这周的主要内容是:细菌是如何给癌细胞充电的，幽灵渔网是如何给我们的海洋带来废物的，以及在地下捕获碳是否能成为我们实现零排放目标的关键?
在这一集里
细菌使癌症更具移动性
斯科特·弗布里奇，弗吉尼亚理工大学
当DNA被破坏时，细胞开始无视调节其行为的正常控制，癌症就发生了。但近年来，科学家们发现，肿瘤细胞可能有同伙，使它们更恶性，更容易扩散，甚至可能对化疗药物产生抗药性。这些帮凶就是细菌，包括通常在人类口腔中携带的细菌。它们已经在一系列癌症中被发现，但尚不清楚它们的存在是否仅仅是因为癌细胞异常并抓住了一些无害的细菌，还是微生物在疾病过程中发挥了积极作用。现在，弗吉尼亚理工大学的斯科特·弗布里奇已经能够证明，当这些细菌存在时，肿瘤细胞的行为会发生变化——生长和移动得更活跃。不仅如此，它们还可以改变邻近癌细胞的行为，即使癌细胞内没有任何细菌。他采访了克里斯·史密斯。
斯科特:基本上每个人的嘴里都有这种细菌，大约十年前人们就知道这种细菌存在于结直肠癌中。因此，在肠道癌症中，它们似乎存在于对患者更糟糕的肿瘤中。最近，我们开始发现实际上在各种肿瘤中都存在细菌。所以不仅在肠道内，而且在肠道外。在乳腺癌，肺癌，胰腺癌中，我们发现这些细菌确实存在于许多不同类型的癌症中，我们曾经认为这些组织应该是无菌的。所以我们的目标是了解这种特殊的微生物可能在做什么，这在不同的肿瘤类型中是一致的。
克里斯，我想这里有两个问题，这是因果关系吗，这些细菌在那里是因为那里有癌症，它只是不正常，所以它把它们带走了吗?或者是它们导致了癌症的行为方式?它们在癌症的发展中起作用了吗?因为癌症就是这样，不是吗?它们扩散，然后扩散，侵入其他器官，以及细菌在其中发挥或不发挥何种作用。
斯科特:是的，完全正确，这是一个很好的表达问题的方式。你知道，很多早期的工作只是表明这些细菌存在于肿瘤组织中，并显示出相关性。结直肠癌中这些微生物越多的人预后就越差。但正如你所指出的，这并不能说明是细菌导致了癌症的侵袭。这可能只是因为更具侵略性的癌症是细菌的更好宿主，有理由认为这些细菌实际上喜欢生活在肿瘤内部。这些细菌被称为厌氧菌。这意味着它们喜欢生活在一个没有氧气的环境中，这往往是癌症生长过程中的一个特征，它们会耗尽氧气，变成厌氧。所以我们有理由认为这些细菌在肿瘤中表现良好。所以，是的，我们对分离相关性和因果关系很感兴趣。如果我们把细菌放进去，它们真的会让肿瘤更具攻击性吗?
细菌是在细胞内，细胞上，细胞旁边吗?这是什么关系?
斯科特-可能以上都有。但这些微生物的一个有趣的特征是它们确实能进入宿主细胞。这真的很有趣，因为其中一项观察让我们对结肠直肠癌细胞产生了疑问，它是细胞间梭杆菌的宿主。这些细胞实际上是在肝转移瘤中发现的。细菌不仅能够进入癌细胞，而且能够在这些细胞内存活足够长的时间，从结肠的原发性肿瘤扩散到远处的肝脏肿瘤。这就是我们面临的主要问题。这些细菌是随波逐流还是实际上是在积极推动迁移过程?
克里斯-你是怎么测试的?
斯科特:我们直接感染肿瘤细胞，然后测量它们的迁移能力。我们可以实时观察它们是如何移动的，无论有没有细菌。
克里斯-这有什么区别吗?
斯科特:所以当我们感染癌细胞时，它们更具移动性。它们移动得更快，它们只是在运动中更活跃。它们的繁殖能力也更强。它们往往分裂得很快，而且分裂的速度对于含有这些微生物的胰腺癌细胞来说更快。除此之外，我们还展示了靠近被感染细胞的细胞也有同样的效果。所以我们在这项工作中发现实际上是被感染的细胞积极地分泌蛋白质加速了被感染细胞和邻近细胞的增殖和迁移运动。
Chris -所以一个细胞携带了一些细菌乘客，一些免费的人，以某种方式操纵被感染的细胞，但使它喂养所有的邻居。因此，它们都得到了增长的提振。
斯科特:完全正确。所以这里有一种内置的扩增你可能不需要感染肿瘤中所有的细胞。你可能在远处有一种作用感染细胞刺激邻近细胞的生长
克里斯:如果细菌可以发挥这种作用，你是否确定了哪些因素在起作用，因此如果你阻断了这些因素，这种作用会消失吗?
Scott:我们目前所做的关于阻断的研究是为了了解癌细胞膜上的物理结构，细菌似乎与细胞膜结合在一起。这些细菌喜欢附着在一种糖上，这种糖在癌细胞中往往被过度调节或上调。细菌细胞在它们自己的膜上有一个分子，使它们能够固定在癌细胞膜上的糖上。当我们继续干预这个锚定过程时，我们可以首先阻止细菌的入侵。到目前为止，我们已经掌握了干扰这个过程的方法。
Chris:在很多人的脑海中，最重要的问题可能是我们有杀死细菌的药物。所以如果我们给癌症患者大剂量的抗生素，你会推测这可能对癌症的进展速度有减缓作用吗?
斯科特:当然有可能，这也是我们正在考虑的事情。有一些非常棒的动物实验和结肠直肠癌实验表明你可以通过使用抗生素来摧毁这些细菌来改善患结肠直肠癌的老鼠的治疗效果。挑战在于，还有一整个领域的工作都在研究你体内的微生物群，这些微生物群如何影响你对癌症治疗的反应。其中一些证据似乎表明，其中一些微生物实际上有助于治疗反应。因此，有一些研究表明，广谱抗生素可以消灭一切，实际上会降低化疗或免疫疗法的疗效。所以这不是简单的，你知道，我们想要摆脱我们体内所有的虫子因为很多虫子真的很有帮助。所以我们正在想办法以更有针对性的方式来做这件事。我们可以只治疗一个物种还是只治疗局部组织。所以只要除掉胰腺组织里的细菌，而不是全身注射。这些都是我们要解决的重要的治疗问题。
将二氧化碳封存在地下
安迪·伍兹，剑桥大学
虽然首先通过减少我们释放到大气中的二氧化碳量来应对气候变化的重要性是至关重要的，但捕获气体并将其储存在不会加剧全球变暖严重程度的地方可能是解决方案的重要组成部分。
你经常会听到公司吹嘘他们种植了多少棵树来抵消他们的碳足迹，但另一种从大气中去除二氧化碳的方法是将其储存在地下深处。本周，英国皇家学会就这一领域发布了一份政策简报:海上碳储存井。这份题为《封存——地质碳储存》的报告详细介绍了将二氧化碳永久储存在深盐水含水层或枯竭的海上石油和天然气储备中的可行性。剑桥大学地球科学系的安迪·伍兹是该报告工作小组的主席，他将向我们讲述真相。
安迪:能源系统的某些部分很难脱碳，尤其是在工业领域。因此，在水泥制造、化肥制造、钢铁制造中，在制造这些产品的过程中会产生大量的碳排放。所以一个解决方案是在生产这些产品的过程中捕获碳。然后，这些碳可以被压缩和泵送，然后储存在近海的深盐水含水层中。目前有几个项目正在开发中。在英国，有一个净零排放的提赛德项目，该项目计划捕获一系列的碳源，将它们泵到海上，并将它们储存在北海海底以下1.5公里的一个水库中。
詹姆斯:你能说得更详细一点吗?地质碳储存是什么样子的?它是如何工作的?
这些二氧化碳流，被压缩后变成了密度很高的高压液体密度接近水的密度，但比水的密度小一点。它被注入海床下一到两公里处的砂岩层。通常情况下，地质地层并不是完全水平的，但它会有高点和低点。如果你能找到一个可以封存二氧化碳的区域，如果你把二氧化碳放进去，它就会漂浮在这个砂岩层的水面上。你要找的是有页岩或其他低渗透性，低导电性岩石的地方，它们会把二氧化碳储存起来。这就是所谓的结构俘获。然后，随着时间的推移，二氧化碳溶解在盐水层的水中，所以它会逐渐溶解在水中，这将增加储存的完整性。
詹姆斯:你之前提到了几个正在进行的项目。那么发表这份报告的目的是什么呢?英国是否能够将自己定位为地质碳储存的真正参与者?
安迪:所以我们想做的实际上是关注“碳捕获和储存”的存储方面，看看技术和工程方面的挑战，以及推动这项技术向前发展所需的科学，同时也要确定这在能源转型中所占的比重有多大。因此，政府间气候变化专门委员会预测，到本世纪末，我们将需要储存大约300到1000亿吨的碳。作为参考，如果你看一个零能耗系统，国际能源机构有一个模型关于2050年零能耗系统的样子。这将包括每年储存大约七八亿吨的碳。这大约是我们今天产生的总排放量的20%。所以这是碳排放总量的很大一部分。
安迪:这就要求我们的碳储存潜力从现在的每年4000万吨增加到现在的每年七八十亿吨。这是200倍的倍数。因此，这份报告的目的是向政策制定者强调，这种碳储存的巨大潜力，作为能源转型的重要组成部分，同时也提醒他们，需要真正扩大投资和监管，以及政策框架，以加速我们对碳储存的实施。对英国来说，这可能是一个主要的增长来源和一个重要的新产业，我们可以发展具有巨大潜力的出口技术和技术解决方案，以及储存大量我们自己的碳排放。
有多少渔具在海上丢失?
丹尼斯·哈德斯蒂，CSIRO
这个星球上估计有六千万渔民。为了完成他们的工作，他们在船之间和河流上使用网，配备了数千个钩子的长线，在海底拖着的拖网，用于水产养殖的围栏，当然还有老式的龙虾和螃蟹笼。它们加起来养活了30多亿人。但在这个过程中，大量的渔具被扔到海里，对环境造成了巨大的影响。澳大利亚的丹尼斯•哈德斯蒂(Denise Hardesty)现在已经计算出了这些损失的规模，几乎肯定会让你瞠目。下面是她对克里斯·史密斯的采访。
丹尼斯:所以我们开始调查有多少渔具被丢进了海洋。所以我们走出去，与世界上七个国家的渔民交谈，使用了许多不同类型的装备。所以我们询问了渔民，他们用鱼线捕鱼，像长长的鱼线和不同类型的拖网或渔网，它们被设计成以这种方式捕捉你的鱼。还有锅和陷阱。所以我们真的跨越了世界商业渔业的全部广度和深度
是度规。然后你问他们，你一年买多少装备?你假设他们买的东西是用来弥补损失的。
丹妮丝:这不是问渔民“你每年买多少渔具?”’然后减去损失的金额。因为我们采访的许多渔民，他们并不是公司的老板，而公司是做这些决定的。我们的做法是问渔民:“你们在海上待多久?”有多少装备丢失了?它经常丢失吗?什么时候，为什么，在哪里?在什么情况下你会丢失渔具?然后，我们将其与来自独立数据集的关于一年中捕捞量的信息相结合。这使我们能够将这两种不同类型的信息匹配或结合在一起，从而估算出有多少渔具流失到全球海洋中
克里斯:多少钱?
丹尼斯-所以对于一个主要的渔业来说，一年大约有74万公里的钓鱼线丢失。有了它，我们的140亿个钩子。如果你想客观地看待这个问题，那就是绕地球超过18圈，或者从地球到月球再回来。我们还估计大约有3000平方公里的刺网，75000平方公里的另一种网叫做Purse Seine网。每年都有超过两千五百万罐的陷阱。
当然，其中很多都是人造塑料和聚合物，不是吗?所以它们会加剧全球海洋塑料问题，但它们不会去任何地方。它们大概会聚集在海里的某个地方。
丹尼斯-所以他们会不分青红皂白地捕鱼。我们称之为幽灵网。当它们放弃或失去商业渔网或其他渔网时，它们就会在海上消失，因为它们只是继续不加选择地捕鱼。这意味着他们在捕鱼，他们在捕捞海龟、鲸鱼和海豚，你知道，其他海洋哺乳动物在生物多样性影响方面付出了很大的代价，同时对全球渔业和全球粮食安全产生了相当大的潜在影响。因为如果我们捕获这些鱼，它们死在渔网里，但它们没有进入人们的餐盘，那么我们实际上不仅不能利用蛋白质的好处，而且不能利用捕鱼带来的经济效益。
克里斯:你说的这些数字让我很困惑。这是相当可怕的，因为有这么多。我们是否真的有证据表明，正如你所说的那样，这种积累正在对物种产生连锁反应?
丹尼斯:嗯，我们从之前对澳大利亚某一特定地区的幽灵渔网的研究中了解到的一件事是，我们估计在那个特定地区，每年大约有1万只海龟被渔网杀死或捕获。因此，我们确实有来自这项研究的证据，也有来自世界各地其他研究人员的其他独立研究机构的证据，这些研究都强调了特定小领域的特定问题。我们现在所做的就是展示全球范围内的损失情况。你知道，你说这真的很棘手，当我们想到它时，每年有2500万个罐子和陷阱。每年有140亿个钩子。所以你知道，它在海洋中积累，也在敏感的珊瑚礁床上聚集。它被冲上岸，破坏了敏感的海洋和沿海生态系统以及红树林等栖息地。它正在窒息我们的珊瑚礁，它造成了相当大的破坏。
克里斯-我们能做些什么?上世纪80年代中期，科学家们在南极洲上空迅速发现了一个澳大利亚大小的臭氧层空洞，他们立即采取了行动。他们制定了《蒙特利尔议定书》，我们禁止使用氯氟烃，希望能阻止臭氧层空洞的发展。我们能做些什么呢?
丹尼斯-嗯，这是一个很好的观点。那么我们能做什么呢?我认为首先要做的不仅是了解在那里丢失了多少渔具，还要真正弄清楚渔具丢失的原因和时间。这就是我们所做的。我们发现，船只越小，平均损失的齿轮越多。我们还发现，在海底捕鱼的渔民往往比在水中或海洋表面捕鱼的渔民损失更多的渔具。我们现在也更了解为什么以及什么时候我们会失去装备。当天气不好，渔民赚不到那么多钱时，他们倾向于在边际条件下捕鱼。当我们开始看到某一特定区域的鱼类数量减少时，我们可能会有更多的渔民涌入更小的区域捕鱼。
丹尼斯:这意味着我们可以看到不同渔具之间和不同渔民之间的冲突。当发生冲突时，当线或网相互缠绕时，它们可能会被缠住或缠在一起，被割断。所以我们能做的一些事情就是确保渔民尽可能拥有最好的设备。我们可以考虑减少渔具损失的潜在激励措施，因此我们可以为渔民提供回购计划或低成本贷款，以便在渔具接近使用寿命、可能丢失之前更换渔具。
药剂师开抗生素
尼克·布朗，抗菌化疗委员会
一项旨在通过放宽对抗生素的获取，让药剂师可以开抗生素的计划，来缓解一般医疗实践中的瓶颈，但这一计划遭到了医生们的激烈反应，他们称该计划“风险很大”，因为它的措辞表明，这将使更多的抗生素更容易用于更多的疾病。另一方面，英国卫生部估计，在英国27000名药剂师中，约有1000名拥有处方执照，而药剂师每年仅为尿液感染开出抗生素就可以腾出40万个全科医生预约。但据《泰晤士报》(Times)本周的一篇报道，这一信息多少有些不那么重要。报道称，卫生部长特蕾莎·科菲(Therese Coffey)在提议这一举措时曾私下表示，她“把自己供应的抗生素分发给了感觉不舒服的朋友和家人”，这引起了医学界的广泛谴责，他们称她“鲁莽”。那么这一切对与错在哪里呢?尼克·布朗(Nick Brown)是微生物学家顾问，抗生素耐药性专家，也是英国抗微生物化疗协会(British Society for Antimicrobial Chemotherapy Council)的成员。
Nick -最近人们对抗生素的使用产生了兴趣，因为上周末的一份声明称，人们将可以去当地的药店取抗生素处方，而不必去看全科医生。当然，这是一项倡议，旨在解决人们不得不等待很长时间才能获得全科医生预约的问题。
但是Therese Coffey也说过“我把一些旧的抗生素给了一个伴侣”，我认为很多其他医生都非常强烈地反对这一点，我认为这是正确的。
尼克:没错。我认为每个医学专业人士都不会接受这样做是合理的，人们不应该与其他人分享抗生素。抗生素是一种非常宝贵的资源，我们应该明智地使用它们。这部分意味着你不应该把它们给那些没有开过处方的人。这些都是法律规定的处方药。因此，你应该只有在有执照的医生开处方的情况下才能获得抗生素。
Chris -撇开法律方面的问题不谈，为什么这种不好的做法特别针对抗生素?
抗生素绝对是现代医疗实践的基础。没有抗生素，就无法进行髋关节置换术，就无法进行癌症化疗，就无法进行器官移植。抗生素的问题是，你使用得越多，细菌就越有可能对它们产生耐药性。这意味着你接触抗生素越多，效果就越差。这与其他任何药物都不同。扑热息痛始终是扑热息痛治疗高血压的药物始终是治疗高血压的药物。但是你使用的抗生素越多，效果就越差。这意味着只有在绝对需要它们的时候才使用或访问它们。
克里斯-她为什么一开始就说这个?旅行的大致方向是什么，这变成了一个不幸的转移?
Nick -上周的声明是由全国范围内的全科医生容量问题引起的，目前许多人不得不等待几天甚至更长时间才能得到全科医生的预约。通过增加对当地社区药房能力的利用，如果需要，人们可能能够更及时地获得抗生素处方。
克里斯-那完全安全吗?我的意思是，我们对人们有效地绕过医生去服用抗生素感到放心吗?因为说到底，医生就是医生，他们知道用什么来治疗。这似乎是一种短暂的改变机制，偷工减料。
尼克:是的。现在重要的一点是，需要有适当的保护措施，围绕处方已经有很多，很多的例子，这是做得非常成功。例如，在许多轻伤病房，受过高级培训的护士可以针对某些情况开抗生素。在苏格兰，有一个名为“药房优先”的倡议，已经进行了几年，药店已经可以在适当的保障措施到位的情况下，为某些有限的情况开抗生素。上周末的声明似乎暗示，这是关于增加抗生素的获取，而这当然不应该是。比如，在轻伤病房或苏格兰的“药房第一”倡议中。药剂师或高级护士可以开出抗生素的适应症数量实际上是相当有限的，而且允许他们开出处方的病人群体指导的细节，有许多排除因素，这增加了另一层安全性。人们只有在药房或其他环境中才应该开抗生素，如果他们有简单的感染，并不复杂，因此可以在该环境中得到适当的管理。
尼安德特人社会的DNA洞察
Lara Cassidy，都柏林三一学院
如今，人类只有一个物种——智人。但直到大约4万年前，我们与一个相关但不同的群体尼安德特人共享这个星球。他们与我们如此相似，以至于这两个群体会周期性地杂交，这反映在一个事实上，即今天平均每个人的DNA中有2%到3%是尼安德特人。我们之所以知道这一点，是因为科学家可以读取并重建古代遗骸中存在的遗传密码。现在有了一个不可思议的发现。在西伯利亚的两个洞穴中发现了尼安德特人的遗骸，首次为我们打开了一扇了解这个世界的窗户。克里斯·史密斯请都柏林三一学院的劳拉·卡西迪(Lara Cassidy)解释一下这一发现。卡西迪专门研究古代基因组，并为这一新发现写了一篇评论。
劳拉:这真是个大新闻，因为我们以前从未有过这样的数据。作者对西伯利亚尼安德特人遗骸的古代基因组进行了测序。尼安德特人是我们人类的姐妹物种。大约4万年前，智人生活在欧洲及其周边地区。他们已经成功地对13个尼安德特人的基因组进行了测序。真正特别的是，它们都来自同一时间，同一地点。这让我们能够探索这些个体之间的关系。
克里斯-那他们在哪里研究这些古人呢?当你说有很多人在一起的时候，它确实增加了大量的数据——它几乎是我们现在拥有基因组的样本数量的两倍，不是吗?但它们都是从哪里来的呢?
Lara -这些人来自西伯利亚阿尔泰山麓的考古发掘，在那里我们有两个附近的洞穴，Chagyrskya洞穴和Okladnikov洞穴。他们认为，至少有一些被测序的个体是同时代的，所以他们生活在同一时期，这令人难以置信。他们找到了一对父女，也找到了二级亲属，比如阿姨和侄子，或者孙子和祖父母。
克里斯-这些人被埋在那里吗?这就是为什么他们碰巧有这样的群体，他们在空间和时间上都是密切相关的，还是他们被什么东西消灭了?我们知道吗?
劳拉:我们不太明白为什么他们的遗体会在这个山洞里。洞穴本身就是一个露营地。他们在处理野牛。他们会下山，猎杀野牛，然后把遗骸带回洞穴。他们也在制造工具来完成这项工作。
克里斯:我们从当地地层学中得到的年代，能粗略地告诉我们这些人是什么时候做的吗?
劳拉-这些活动层可以追溯到59到51000年前。
克里斯:那么，这能让我们推断出尼安德特人社会的什么呢?因为这是个特例。我们有一大群近亲。他们都住在一起。这几乎就像一个社区。那么，我们可以从这些DNA代码中推断出尼安德特人时代的社区和社会吗?
劳拉:我想这项研究得出了两个结论。第一个是他们可以测试的所有个体，他们都有高水平的背景近亲繁殖。相当极端。我认为最接近现代的比较是山地大猩猩。山地大猩猩是一种濒临灭绝的物种。从历史上看，野生大熊猫的数量不到1000只，它们生活在相当小的社区群体中。也许有20个左右的人是查吉斯基尼安德特人。他们看起来有类似的人口动态。他们生活在相当小的社区里。这很有趣，因为我认为我们可以把它们和我们自己的物种——智人——进行比较。 One of the things we're very interested in is how we differ from Neanderthals because those differences might tell us something about our own species evolution, why our own societies were so successful in terms of dispersing across the globe. Well, the Neanderthals fizzled out. They don't maybe seem as well connected to one another as modern day hunter gatherer societies that we have now
Chris:听众们一定会注意到，你所说的那个时期离这个特定的谱系灭绝的时间不远。尼安德特人在这之后大约一万年消失了。那么，是它们已经在减少，还是它们的消失是因为近亲繁殖?
拉拉-尼安德特人的血统最早出现在大约40万年前。所以他们在这方面是幸存者。他们在欧洲呆了很长一段时间，经历了很多严酷的经济衰退，然后再次扩张。所以我想说，没有理由认为这种人口规模是它们即将灭亡的迹象。关于尼安德特人为什么消失，这是一个非常有争议的问题。但我认为目前最流行的理论更多的是人口统计学理论。他们只是被智人淹没了。
克里斯-另一点是什么?因为你说有两个关键的学习点。一个是人口规模小。另一个是什么?
Lara:在不同的群体之间似乎也存在迁移，但作者认为这主要是女性的分散。所以离开他们出生的群体，搬到一个新的社区。
克里斯:那是因为男性都出去找老婆了吗?还是因为这些女性正在迁移并加入其他社区?我们能从现代解剖学上的现代人类社会中学到什么吗?
劳拉:是的。我们不能说出确切的动态。我们不知道尼安德特人的社会组织与我们的社会组织有多相似。所以我们不想把我们今天在现代狩猎采集社会中看到的太多东西投射到另一种人类身上。另一个我们可以关注的是我们现存的近亲，也就是非洲猿。非洲猿类确实表现出了雌性的分散倾向。女性比男性更容易在群体之间移动。一些人用这个来论证女性偏见的扩散是祖先的状态。这就是为什么尝试用古代基因组跳回过去，了解其他人类物种发生了什么是如此重要。我们仍然不知道尼安德特人有多灵活。 Maybe if we sampled another community from a different time, from a different place, they'd show male biased dispersal.
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