序仪则打开了认识微生物和宿主基因互作的终极奥妙之门。20世纪70年代，科学家们就已掌握了测序病毒基因组的方法。通过检测基因信息，不仅能了解病毒谱系，还能认识到它们与其他生物协同演化的历史。20世纪90年代，科学家们开始探究人类基因组，藏在人体中那8%的病毒基因组，究竟是潜伏其中伺机而动，还是发挥着举足轻重的作用？人体微生物到底发挥着怎样的功用？这其中的演化奥秘，科学家们至今仍在探索。

我们要的是一个完全没有微生物的世界吗？

答案并非如此，这样的目标也并不现实。毕竟，微生物对地球生物极为重要。地球可以没有人类，但不能没有微生物。假如没有人类，地球照样运行；假如没有微生物，地球上大多数生命终将死去，地球也将不再是蓝色。

那么，我们与微生物的关系，是你死我活的竞争吗？

其实也不是。如果从DNA的视角检视物种之间的关系，必然是一片混沌中的拆分与整合。不同物种间的DNA互相交流，早已分不清你我。微生物会往宿主的基因里塞“私货”，宿主也会将寄居或共生的微生物基因加以整体利用。按理查德·道金斯在《自私的基因》里的说法，我们都只是基因的载体，基因们在大部分时间里也会互惠互利、各取所需。

与其猜测，不如采取行动：

2007年，人类微生物组计划启动，如今已完成第二阶段，立志破解微生物与人类疾病的因果关系。

2008年，欧洲肠道宏基因组计划（MetaHIT）是众多微生物计划中的一项，华大集团参与了200多个欧洲人肠道微生物样品的测序及分析，发现肠道微生物的丰富程度与人的胖瘦呈正相关。

2010年，地球微生物组（EMP）计划启动，旨在对地球尽可能多的生态环境的微生物群落进行检测，覆盖了从南到北的7大洲43个国家和地区，深化了人们对微生物多样性的理解及其与包括植物、动物和人类在内的环境之间关系的认识。

2012年，美国能源部等机构联合完成了对几十种真菌基因组的系统分析，指出能分解维持植物细胞壁刚性木质素的真菌，可能在终止地球煤层形成中发挥了关键作用。真菌不仅存在于自然界，也存在于我们的肠道中，影响着人类的疾病和健康。

2014年，美国圣迭戈州立大学科学家发现一种叫作crAssphage的肠道病毒存在于全球75%的人口中；2021年，欧洲科学家在人类肠道中发现了一个名为Gubaphage的新病毒分支，含量仅次于crAssphage。尽管有研究报道肠道病毒跟人类的疾病和健康存在关系，但绝大多数病毒的功能仍然处于人类的认知空白区。

2016年，美国首次把微生物研究提高到国家战略地位，发起国家微生物组计划（NMI），设计顶层战略规划，支持跨学科合作，构建完善技术体系，研究微生物组与人类健康的关系，并促进科研成果进行产业转化，服务人类健康。

2017年，华大集团参与发起了以测序全球所有物种为目标的地球生物基因组计划（EBP），计划在10年时间里完成这一任务。在这些测序成果里，相信有很多我们想要的答案。

2019年10月26日，华大集团联合多国科学家在深圳第14届国际基因组学大会（ICG-14）上正式启动“百万微生态”国际合作计划（MMHP），旨在对人类肠道、口腔、皮肤、生殖道等器官的微生物组样品进行大规模测序分析，破解微生物与人体共生的奥秘。

相处之道，团结方为共命体

相濡以沫，不如相忘于江湖。

——《庄子·内篇·大宗师》

在稳定的生态环境中，微生物与其他生命的相处是和谐的。可一旦人类过度打扰，让其生存环境发生改变，微生物也会及时做出应对。基因重组是它们的繁殖方式，不同微生物间会交换基因，产生适应性更强的个体，而这个结果对其他生命的影响是未知的。比如，大肠杆菌原本是人体肠道中的正常菌种，但在2011年时发生了基因重排的大肠杆菌，最先在德国引发了大肠杆菌疫情，疫情蔓延到欧洲其他国家，波及4000多人，数百人患有严重后遗症，数十人因此死亡。

基因重组不仅发生在微生物之间，还发生在微生物与其他生命之间。进入分子生物学时代后，随着工具的进步，我们逐渐认识到，在人类基因中，有8%左右的DNA其实来源于病毒。当生态环境发生改变，原本无害的微生物也会成为致病根源，何况自然界还有一些以传播疾病为己任的病原体呢？

那么，病原体就是疾病流行的唯一因素吗？

并非如此，甚至病原体都不一定是导致疾病的主要因素，环境和社会因素可能才是主要因素。

环境更复杂，微生物也更复杂。有人说，南美洲的一只蝴蝶扇动翅膀，一个月后就可能引起北美洲的一场龙卷风，其实人类行为同样如此。

我们肆意改造环境，破坏其他物种的栖息地，影响它们的生存，原本稳定寄生在这些物种身上的微生物，被迫找寻下一个寄主。

我们毫无界限感，擅自闯入地球未经开发之地，过分猎奇的结果，便是受到未知病毒的诅咒，在人类中掀起新一轮的瘟疫传播。

我们的活动让全球变暖、冰川融化，沉睡的古老病毒可能醒来，喜爱温暖潮湿环境的微生物将疯狂繁殖，生态失衡的结果，人类需要负责。

我们为满足口腹之欲，将野生动物作为佳肴端上餐桌，也为原本并不打算侵扰人类的微生物打开方便之门。

……

人类社会的经济发展和全球化正以前所未有的速度进行：我们拥有了无比丰富的物质生活、非常便捷的交通网络；我们用高耸而庞大的钢筋水泥人造建筑，宣示着人类对自然的改造多么成功。

但日益严峻的疾病威胁，告诉你这只是人类的错觉。每一次传染病大流行，人类都只能被动抵抗。这个看不见的对手，正让人类社会悄然改变。

人类命运相连，人与万物同样共存共生。短视带来的后果，便是人类需要为自己的行为买单。甚至我们为压制疾病所采取的治疗措施，也给了微生物反扑的机会。超级细菌的出现，真正让人类面临无计可施的境地。

我们该拿致病微生物怎么办？

2020年注定载入医学史册。在西班牙流感暴发百年之后，又一场席卷世界的大瘟疫让全球人民为之不安。

当疫情来袭，我们理所当然地将解决问题的重担压在科学家、医务工作者、生物技术公司等专业人士和机构的身上，而逃避自己同样作为地球人所应尽的责任，忘记了人类其实休戚与共。

在疫情威胁面前，我们面对前所未有的平等——没有人能置身事外，没有人能绝对安全。在微生物的阴影下，我们必须前所未有的团结，寻找解决之道，正视在日益复杂的生态系统中人类的正确位置，以及在致病菌全球化的背景下，人类如何发展。

微生物的威胁从不以个体面貌出现，人类没理由在应对时分而治之。我们要避免额外的苦难，那些可能人为导致的阻碍，比如国与国之间的推诿与责难，比如科学发现的延迟与误区，比如无谓的恐慌与谣言。

我们不妨将微生物的威胁理解成一种试炼，修正我们的认知，重塑我们的文化，建立新的秩序，给予我们重要启示——让我们认识到人力之有限、命运共同体的现实，以及充满挑战的未来。

共享之美，博弈造就新未来

各美其美，美人之美，美美与共，天下大同。

——费孝通

在地球历史进程中，微生物与其他生命一直是以共生的方式共同演化的。在可预见的未来，它们也将与人类长期共存下去。

瘟疫流行，带给人类的不只是肉体的疾病，还有精神瘟疫。在《十日谈》里，薄伽丘写出了瘟疫时期人们的多种表现，故事的主题便是十个年轻人来到郊外别墅躲避瘟疫，他们在十天的时间里讲述了大量中世纪社会生活的故事，爱情是主基调，仿佛爱是绝望中的希望和救赎。其中《霍乱时期的爱情》，给相思的反应安上了患上霍乱的症状，结尾处插着代表霍乱旗子的小船成了主角爱情的保护伞，似乎也透露了处在瘟疫威胁中与陷入爱情一般孤独。

如果把瘟疫当作不时到来的访客，则设好彼此的界限是什么；如果视瘟疫为老朋友，则想好相处的要诀是什么；如果将瘟疫看成敌人，为战斗而分泌的肾上腺素不仅让人警觉，或许还会让人永远陷在恐惧之中，因为，这是一个可能永远也无法消灭的敌人。

何况，从病原体的角度来说，它的最佳生存策略并不是弄死宿主，而是适应共生，并繁衍传播给更广泛的宿主。如果宿主死亡，传播链断裂，病原体也会消亡，这对病原体来说，也是致命打击。

病毒虽然能成为消灭生物的武器，但也会选择最符合自身利益的寄生方式。同样，为了生存，生物也会产生适应性的变化，最后的结果是二者之间达到某种平衡，稳定地共生发展。

因此，我们与微生物的博弈，最佳结局并不是东风压倒西风，或西风压倒东风，而是平衡——我们共同生存的星球的生态平衡。至于那些将病毒当作生物武器的行为，就不在道德及伦理允许的讨论之列了。

如果人类无法抗衡微生物，那么微生物本身呢？

疫苗的研发，就是人类巧用微生物的例子。去除或降低病毒活性，保留抗原，注入人体，训练人体的免疫系统，人体便能抵抗这种病毒的入侵。

病毒也能作为药物研究中的载体，通过基因工程技术，实现精准用药。

海洋里有着众多的微生物，病毒与细菌的斗争，每秒都在发生。有研究显示，病毒每天都会杀死海洋中15%~40%的细菌，保持着海洋的物种平衡，避免细菌的垄断发展。

20世纪初期，德国科学家就尝试用噬菌体来治疗痢疾、霍乱等疾病。虽然在抗生素发明后，噬菌体研究停滞，但发现细菌耐药性后，21世纪的科学家们重拾噬菌体研究，寄望于它能解决超级细菌的难题。

为了解决每年带来约4亿病例的登革热问题，科学家们把目光放在了传播疾病的蚊子身上。他们改造了埃及伊蚊的基因，让蚊子体内有对抗病毒的抗体，并防止蚊子将病毒传给人类。

人类与微生物的对抗，最终可能变成微生物与微生物的较量，这种“师夷长技以制夷”的策略是当下可见的更智慧的策略。未来，在生态平衡的基础上，人类可以与微生物建立全新的共生关系，利用微生物为人类服务，或许是人类能争取的最大利益。

同时，我们也要冷静看待，环境改变、技术进步都可能会让人类社会出现不少未知病毒。严峻的未来要求我们提前布局，完善防疫措施和流行病预警机制，以能够在疫情呈星火燎原之势时及时扑灭，避免不可控制的局面出现。

成书之心，志存救济曲碎论

知不知，尚矣；不知知，病矣。

——老子《道德经·七十一章》

致病病原体中，有两个是首先会被提及的——细菌和病毒。这两种微生物都曾在历史上留下“辉煌战绩”，时至今日仍是人类的噩梦。

人类曾经战胜过天花病毒、脊髓灰质炎病毒等少数几种病毒，但时至今日从未彻底战胜任何一种细菌。如果按消灭人数来排名，病毒有时略胜一筹。比如天花病毒，据史料推测，可能是历史上消灭人口最多的微生物。但如按致死率来算，细菌也不遑多让。比如肺/败血型鼠疫，致死率也超过了90%。而如果按传染性来说，病毒又和细菌平分秋色。历史上大型流行病的主角，都具有高传染力的特性，它们从地球一隅随人类出发，散播到世界各地。除此之外，寄生虫的威胁也不容小觑，在欠发达地区，寄生虫对人类的威胁不亚于细菌和病毒。

在这本书里，我们尝试通过梳理历史，回答几个问题：

那些改变历史的瘟疫，到底是怎么发生的？

瘟疫产生的原因，究竟是什么？

瘟疫在多大程度上，改变了我们的社会和文化？

人类曾尝试的瘟疫治疗方法，是有奇效还是徒劳？

现代医学能为攻克疫情提供多大的帮助？

科技能为人类未来做些什么？

在一些故事里，你还将看到，人类的残忍尤胜于瘟疫，造成大瘟疫的源头或许是人类自身。谴责不是目的，希望能引发大家思考：作为万物中的一员，犹如有主角光环加持的人类，究竟自大到了什么地步；号称“万物灵长”的我们，又愚昧到了什么程度。

此外，尹哥还想多记录一些国人参与过的事件以及大师。

古代中国抗疫史大医精诚，张仲景的《伤寒论》、葛洪的《肘后备急方》、孙思邈的《千金方》、吴有性的《瘟疫论》……这些先贤悲天悯人的共情、博通古今的智慧，留下了宝贵的精神财富。

现代中国抗疫史群星闪耀，如“首擒肺鼠疫”伍连德，“衣原体之父”汤飞凡，“天花疫苗铁三角”齐长庆、李严茂、赵铠，首创病毒体外培养法新技术的黄祯祥，“糖丸爷爷”顾方舟，分离出中国首株艾滋病病毒的曾毅，“中国干扰素之父”侯云德……有些名字或许不为公众熟知，但这些防疫先驱贡献卓越，不声不响地在过去百年内把一个个瘟神收进了“魔瓶”。

当代中国抗疫史人才济济，新冠疫情伊始，钟南山、李兰娟、张伯礼、高福、陈薇、张文宏、汪建……他们都有不甘宿命的勇气和与疫情一战到底的决心，助百姓安康、护山河无恙。

总有一股力量让我们泪流满面。每一代人终将死去，什么又该永存呢？作为地球过客，我们又该给后代留下些什么？

是为序。