可以快速读取细菌DNA序列的新技术可以用来研究单个细菌的移动方式，它们如何影响我们的健康，以及我们如何将它们对抗生素产生耐药性的风险降到最低。克里斯·史密斯采访了阿贡国家实验室的杰克·吉尔伯特
来发现如何…
杰克-你每分钟都会向你周围的环境释放大约1500万个细菌细胞。这1500万个细胞主要由与皮肤有关的细菌组成，但它们也来自你的鼻子和嘴巴，有趣的是，它们甚至来自你的胃肠道系统，通过你的裤子，到达你所坐的座位上。所以，你走到哪里都要留下你的签名。这些细菌落在表面，大多数死亡，但其中一些进入休眠状态或增殖，然后它们可以从你传染给另一个人。
克里斯:这意味着如果我们在医院里，另一个人来到医院的那个地方，那里曾经有人携带某种细菌，因此，他们有可能感染这些细菌。
杰克-没错，我们认为这是传播的主要因素。有一种假设认为这只是人与人之间的接触。所以，当你去握手或者拥抱，或者医生过来和你说话，拍拍你的肩膀，这就是传播的来源。有一种因素认为它只存在于空气中，即细菌生活在小生物气溶胶上，这些空气中的小颗粒，你吸入它们，这就是你感染的原因。有些人认为细菌生活在表面上。在别人接触过那个表面之后，你再去触摸它，你就会感染那个细菌。但实际上有成千上万或数十万种细菌与让你生病的有害细菌生活在一起。我们不知道它们在促进或抑制这些病原体的传播中起什么作用。
克里斯-所以，有好人，也有坏人。好人可能会阻止你抓住坏人，然后他们也会对你的身体做其他事情来保持你的健康。什么是我们根本不知道的?我们怎样才能找到这些问题的答案?
杰克:直到最近，比如说，10年，我们才有了技术，使我们能够快速、充分地描述这些环境和社区。所以，我们只是触及了表面。在人体中，有1000亿个细菌细胞，我们花了5年时间对它们进行了广泛的分类。但是没有太多的好处，我们仍然在制作一个目录，一个生活在我们体内的细菌的购物清单，以及它们的作用。我们发现了一些非同寻常的东西。它们影响我们的行为。它们影响我们的情绪。它们可以确定你是抑郁还是焦虑。它们也会影响我们的疾病状态，例如，如果你的肠道和口腔中有健康的细菌群落，那么就可以防止你受到致病性感染。它们必须增加或减少你体内的代谢时钟。 So jetlag, we can potentially cure by putting the right types of bacteria back inside your gut.
克里斯:我们如何利用这种理解来确保我们不会产生抗菌素耐药性，或者减轻我们已经有的耐药性?
杰克:这是一个非常复杂的问题，这正是我们今天在这里试图揭开的。我们如何设计最好的实验，这样我们就能准确地确定为什么某些细菌群落会影响这个过程。我们面临的一个基本问题是，我们不知道外面有哪些细菌，以及它们是如何相互作用的。因此，通过定义这些联系，了解细菌如何每天相互交流，发现它们如何交流以及它们如何对这种交流做出反应，可能会改变我们对疾病感染的看法。尤其是抗菌素耐药性，因为当这些细菌相互交流时，它们会在彼此之间传播这种耐药性。所以，我们需要从根本上理解这一点。我们认为，医院环境“可能”是-我强调“可能”-可能是抗菌素耐药性的储存库。
克里斯:那么，我们该如何回答这些问题呢?我们现在有什么工具来做这项研究而在过去的10年里我们没有?
杰克:我们已经从根本上提高了对这些生物体的基因组进行测序的能力。就像人类基因组计划一样，我们现在可以花300美元对细菌基因组进行测序，这些数据流帮助我们提出问题——以前，我们只能分析20或30名患者，现在，我们可以分析20或3万名患者。这种能力改变了我们进行统计分析的能力。任何科学家都会告诉你，如果统计数据站不住脚，那就不是真的。所以，我们需要这种力量。我们需要这么多的观测值才能真正得到统计的完整性。
所以，你可以用DNA技术来探测这些细菌是什么，我想这将是一个好消息，因为并不是所有的细菌都能在我们之前尝试在培养皿中培养的地方生长。我们会漏掉一些，所以这可能也是一个因素。
杰克:所以，这正是一些生物体在实验室里生长得很好的想法，这也是我们一直在研究的。但有间接证据表明，我们遇到的许多疾病，我们不知道是什么细菌或什么病毒导致了这些疾病。所以，这些针对细菌的分析原位有了测序技术，我们可以识别出当一个人患病时总是存在的细菌，当多人患病时总是存在的细菌。它帮助我们识别新的疾病。
它还能帮助我们确定谁可能有患病的风险吗?
杰克:这个概念是，你体内的细菌群落经历了我们所说的生态失调。它们不再与我们共生。当这种共生关系破裂时，我们就会受到各种各样的伤害。不同的病原体可以感染我们。我们的肠道代谢状态可以改变。我们的肝脏状况会改变。这对我们在医院的健康和幸福有着严重的影响。
芝加哥阿贡国家实验室的克里斯·杰克·吉尔伯特也感谢外交部的杰克·韦斯特伍德。他在芝加哥的科学与创新网络工作。他邀请我们参加那次会议。
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