抗生素如何改变我们的世界
许多人认为抗生素是人类最伟大的发明之一，持有这种信念的人通常是那些推崇现代医学的人，他们认为当今的医生所使用的药物治疗的发展代表了人类成就的顶峰。
他们不知道的是现代医学也有着阴暗的一面。我们人类在过去几个世纪使用的许多药物确实被证明在某些医疗环境下是有用的；然而，许多药物也给我们带来了很多伤害，比如抗生素。
我们人类喜欢认为自己是地球上最优越的生物，我们习惯认为我们控制着其它的生命世界。我们当然不想说，在生命的进化过程中可能有其它生物控制着我们甚至可能正在超越我们。我们相信我们是最有智慧的生物，懂得世界是如何运作的，并且能够提前计划并做出明智的决定。
然而，历史告诉我们，我们似乎高估了自己的影响力和能力。我们常常看不到未来会发生什么；从长远来看，我们做出的某些决定也似乎并不明智。通常情况下是，我们做出的决定似乎在当下会带来好处，但是从长远来看却是有害的。
毫无疑问，抗生素对我们帮助很大，挽救了很多人的生命。然而，几十年前，我们开始使用抗生素的时候，我们并没有意识到，抗生素的使用是有代价的，而这一代价可能比我们大多数人意识到的要高得多。
抗生素并不是无害的药物，相反，它们已经引起了人类生物学的重大变化。在最近几十年里，抗生素以及其它具有抗菌特性的药物、药膏和喷雾剂的广泛使用不仅引发了抗生素耐药性的“超级细菌”的进化和传播，而且还改变了我们周围的微生物群落。
这些问题并非与我们自己的身体无关；世界上的许多其它部分，包括我们驯养的动物以及我们用来种植的土壤，也都受到了我们使用抗生素的影响。我们人类似乎无法理解的是，自然是由系统构成的。当我们试图去改变这些系统的工作方式时，通常就会发生糟糕的事情。通常，一个微生物生态系统的变化会对另一个微生物生态系统产生连锁反应。例如，我们用来治疗生病的农场动物的抗生素不仅会影响这些动物的微生物群落，它们最终还可能进入我们用来种植的土壤、我们所吃的食物，并最终进入我们自己的肠道。在穿越这些系统的途中，它们可能会留下一连串的破坏。
抗生素革命可能对整个微生物生态圈产生影响，改变细菌进化的基础速率，促进可移动性遗传因子的横向转移。抗生素污染促进了环境和临床微生物之间的耐药基因的转移，耐药基因现在在整个生物圈中广泛传播。
当我们使用一种尚不完全了解的药物来改变一个肉眼看不到的复杂系统时，我们几乎不可能确切地知道结果会是什么。因此，无论是在人类医学、农业还是其它领域，我们都应该非常谨慎地使用抗菌药物，它们都能在很大程度上改变微生物生态系统。
进化科学不仅帮助我们理解抗生素耐药性是如何发生的以及为什么会发生，而且也可以帮助我们预测当我们使用抗生素时会发生什么并理解为什么抗生素会危害我们的健康以及我们能够做些什么来预防和扭转我们大量使用青霉素和强力霉素等药物所造成的损害。
首先需要承认的是，抗生素耐药性以及抗生素导致的微生物生态系统的结构变化都是自然选择的结果。
想象一下我们服用一种广谱抗生素药物，你吃三个胶囊，从你的食道，穿过胃，进入你的肠道。一旦进入肠道，抗生素就会充分发挥作用，通过改变肠道环境触发选择事件的发生。那些在遗传上对抗生素具有抗药性的微生物就可以站稳脚跟或不断增殖；而那些对抗生素敏感的微生物则在数量上不断减少，甚至可能完全灭绝。
这有什么问题吗？当然。任何迅速失去多样性的生态系统都必然会失去弹性，变得“不稳定”。当群落中的一些成员丢失，其他成员就可能抓住机会开拓自己的市场，并在数量上大幅扩张。
艰难梭菌感染就是这样一个例子。在健康的肠道中，艰难梭菌被肠道中的其它微生物所抑制，无法在肠道中占据优势地位，因为其它微生物可以产生一些对艰难梭菌有毒的物质，阻碍它们的生长。然而，如果这些微生物失去其阵地，艰难梭菌就可能失去对手并在肠道中迅速增殖。
类似的机制也适用于其它严重的菌群失调。例如，痤疮丙酸杆菌是一种与寻常痤疮有关的细菌；在正常健康的皮肤上，痤疮丙酸杆菌被皮肤上的其它微生物所抑制着。然而，如果某些事物改变了皮肤的环境，比如慢性炎症、激素失调或化妆品、护肤品的使用等等，痤疮丙酸杆菌则可能失去控制，以一种前所未有的速度快速增长。
所有这些进化事件都是复杂的，并且由于微生物能够在彼此之间交换DNA而变本加厉。微生物可以交换遗传物质这一事实，也有助于解释细菌是如何产生抗生素耐药性的以及为什么我们在进化过程中很难跟上细菌的步伐。
我们目前治疗传染病的方法，包括不断“设计”新的抗生素以应付抗生素耐药性的发生，已经被证明是错误的。我们跟不上敌人的步伐，每次我们开发一种新的抗生素时，造成抗生素耐药性的突变就开始在我们所针对的微生物群落中扩散。有时，具有抗生素耐药性的细菌就已经存在于群落中，这些微生物可能会增殖并可能与其它细菌共享它们的耐药性。因此，抗生素耐药性得以传播。
当这些事件发生在与人体密切相关的微生物生态系统中时，就会对人类健康造成深远的影响。抗菌药物的广泛使用（注意：除了抗生素以外，还有许多其它药物具有抗菌特性）不仅引发了抗生素耐药性的超级病菌的进化，而且改变了我们的微生物群落，这对当前慢性疾病的流行起到了巨大的推动作用，包括自身免疫性疾病、代谢紊乱以及许多其它类型的疾病。事实上，抗生素的使用已经被证明削弱了我们对许多疾病的防御能力，因为抗生素改变了人类和微生物之间的共进化过程。
2010年，全球使用了超过700亿剂抗生素。广谱抗生素可以影响人类微生物群落中高达30%的细菌，导致菌群分类和功能多样性的严重丧失。这种菌群的急剧变化可以在抗生素使用后立即发生，有时在停止使用后仍可持续数年。这种菌群的紊乱与许多疾病状态有关，包括肥胖和自身免疫性疾病。
许多影响人类的感染性疾病通常并不会发生，因为我们具有抵御感染的能力；然而，因为我们的防御能力减弱了，导致感染性疾病的发生。一个缺乏多样性和稳定性的生态系统比一个多样而稳定的生态系统更容易被外来生物入侵，不管这个生态系统是在我们的肠道，还是女性的阴道，还是海洋，或者地球上的任何其它地方。
毫无疑问，如果我们所有人都携带着一个强健而又多样化的微生物群落，那么全球许多疾病的发病率将会大大降低。研究表明，好细菌可以保护我们免受艰难梭菌感染、流感、酵母过度生长以及许多其它与病原菌感染相关的疾病。即使是HIV病毒在以“友好”细菌占优势的人体内也难以立足。
我们要做的应该是养好好细菌，而不是消灭坏细菌。我们应该将开发新型抗菌药物的大部分精力和财力转移到开发用于恢复人类微生物群落的产品中去。这一努力不仅有助于降低许多急性疾病的发生，也有助于降低许多慢性疾病的发生。
当然不用说，我们不应该也不可能完全停止使用抗菌药物。然而，抗菌产品该如何用，什么时候用，我们绝对应该小心谨慎。