1969年1月的一天，美国沃尔特里德陆军研究所和乔治城大学的两位分子生物学家，布伦纳教授和福尔柯教授，正在实验室里目不转睛地盯着电子显微镜的屏幕，实验室里只能听得到给电子显微镜散热的电扇在嗡嗡作响。“现在温度是多少？” 布伦纳轻声地问。“60摄氏度”，福尔柯教授仔细查看了伸入细菌培养皿的温度计后低声回答。“现在相似度是86%！“布伦纳教授已经有点按奈不住激动了，他接着对福尔柯说，”要不把温度提到75摄氏度试试？”。福尔柯立刻调整了温度设置，让细菌培养皿中的温度缓慢提高了15摄氏度。“相似度居然还有77%，几乎没有下降啊！” 两位教授开始欢呼，他们知道他们的实验成功了。

细菌培养皿中存放着的是两条DNA链条，一条DNA来自痢疾杆菌，另一条来自大肠杆菌。布伦纳和福尔柯教授此次实验的目的，就是要测试这两条来自不同细菌的DNA是否能够重新组合成一条DNA双链结构。显然，他们得到了肯定的结论。那么两位分子生物学家为什么要做这个奇怪的实验呢？我们还要从了解“痢疾”开始。

得益于“某立停”产品的洗脑广告，我们对“痢疾”这个词应该并不陌生。但是“痢疾”这个名字究竟是什么意思呢？经过一番查证，我发现痢疾的“痢”字，在现代汉语中几乎没有其他用法。只要一出现，就是在“痢疾”这个词里。《康熙字典》对“痢疾”的“痢”字的解释很简单，两个字：“瀉也。” 就是腹泻的泄。也就是说，“痢”这个字是“拉肚子”的意思。《康熙字典》里还列举了多种类型“痢”，比如血痢，氣痢，居然还有“五色痢”，也就是五种颜色的腹泻。可见，中国古人跟“痢”这种疾病应该是打了不少的交道。

在西方，关于痢疾的记载同样久远。古希腊的希波克拉底最早使用希腊语中的“肠病”这个词，也就是肠子的疾病，来描述“痢疾”。希波克拉底对症状的描述是，粪便带血或含有粘液，并伴有精神紧张。这和我们今天对痢疾的临床定义已经没有太大的不同。按照现代临床医学的定义，痢疾症状的范围包括从轻度腹泻，到发烧、腹痛、痉挛、以及粪便带血和粘液。我们今天知道，导致痢疾的原因主要有两种，第一种是由痢疾杆菌引起的，我们也称“菌痢”，细菌的菌，痢疾的痢。另一种是由一种叫阿米巴原虫的寄生虫引起的。两种完全不同生物引起的痢疾都能造成类似的症状，但是阿米巴原虫主要在热带地区传播，“菌痢”的杀伤力和影响范围则大得多，与人类打交道的故事也更有意思，所以我们今天要探讨的主要是“菌痢”。下面我只要提到的痢疾，都特指“菌痢”。

痢疾是如何传播的呢？我们今天知道，痢疾是由痢疾杆菌导致的，而痢疾杆菌的传播方式是粪口传播。患有痢疾的病人排出的粪便中含有大量痢疾杆菌，被粪便污染的食物和水则将疾病传染给更多的人。痢疾杆菌比其他粪口传播细菌更加厉害的一点是，引起疾病所需的感染剂量非常低。科学家们通过实验发现，只要有 100 个痢疾杆菌个体就能感染一个成年人。而且，痢疾杆菌只对包括人在内的灵长类动物感兴趣，除了人和其他灵长类动物外，目前还没有发现其他已知的动物或环境宿主。

痢疾杆菌不仅对人类情有独钟，他们似乎还特别喜欢掺和到一项人类独有的活动中，那就是军事。我们都知道，所谓兵马未动粮草先行。如果因为生病而吃不好饭，那么就算粮草先行了也无济于事。因此，谈到痢疾与人类历史的交集，就不可以不提到它对军事史的影响。

从古希腊开始，一直到拿破仑战争和美国内战，痢疾和其他传染病对战斗人员造成了沉重的损失，而且往往比实际战斗造成更多的士兵伤亡。美国南北战争中，累计有超过 170 万名腹泻和痢疾患者被送往野战医疗设施和医院，发病率高达每年每 1,000 人 741.2 例。战争中每 4 个死亡中就有超过 1 人死于腹泻和痢疾。战俘营中的痢疾尤其严重。位于佐治亚州臭名昭著的南方军战俘监狱，至少记录了16,772例腹泻和痢疾病例，其中4,529人死亡，占总死亡人数的一半还多。

痢疾也是第一次世界大战中最重要的疾病之一，因为第一次世界大战的堑壕战的恶劣卫生条件特别有利于痢疾等传染病通过受污染的食物或水传播。痢疾通常被认为是著名的加里波利战役失败的主要原因。这里多说两句加里波利战役，在这次战役中，协约国，也就是英国和法国一方，先后投入50万士兵远渡重洋登陆加里波利半岛，目标是占领奥斯曼土耳其帝国的的首都伊斯坦布尔，是当时世界上规模最大的海上登陆作战，但最终因伤亡惨重，战役失败。在战役中后期从加里波利半岛撤离的 12万名协约国伤亡者中有许多是由于痢疾导致的。英国一家医院的细菌学家在报告里写道：“自 1915 年 8 月中旬以来，医院从战场收治了相当多的病例，这些病例都具有近期的急性病史，病患频繁排出血液和粘液，具有典型的痢疾症状。”

在第二次世界大战期间，痢疾作为战斗中的决定性因素的最著名的例子，是英国陆军在 1942 年阿拉曼战役中击败了德国陆军元帅隆美尔的非洲军团。这次战役与斯大林格勒战役保卫战，中途岛海战一并被认为是第二次世界大战的三大转折点。阿拉曼战役中，40% 到 50% 的意大利和德国部队受到痢疾的影响。英国方面，他们通过积极应用现代公共卫生原则，确保了战斗部队的身体健康。战后有评论称，虽然英国人说是他们的第八集团军获胜了，但隆美尔却只承认这是痢疾的胜利。

难怪在一本出版于1935年，名叫《老鼠，跳蚤和历史》的书里作者写到“斑疹，伤寒及其兄弟姐妹——瘟疫、霍乱、伤寒、痢疾——所决定的战役比凯撒、汉尼拔、拿破仑和历史上所有的将领都要多。”

就在最近的两次波斯湾战争中，尽管对食物和水源进行了严格控制，胃肠道疾病和痢疾杆菌仍然是美军战斗力受损的常见原因。

既然痢疾杆菌早就活跃在人类历史的舞台上，那么我们是怎么解开它的面纱的呢？

现在普遍认为，日本医师志贺清在 1898 年的日本发现了痢疾杆菌。现在痢疾杆菌的这个属，就是以志贺清的名字命名的，所以痢疾杆菌也叫志贺菌。

痢疾在 19 世纪后期在日本很常见，1897 年爆发时死亡率为高达25%，造成 22,000 多人死亡，特别是免疫力较低的老人和孩子。志贺清本人称痢疾“是儿童最可怕的疾病”。正是在这次疫情期间，志贺氏从 34 名患者的粪便和两名死后患者的肠壁中分离出了相同的杆菌。在当时的研究条件下，从粪便中分离肠道病原体是一项壮举。

1950年，国际微生物学家协会大会建议将志贺菌这个名称用作痢疾杆菌生物群的通用名称。

其实在当时，非常有机会距离发现痢疾杆菌的还有另一位德国医的学家，埃舍里希，他是大肠杆菌的发现者。埃舍里希当时也正在寻找导致痢疾的病原体，而且可能已经在几种培养物中分离出了痢疾杆菌，但由于他的错误判断，这些分离出的痢疾杆菌被错误的丢弃了。如果他的运气好一些，可能现在痢疾杆菌就应该叫埃舍里希菌，而不是志贺菌了。

与发现重要疾病的致病菌这一荣誉失之交臂，的确是一个遗憾。但是随着对痢疾杆菌和大肠杆菌认知的深入，人们发现，这两种细菌之间的隐秘的联系，也许不是有可能被同一位科学家发现那么简单。

1953 年，斯坦福大学的科学家首次发现，在大肠杆菌的基因中，存在来自其他细菌的遗传物质。1957年，伊利诺伊大学的科学家进一步观察到，大肠杆菌作为遗传物质提供方，痢疾杆菌作为接收方，两种细菌进行基因交换的证据。自那以后，科学家已经有足够的证据证明，大肠杆菌和痢疾杆菌有着密切的进化关系。

解开大肠杆菌和志贺氏菌相关性的下一个关键研究，来自开头提到的华盛顿特区沃尔特里德陆军研究所和乔治城大学的布伦纳教授和福尔柯教授。他们通过测量来自不同物种的能量 DNA之间的再结合的能力，来量化评估两个物种之间在进化上的密切程度。正如开篇所提到的，这种方法的基本原理是，在把双联结构的DNA拆开后，把细菌A的第一根链与细菌B的第二根链结合，如果这两条来自不同生物体的 DNA 能够形成稳定的 DNA 双链体，那么说明这两种细菌具有很高的遗传相关性。根据实验结果，大肠杆菌和痢疾杆菌之间DNA稳定性在60摄氏度的条件下高达86%，这与两条大肠杆菌DNA的稳定性已经几乎没有差异。而一般的跨种DNA稳定性则低于40%。

这个实验用实实在在的证据证实了两种细菌很有可能系出同门。

那么，痢疾杆菌是如何从大肠杆菌大家族中进化成今天的痢疾杆菌呢？我们知道，大肠杆菌是动物肠道中的正常寄居菌，其中只有很小一部分在一定条件下引起疾病。而痢疾则是让人谈之色变的传染病。是什么让痢疾杆菌从“合法居民”堕落成了“刁民”？

熟悉进化论的朋友应该能想到一个答案，这应该是细菌在繁殖过程中，上一代细菌的DNA在遗传给下一代细菌时产生的突变。这个答案如果是放在其他生物上，比如我们人类身上就是正确答案，但是如果放在细菌上，其实只答对了一半。细菌除了可以从上一代获得遗传物质以外，居然还可以从周围的环境，比如周围的其他细菌获得遗传物质。前者被科学家们称为DNA的纵向转移，后者则称为DNA的水平转移。

DNA水平转移的方式主要有三种，首先，细菌可以直接从从周围环境中捕获散落的DNA物质，使之成为自己DNA的一部分。另外，细菌还可以与周围的细菌建立交流渠道，获取“兄弟”细菌的DNA。最神奇的是，细菌甚至可以从入侵细菌的病毒体内获得病毒的DNA。这种DNA水平转移，就有一点儿像，我知道我成绩不好，于是从学霸同桌的大脑里获取了聪明的基因一样。这种获得遗传物质的方式对于我们人类这样的高等生物来说是很难可想象的，但是细菌却可以做到。正是通过这种神奇的DNA水平转移，加上DNA突变，造就了今天我们看到的痢疾杆菌。对痢疾杆菌基因组的分析发现，从原始的非致病性大肠杆菌进化到今天能够导致严重疾病的痢疾杆菌，就是因为原始痢疾杆菌从外界获得了一种叫pINV的质粒，质粒是细菌内部遗传物质的一种。这种质粒决定了痢疾杆菌的致病能力。进一步研究发现，仅获得该质粒并不足以使非致病性大肠杆菌产生同样的致病性。除毒力因子的获得外，痢疾杆菌毒力的进化还依赖于一系列适应性DNA突变，即突然缺失部分原有基因，进而让毒力因子充分表达。研究认为，在非致病性大肠杆菌向痢疾杆菌进化的过程中，至少发生过3次适应性突变，包括ompT基因的缺失、cadA基因的缺失以及Curli位点的失活。这3个基因在非致病性大肠杆菌中普遍存在，而在痢疾杆菌中则缺失或失活。这一系列的变化，最终使得痢疾杆菌从大肠杆菌家族中脱胎，走向了成为致命传染病菌的不归路。

这样的演化经历了多长时间呢？2000 年澳大利亚悉尼大学的科学家基于 DNA 序列分析提出，痢疾杆菌不是简单地从大肠杆菌进化为而来的，而是在漫长的 35,000 至 270,000 年间，分为多达七个步骤逐渐演化而来。

随着科学家对痢疾杆菌和大肠杆菌在基因层面的认识不断深入，他们意识到原有的细菌的分类可能是不准确的。科学家们发现，痢疾杆菌和大肠杆菌下属的一些子类别之间的亲缘属性，甚至比他们与其他痢疾杆菌和大肠杆菌的亲缘属性更近。这就像是说，假设老张家有五个孩子，老李家有五个孩子，本来是两个家庭，结果科学家研究了他们的基因后发现，张家老三和李家老四的基因非常相似，相似到比他们与其他所有兄弟姐妹都更接近，因此按照基因相似度，他们俩应该被划分到第三个家庭，而不是各自分属张家和李家。可见，痢疾杆菌和大肠杆菌之间的关系可谓是错综复杂。有科学家称这是一个“令人烦恼的分类问题”。随着科学技术的进步，科学家们一定会得到更多的信息，他们也许会更加烦恼，但是我们一定会更接近真相。

到这里，关于痢疾杆菌的前世今生到最新的发现也就介绍完了。我们一起回顾了在对痢疾的认识上，科学认知不断更新的过程。当科学水平不高的时候，人们只能从症状进行观察，把大多数能导致“拉肚子”的疾病都统称‘痢疾’。随着科学技术的发展，特别是微生物的认识，科学家们发现有不同的细菌、寄生虫都可能导致“拉肚子”，因而能够对不同病原体导致的疾病进行区分，例如大肠杆菌，痢疾杆菌等。随着科学进入到分子时代，科学家们又发现，有些看上去是不同种类的细菌，却在DNA层面更接近，原来的分类可能是错误的。我深深地体会到，科学精神的本质是谦逊的。哪怕是经过验证的结论，一旦出现强有力的反驳证据，那么科学家们就要展开质疑。虽然我们不是科学家，但是我们可以尽力向这种虚怀若谷且一丝不苟的科学精神看齐，随时准备好接受新的证据，检视原有的观点。科学就是在这样的质疑，求证，再质疑再求证中，步伐缓慢但是一步一步把我们人类从蒙昧带入光明。