大肠杆菌是你的肠道住户，不只是食物中毒菌

说出「大肠杆菌」四个字，多数人脑子里浮现的是一袋被召回的菠菜。这种条件反射可以理解，而且基本上是错的。新闻标题里的那种生物和你结肠里的那种生物是同一个物种——而你结肠里的那一位，多半已经在那儿安静地待了好几年。

它是什么

Escherichia coli（大肠杆菌）是肠杆菌科中一种革兰氏阴性、杆状、兼性厌氧的细菌，主要栖息地是脊椎动物的肠道，它在那里与宿主共生 ¹。

请记住「兼性厌氧」这个词。它的意思是：有氧气时这种生物能用氧气呼吸，没有氧气时就发酵。大肠杆菌为你做的几乎一切，以及它对你做的几乎一切，都是从这份灵活性来的。

它住在身体的哪里

主要是大肠——而且它不是偶尔来的客人。在 Martinson 和 Walk 2020年发表于 EcoSal Plus 的综述里，大肠杆菌属于超过 90% 的人的肠道菌群 ²。在作者自己的系列研究里——八名健康成年人每两周交一次粪便，持续 6个月到 2年，每份样本挑 95个菌落——被评估的 32,470株分离株中有 87% 是大肠杆菌 ²。八个人是一个很薄的基础，撑不起一个覆盖整个物种的说法，所以别把它握得太紧；但就这个范围而言，当我们说「肠道里的肠杆菌科」，说的多半就是大肠杆菌。

数量的波动极大。同一篇综述转述的另一组数据里——McBurney 及同事对两名健康成年人每月采样一年——粪便中的肠杆菌科从每克 10² 到 10⁹ CFU 不等 ²，在随时间随访的两个人身上就横跨了七个数量级。即便在高端，这也仍是少数派群体；结肠由严格厌氧菌统治。「几乎人人都有」和「数量庞大」是两个不同的说法，只有前一个站得住。

下面这部分会让人意外。你身上并没有一百种不同的大肠杆菌。通常在同一时间只有一到两种血清型 ²——一些能存留数月的长住户，加上几天到几周就过去的过客 ²。你的大肠杆菌，在很实在的意义上，是你的。

在肠道之外，大肠杆菌会出现在它本不该出现的地方：膀胱和尿道、血流、新生儿的脑膜。同一个物种，错误的地址。这种搬家，构成了下面危害那一节的大部分内容。

名字，旧的和新的

儿科医生 Theodor Escherich 在婴儿粪便中发现了这种生物，并作了第一次描述。不过正式命名法承接下来的名字是 Bacillus coli Migula 1895——核准名录上的基本异名——后来 Castellani 和 Chalmers 在 1919年把它移入以 Escherich 命名的 Escherichia 属。种名从此稳定；最近移动的是它上面的地址。长期被称作 Proteobacteria 的那个门，如今以 Pseudomonadota 之名正式发表，是 2021年正式确立名称的 42个原核生物门之一 ¹²。在那之前写的论文，用旧词指的是同一类群。

底下还有一个更奇怪的命名问题。Shigella（志贺菌）——在临床微生物学里至今仍被当作一个独立的属、含四个种——在遗传上根本不是一种独立的生物。Lan 和 Reeves 指出，志贺菌的各支谱系坐落在 Escherichia coli 这个物种内部，是在获得同一个毒力质粒之后各自独立出现的 ¹¹。临床标签出于实用原因保留下来。家谱树并不支持它。

它为我们做什么

两条，两条我都想说得小心些。

它占住了那个需氧的生态位。 大肠杆菌是脊椎动物肠道里占优势的需氧生物，在那里与宿主共生 ¹。通常挂在这一点上的机制——它通过消耗从肠壁扩散进来的微量氧气，帮着把结肠维持在无氧状态，从而惠及其他所有人——是一个从它的生理学出发、说得通也被反复重复的推论。把话说明白：我没有找到一项在人身上证明这个好处的人体试验。把它当作机制，不要当作已被证明的效果。

它合成维生素 K2。 大肠杆菌带着合成甲基萘醌的通路，那是维生素 K 的细菌形式 ⁴。这里的保留意见不小：在结肠里造出甲基萘醌，和吸收到可用的量，是两个不同的问题，而后一个远没有补充剂文案暗示的那么有定论。

而且有一个菌株背后有一项真正的试验。 大肠杆菌 Nissle 1917 是获批的益生菌。在 Kruis 及同事 2004年发表于 Gut 的试验里，327名处于缓解期的溃疡性结肠炎患者被随机分配到 Nissle 1917（n = 162）或标准美沙拉嗪（n = 165），持续 12个月；在符合方案分析中，益生菌组 36.4% 复发（110人中 40人），美沙拉嗪组 33.9% 复发（112人中 38人）——效果等同 ³。两条保留意见，都很重要。这是与一种成熟药物等效，不是与安慰剂比较。而且这是关于一个菌株在一种疾病上的证据，它对你自己结肠里的大肠杆菌什么都没说。

它对我们做了什么

现在是账本的另一面，而且很沉。

先看规模。 在对 33种细菌病原体所作的全球疾病负担分析中，2019年估计有大约 770万例死亡与这些细菌相关——占全世界全部死亡的 13.6% ⁵。包括大肠杆菌在内的五种病原体，占了这一总数的 54.9% ⁵。在耐药这一侧，图景更尖锐：在 2019年估计的 495万例与细菌抗菌药物耐药相关的死亡中，大肠杆菌是排名第一的单个病原体 ⁶。

尿路感染是它日常的那张脸。Foxman 的综述数出美国每年大约 700万次门诊就诊、大约 100万次急诊就诊和 100,000次住院，近三分之一的女性在 24岁之前就经历过一次需要抗生素的感染 ¹⁰。这里面大多数是从肠道走了几厘米的大肠杆菌。

产志贺毒素的菌株是引起食物中毒的那一类。2011年德国的 E. coli O104:H4 疫情提供了一场严峻的自然实验：报告病例 3,816例，死亡 54例，而溶血尿毒综合征——一种肾脏和血液的并发症——发生在 845名患者身上，占总数的 22% ⁸。与这种疾病的常态不同，后来发展出溶血尿毒综合征的患者大多是成年人——占 88%，中位年龄 42岁——而其中 68% 是女性 ⁸。源头被追溯到芽苗菜；在餐馆就餐者中，被端上芽苗菜的人患病的相对风险为 14.2 ⁹。

还有那个治疗陷阱。 在 Wong 及同事对 71名患 O157:H7 腹泻儿童的前瞻性研究中，10名儿童发生了溶血尿毒综合征，而抗生素治疗使发生它的相对风险达到 14.3（95% 置信区间 2.9 至 70.7）⁷。把话说明白：71名儿童是一项小研究，那个置信区间大得吓人。但方向与我们对毒素释放的了解一致，这也是为什么面对血性腹泻，「吃个抗生素就行」是错误的直觉。

怎样同时握住这两个事实

大肠杆菌既是生物学里研究得最透的生物，也是地球上最致命的细菌之一，同时还是健康人身上安静、几乎人人都有的住户。两者都是真的，而化解之道不是「看你的免疫系统」。而是：这个物种在遗传上铺得很开。它的大多数谱系，也就是它的家族支系，是共生的：它们住在肠道里，吃经过的东西，不伤害宿主，而且它们生来就是为这种生活准备的。少数带着毒素、侵袭或尿路黏附基因——也就是毒害组织、闯入细胞或抓住膀胱壁的装备——正是这些，在别的地方变成了致病的病原体 ^{1 11}。合理的结论不是害怕你身体里的这种生物，而是尊重它的少数亲戚在到了不属于它们的地方之后能做出什么。