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基因技術的出現，打破了天然物種屏障。當感染豬的病毒可以感染人類，當基因可以以“超級快的速度”在各種細菌物種之間跳轉，各種新型的細菌就出現了
《國際先驅導報》記者金微 特約撰稿陳一文發自北京 這是一個極具迷惑性的殺手，它披著大腸桿菌的“無害”外衣，卻在德國使3000多人染病，因它死亡者接近40人。
以至于人們不自覺地就會將大腸桿菌和死亡聯系起來。
這種致命的大腸桿菌
事實上，大腸桿菌在每種哺乳動物體內都存在，也是人類腸道菌群的正常組成部分。這種桿菌會在嬰兒出生之后，隨著哺乳進入人體的腸道中，而后，與人如影隨形，相伴一生。
世衛組織資料顯示，大腸桿菌通常是無害的。正常情況下，絕大多數大腸桿菌都非常安分守己，它們不但不會給我們的身體健康帶來任何危害，反而還能競爭性抵御致病菌的進攻，與人體互利共生。
雖然絕大多數大腸桿菌與我們和平相處，但仍有一些特殊的大腸桿菌能致病，嚴重時會危及生命，腸出血性大腸桿菌就屬于大腸桿菌中頗具“攻擊性”的一類。腸出血性大腸桿菌是大腸桿菌的一個亞型，主要致病菌株為O157∶H7，可引起感染性腹瀉，因能引起人類的出血性腸炎而得名。
中國和德國研究人員聯合研究證實，這次導致德國疫情的O104∶H4型大腸桿菌是血清型O104大腸桿菌與另一種大腸桿菌基因組合而成的新型腸出血性大腸桿菌。
新型的O104大腸桿菌會導致出血和嚴重的腹部絞痛，更為嚴重的病例中還會出現溶血-尿毒癥綜合征，破壞人體的血液細胞和腎臟。
中國醫科大學附屬盛京醫院感染科副主任張琳介紹，這種腸出血性大腸桿菌進入人體后，會產生大量志賀樣毒素，志賀樣毒素是一種蛋白質毒素，有較強的致病性，能導致腹瀉、出血性結腸炎和溶血性尿毒綜合征。
英國社會科學協會主任、基因專家侯美婉在接受《國際先驅導報》采訪時解釋說，志賀氏菌痢疾桿菌中的志賀氏毒素基因，由噬菌體攜帶，將其插入了大腸桿菌染色體。
因此，這種新型的大腸桿菌可以說是具有雙重毒性。
更為致命的是，這種新型大腸桿菌具有耐藥性基因，研究人員已經發現，它至少對8種抗生素可能產生耐藥性。
在各種細菌間跳轉
這種耐藥性的大腸桿菌，很容易讓人聯想起去年在印度、巴基斯坦一些國家爆發的“NDM-1超級細菌”，這種細菌也具有極強的耐藥性。
這些細菌的出現，讓學界有一個普遍觀點，細菌正在不斷進化和成熟，它們表現出了較強的耐藥性則是多年來人們濫用抗生素的結果，無論大病小病都喜歡打抗生素，導致細菌在生存壓力下產生耐藥性。
以青霉素為例，本來，人類利用青霉素等抗生素是為了抑制有害細菌繁殖，不料物極必反，在大量抗生素誘導下，細菌發生了進化，產生了明顯的抗藥性，繼續與人類為敵。
不過，在侯美婉看來，超級菌或新病原體的產生不能單純地歸結為抗生素的大量使用和濫用，她說：“有確鑿的證據說明，基因水平轉移是造成抗生素抗性迅速傳播和毒性病原菌出現的原因。”
所謂基因水平轉移，是指同種或不同種的生物個體之間的基因轉移，往往需要通過病毒或其他作為基因攜帶者的傳染因子，或者載體。當這些平移的基因通過這些載體進入細胞，就會同細胞中存在的其他基因發生重組，這些基因可能是細胞本身的，也可能是傳染因子攜帶的，重組的結果即產生能致病的新組合。
去年，在印度、巴基斯坦及歐洲一些國家出現的“NDM-1超級細菌”，NDM-1基因中只有兩類細菌寄居——大腸桿菌和克雷白氏肺炎菌。醫學界當時擔心，該基因會轉移到另外的細菌中，這使得抗生素的耐藥性將快速傳播。
擔心已成真，5月7日，《印度時報》根據對第一個報告NDM-1存在的、來自卡迪夫大學的英國科學家的訪問發表了一篇文章，稱科學家們發現，NDM-1基因一直以“超級快的速度”在各種細菌物種之間跳轉，它擁有“毫不費力在各種物種之間跳轉的特殊能力。”雖然在2006年最初探測到這種基因時，只在大腸桿菌中發現了它，但是現在科學家已經在20多種不同的細菌物種中發現了NDM-1。
“跨界傳播”風險重重
侯美婉指出，一種細菌的基因，得以轉移到另外一種細菌上，很大程度是從35年前基因工程技術運用以來加速的，“因為基因技術不斷地促進基因平移和重組，導致新的病原體和耐藥性的病菌產生。”
基因工程與基因平移有何聯系？生物的正常繁殖是基因由親本向子代垂直轉移，但基因工程作為一種設計出來用于在物種之間進行基因水平轉移的技術，而不是靠生物的雜交。
轉基因技術的設計旨在打破物種屏障，不斷地打破物種防御機制，這種防御機制在正常情況下可以造成外源基因降解或失活。天然載體則受到物種屏障的限制，比如說，豬的病毒不能侵染人，番茄病毒不能侵染花椰菜等。
但是，基因工程構建的人工載體，由于經過一定的設計，卻能打破所有的物種屏障。遺傳學家使用著人工載體往往由病毒和其他致病（包括癌癥）的感染因子構成，能傳播毒性基因和抗生素基因等。如大腸桿菌質粒載體和噬菌體載體就常常用于轉基因技術中。
“由于大腸桿菌在基因工程中廣泛使用，許多新的基因和基因組合被創造和放大，并在大腸桿菌中傳播。” 候美婉說，德國爆發大腸桿菌的菌株就是通過基因平移而獲得了多種抗生素耐藥基因，使其對至少8種抗生素產生耐藥性。
針對有德國機構稱新型大腸桿菌系生化武器說法，候美婉并不這么認為，他認為這不是有意制造出來的，“但是，基因工程比有意創造的武器更為危險的多，因為釋放到環境中的轉基因DNA與RNA被細菌吸引住，與細菌的DNA與RNA交換從而創造了新的病原體。”
而業內人士認為，這才是最危險的。因為基因平移使得各個生物圈、生物界的物種同微生物群體連接起來，使得新型的病原細菌被激活并可以跨越動物植物界。
中國機構破解新病菌基因序列
“本來是歐洲的危機，但中國卻幫了大忙。世界發現，至少在一些重要領域，中國的科研機構不僅是有力的輔助者，還可以成為領軍者。”
《國際先驅導報》記者王攀、吳濤發自廣州 回憶起一個月前接到的那通電話，覃俊杰說，來自7000公里之外的求救信息當時讓他感到有些緊張。
他是中國生物信息學博士、華大基因研究院微生物基因組中心副主任。
5月下旬，在被神秘的超級大腸桿菌困擾了足足三個星期后，德國漢堡大學醫學院決定向位于中國經濟特區深圳的華大基因研究院求援，希望他們盡快完成該致病性大腸桿菌的DNA測序工作，從而幫助醫學人員了解菌種的變異信息，以尋找病根。該疫情當時已經在歐洲范圍內導致18人死亡，但醫學人員束手無策。
戲劇性的合作
德國科研機構想到求助華大，也很有戲劇性。據《中國青年報》透露，當時，參與此次研究的德國漢堡－埃彭多夫大學醫學院教授羅德正在為突如其來的疫情忙得焦頭爛額時，他在餐廳里遇到了剛剛出差歸來的中國博士后研究生楊亮。他給導師出了個主意：聯系中國華大基因研究院做基因組測序，這家研究機構不僅是全球最大的基因排序和研究中心，而且剛剛上馬了最新的測序平臺。
“這么緊急的任務對我而言還是第一次。這就像一場戰斗，速度是最重要的。”覃俊杰告訴記者。
“每個人都把這件事情作為第一優先級，常常會熬夜研究到第二天早上。”一位參與研究的人員介紹說，“這件事情很重要，一刻也不能耽擱。”
3天之后，覃俊杰所在的4人團隊通過互聯網向全球公布，德國暴發的腸出血性大腸桿菌重大疫情是由一種“新型的、具有超級毒性的大腸桿菌”引起的，他們也因此在眾多正在進行同類研究的機構中脫穎而出，成為世界上第一個取得研究成果并把基因序列公布在網上的科研團隊。
隨后，他們不斷更新科研成果，并在第一時間向全球發布全部數據信息。6月7日，在公布了第三版的含有最新測序數據的大腸桿菌基因組完成圖譜后，該研究院說，他們與其合作研究小組已研制出該大腸桿菌的診斷試劑盒，并向全球無償提供。
主動公開數據
人們除了登錄華大基因網站下載數據外，還可以通過Twitter、Facebook獲得必須的信息。華大基因新聞發言人楊碧澄說，第三版數據發布三天后，數據庫已經記錄到全球范圍內的600多次登錄和下載，而此前公布的病毒檢測方案在一天時間內就被點擊上千次，“這創下了迄今為止我們發布的數據在這么短的時間內被點擊及下載的記錄。”
負責華大基因國際合作聯絡工作的英國人斯哥特·埃德蒙說，這種及時公布數據的做法可以算作一個創舉：“一般情況下，研究機構和科學家偏愛對公布原始數據采取保守態度，但我們愿意讓世界盡快分享到我們的成果。這就好比將困難的科研工作變成了開放式的廣場活動，而且每個人都可以在這個廣場上留言。這種科學上的互動是史無前例的。”
而所有的一切，都是免費的。
“本來是歐洲的危機，但中國卻幫了大忙。世界發現，至少在一些重要領域，中國的科研機構不僅是有力的輔助者，還可以成為領軍者。”斯哥特說。
覃俊杰說，在他看來，人們完全可以基于中國在基因測序領域強大的數據提供能力，為全球每一次重大突發疫情中發現的未知病毒和病菌建立詳盡的基因圖譜數據庫，從而為病情診斷、疫情監測和污染源調查提供支持，這類數據庫的建立將是全球生物學前沿研究的重大進展。
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