近期的若干研究表明某些给人类造成严重疾病并从城市废水中排出的细菌可能不像人们早先所认为的那样会在海水里死去,而是适应于那里的环境而残存下来。那么这些残存的细菌对爱好海水浴和喜欢品尝海鲜的人会有什么影响吗?
人类一直利用海洋作为倾倒垃圾的场所,开始倾倒的只是生活垃圾,后来逐渐扩展到倾倒工业垃圾。然而,城市废水中含有大量的微生物,有时甚至含有许多病原微生物,其中有的来自人类和其它动物,或者只是来自土壤和淡水。因此阴沟水普遍含有引起病毒性疾病(肝炎、脊髓灰质炎)、真菌性疾病(念珠菌病)、寄生虫病(阿米巴病、燸虫病)和细菌性疾病的致病因子。在海洋环境中最重要的危险之一是由病原菌引起的。某些肠道细菌是造成伤寒和副伤寒(伤寒杆菌、甲、乙型副伤寒沙门氏菌)、霍乱(霍乱弧菌)、胃肠炎和腹泻(小肠结肠耶尔森氏菌、空肠弯曲杆菌、痢疾志贺氏菌)的罪魁祸首。非肠道细菌可能是病原菌,如葡萄球菌(金黄色葡萄球菌)和绿浓杆菌(绿浓假单胞菌)等。在受污染的海水中洗澡可能引起耳鼻喉科疾病,如鼻炎、鼻窦炎和耳炎,也可引发皮肤病和粘膜病(湿疹、阴道炎),还可引致肠道疾病。如果食用被污染的海味(贝壳、鱼类)可能造成更严重的疾病,如沙门氏菌感染、弧菌感染以及各种胃肠炎等。
从单纯生态学的观点看,寒冷的和含盐的、一般说来有机物质贫乏的海洋环境对人体细菌来说是一种不利的自然环境。这是因为人体细菌的天然环境(组织、皮肤、粘膜和肠)更具有生理学特点:微温、不含盐和丰富的营养物质。因此直到1970年底人们还都普遍认为这些包括病原菌在内的细菌被排入海洋后几小时或几星期就会死去。直到1980年底,了解海洋病原菌变化的研究工作才步入了一个新的阶段。美国马里兰大学科尔威尔(R. R. Colwell)研究小组指出,病原菌的状况和置于食物营养极度贫乏条件下的海洋细菌的情况基本没有差别,这些微生物均朝“休眠状态”演变。一种结构和代谢的深刻变化说明了这种演变。微生物个体的缩小、它们同环境交换的减少、大分子合成的停止以及能源储备的降低等都反映了结构和代谢的深刻变化。
我们研究小组最近得到的实验结果表明:肠道细菌能否残存下来还取决于这种细菌排入海洋后能否抵御因溶解的无机盐浓度突然增高所造成的“渗连震动”。实际上,我们已借助许多缺乏渗透压调节机制(如钾离子的累积、防渗透压物质的体内合成等)的突变型细菌菌株证明了防渗透压物质有利于细胞长期残存下来,甚至在缺少营养物时也有利于细胞长期生存下来。诸如甜菜碱,特别是甘氨酸 - 甜菜碱这类物质能很快使那些受渗透震动影响的细胞恢复新陈代谢的功能,减缓向休眠状态演变的进程,同时在高渗透性下能较长时间地保持细胞的生理常数的稳定性。然而这些物质是大部分适应于含盐环境的植物和动物所合成的。在实践中这意味着某些富含营养素及藻类浓度很高的海域或某些富含防渗透压物质和动物种群多的海岸沉积区可能是肠道病原菌的贮存宿主,也可能产生一些更耐海洋条件的细胞。然而这种假设仍然是理论上的,因为它大都是以实验室的结果为依据的。
不管对公众的健康有何影响,重要的是要知道休眠细菌在海洋环境中是否还保留着致病能力。科尔威尔及其合作者证明,霍乱弧菌和大肠杆菌肠中毒性菌株的休眠细胞被引进兔的肠内后可以复苏,而且经过长时间的潜伏期后出现霍乱感染。因此,细菌的休眠状态仍带病原体,具有传染性。但必须慎重对待这些结果,因为未休眠的残余细胞一直存在于细菌培养物中,这种细胞可能是造成上述感染的主要原因。此外,我们还发现肠病原菌大肠杆菌的外表长着伞状的须毛,即多种蛋白质须毛,使这些杆菌能够有选择地固定于肠壁。
除了这些结构和生理学方面的变化之外,病原菌在海洋环境中的遗传变化也是不难理解的,至少染色体之外的ADN因子(即质粒,细胞中一种独立于染色体之外的遗传因子)的情况是这样。这种因子控制着与致病能力有关的许多功能。虽然这方面的研究结果非常少,但人们知道,R质粒的传递在海洋环境中仍然是可能的。而且人们还了解,在有甜菜碱这种物质对肠道细菌之间的这种传递更加频繁。这是否意味着病原菌可能增强其对“抗病菌治疗剂”的抗药性呢?这样说还为时过早。这个问题是病原菌适应海洋的纯定性的问题,目前几乎还无人研究过。但这个问题对公众的健康具有意义,所以完全有理由更密切地注视和研究它。
不管怎样,要对细菌学危险,因而也是对利用海洋环境的危险作出客观的评价,从根本上看必须进行流行病学调查。从这种观点出发对科学数据进行了研究,其结果清楚地奉明在受污染的海水中洗澡提出的保健问题和摄入受污染的海洋食物后带来的类似的问题是不一样的,必须分开来考虑。实际上这两种情况在一些方面存在着区别,如所传染的疾病 · 的性质、传染的方式和感染的剂量等都是不同的。像引起肠道疾病的最低细菌数量随细菌的性质的不同而变化,其变化幅度大致在1000~10000个细胞之间。这就极大地降低了海水浴感染的危险性,何况海滨浴场的水一般没有受到感染,人们也只是少量地摄入,即几十毫升左右。此外在浸入受污染的水中后太阳的辐射大大地减少了皮肤感染的可能性。很明显这同摄入受污染的贝壳相比,情况是不一样的。因为贝壳积聚了大量的细菌,甚至有时可达到很高的浓度。
30年来在流行病学方面已进行了许多研究,其目的都是试图对海水浴和海水浴给健康带来的危险之间的关系作出定量分析。至于在受污染的海水中洗澡的危险性,在1950年就先后在美国和英国开展了流行病学方面的研究,但遭到抨击,一部分研究也随之被取消。1972年起在美国由卡贝利(V. Cabelli)领导了一次迄今为止最广泛的流行病学调查,历时六年,覆盖了纽约、波士顿、亚历山大3个很不相同的海区,调查了26000名不同年龄的人。结果只有所谓“最可靠的肠胃炎”病得到保留和考虑。这种病发展快,症状是腹泻、呕吐并伴有发热。卡贝利及其合作者在其完成调查后证实了浴场水的细菌学质量和得上述疾病的人数之间存在着显著性的关系。他们还指出,粪链球菌是最理想的细菌指示剂,它能够把水质和对身体的危险联系起来。这以后在法国、加拿大、以色列、香港、埃及和美国也进行过一些有限的研究。值得一提的是加拿大莱特富特(N. Lightfood)的研究工作在统计方面非常精细,可能推翻此前这个领域里的一切研究。
第二类海洋细菌疾病同食用贝类动物、甲壳类动物或鱼类相联系。这类疾病在20世纪60年代前就已为我们所了解,主要包括严重的肠道疾病(如霍乱、伤寒和副伤寒)、多种腹泻综合症和病毒性疾病(如脊髓灰质炎、甲、乙型肝炎、各种肠道病毒病)。贝类养殖的卫生标准就充分说明了这种危险。这种标准比海滨浴场的卫生标准要严格得多,为此,在贝类的两瓣之间提取的100 ml液体中,粪便大肠杆菌类的细菌不应超过300个;海滨浴场的卫生标准则低很多,同样100 ml的海滨浴场的水只要求不超过2000个。像贝类等过滤性有机体在其鳃部或消化道中集结了许多病原体。病菌仍存活在这些部位,而且可能长时间地被保护着。此外这些贝类动物常常是未煮熟就吃。这些情况说明人类摄入牡蛎、贻贝或其它被严重污染的软体动物所引起的沙门氏细菌感染的频繁性正是1924 ~ 1925年芝加哥、纽约和华盛顿等地伤寒病流行的根源。意大利那不勒斯、印度、南美等地霍乱流行同样也是这个原因。除了这些流行性的疾病外,还发现了一些同食用贝类动物有关的散发性肠道疾病。因此公开劝阻人们食用未经国家卫生部门检查的生贝类动物,这是有意义的,更何况贝类动物还可引发其它疾病,比如由于有毒性藻类的聚集所引起的一些疾病。
总之目前人们正在加深对海洋病原菌演变情况的认识,这将可能在显示水质的细菌指示剂的选择和检测工作中导致决定性的进展。那么提高流行病学的调查水平,进而确定比现行标准更明确和更有意义的水质和海产的卫生标准应该是可能的。这是非常合算的和有利可图的事情。
[La Recherche,1990年7—8月号]