科技生活：人造细菌治龋齿

（文 / 刘伟琪）

美国微生物学家杰弗里·希尔曼正研制一种可以治龋齿的人造细菌

现年47岁的美国佛罗里达微生物学家兼牙医杰弗里·希尔曼(Jeffrey Hillman)目前正用基因技术研制成功一种人造细菌，打算不久在人体上作首批临床试验。这种人造细菌不仅不会伤害牙齿，且能排挤掉具有破坏性的各种链球菌突变体，并在口腔菌丛中长期取代它们的位置。希尔曼设想，几年后患者就可以让牙医把他研制的人造细菌涂在自己的口腔里。100美元的一次性投资可以让人一生防治龋齿。

这种被称为“替补疗法”(replacement therapy)的微生物之战，既是一种防治龋齿的新途径，同时也使他面临道德规范问题，因为这毕竟是一位科学家首次在人体内释放自己利用基因技术处理过的细菌。其中是否含有隐患，目前难以预料。

通常的链球菌在人体内几乎是不可避免的常客。当最初的乳齿生长时，芽胞杆菌就会进入口腔，当最后的牙齿脱落时，它才会离开。而在这几十年内，链球菌突变体一直养活着牙医。

当人们摄取甜食时，口腔中的细菌就在糖分中游动，牙齿上的球菌会很快把糖分消化成乳酸。如果缺乏对牙齿的洗护，球菌就会在牙齿上形成密集的菌苔(斑)，由成千上万微生物同时分泌的酸就会把口腔内的正常化学成分顷刻改变，使保护牙齿的珐琅质被腐蚀。唾液中的某些酶和牙膏中的氟能重新修复这种损害。但是如果酸的侵蚀时间太长，牙齿就会出现空洞，其他的微生物就会把孔洞继续扩大。

现在，希尔曼能够借助基因技术，在一定程度上为危险的链球菌找到了一种替代生物体，使它没有能力把糖分转变成乳酸。在研究过程中，希尔曼曾经历过多次失败——他移植的细菌总遇到定居在那里的球菌族的顽强抵抗。于是希尔曼决定寻找一种进攻性特别强的菌族——一种能把同类杀死并能在闪电般的进攻中占领口腔的某类变体。他在500多名接受试验者的口腔中寻找，终于在链球菌的突变体中分离出一种菌族，能大量产生一种类似抗菌素的物质。希尔曼从这种杀伤性球菌中截去控制产生酸的基因，经过致残处理的球菌表明自己是死胎——它死于自己的消化缺陷，而这种缺陷是由希尔曼造成的。然后他把另一种微生物的消化基因移植到自己制造的菌族中，这种基因是他从活性酶单胞菌中提取的。而这类微生物并不属于人体的菌群。它生活在树叶和水果上，而且几千年来被人们用来酿酒。活性酶单胞菌能把糖分消化成乙醇。依靠这种遗传信息的帮助，希尔曼制造出一种真正无可比拟的细菌变体——一种有抗拒能力的杀伤性球菌，它在口腔中产生酒精而不是乳酸。不过，诚如希尔曼所保证的那样，分泌的酒精极少，绝不会使人酒醉。

迄今，希尔曼还仅仅在老鼠身上试验他的球菌，显然已取得巨大成功。他打算6个月后在人体上作首批临床试验。希尔曼将把10亿经过处理的细菌释放进每个接受试验者的口腔中。这样一支强大的球菌队伍应该在几个月之内战胜原本在口腔内的细菌族。希尔曼说，“据我们所知，这种细菌对口腔的生态没有影响。”从植入的细菌中分泌出来的杀菌剂仅仅对链球菌突变体族有致命作用。口腔菌丛中的其他居民——400多种病毒、阿米巴、霉菌和细菌——根据希尔曼的说法，既不会受毒素的破坏，也不会受细菌释放的酒精伤害。但是，并非所有的研究人员都分享他的这种无忧无虑。关于在口腔内进行这种复杂的微生物替代过程，迄今人们知道得很少。科学家们不清楚在口腔的动物园里究竟有多少种类细菌。他们总是不断发现深藏在牙龈处的先前未知的微生物。仅柏林夏里特医院的乌尔夫·格贝尔(Ulf Gobel)在最近几年就新发现了23种。

汉堡的一位牙医学家汉斯—于尔根·居尔措(Hans-Jürgen Gülzow)评论说：“我们不得不担心一种经过处理的菌族将会破坏口腔内的自然平衡。”这种用基因改变过的细菌可能会对口腔内的微生物结构产生无法估量的影响，可以想象，迄今尚未引起注意的病菌将会受到这种人造细菌的刺激而大量繁殖。

但希尔曼则却并不担心自己的这种细菌会失控蔓延。例如，在接吻时球菌虽然会传到对方的口腔内，但在那里停留的时间不长，因为据希尔曼说，唾液内带过去的杀伤性球菌数量极少，不足以突破对方口腔中链球菌组成的严密防线。希尔曼认为，杀伤性球菌必须尽早占领人的口腔，大约在4岁之内，以便它们能持续扩散，因为在这个年龄段造成龋齿的病菌也开始侵入牙齿，由最亲近的人——大多数是母亲——把球菌传染到幼儿的口腔内。

然而，即使用人造细菌保护的儿童仍不能完全免除龋齿。因为链球菌突变体虽然是造成龋齿的主要原因，但口腔中仍有一系列其他细菌同样产生侵蚀性的酸。希尔曼认为，“新的人造细菌并不意味着龋齿的结束，而是使蛀牙大大减少。”龋齿患者的大幅度减少将有助于医疗保险公司节省许多钱。仅在德国，每年有5千万人要去补牙，每年要为医治蛀牙支出90亿马克。

目前，佛罗里达大学——大多数超级球菌专利权拥有者正在和制药公司就希尔曼的新发明进行商务谈判。一个代表大学的咨询小组声称，根据第一次市场评估，“采用这种有机体的新药每年的营业额将会达到5亿美元。”

至于龋齿患者是否会欢迎这种来自基因实验室的新药，希尔曼对此不抱幻想。他说，美国人和欧洲人“尚未准备”让人把这种细菌植入口腔。“倒是日本人豁达得多，我们打算先从日本人开始。”

5千倍电子显微镜下的发炎牙龈上细菌族的涂片。蓝色为梭形杆菌，绿色为螺菌，黄色为链球菌，右下方为红血球 儿童龋齿链球菌微生物细菌口腔护理牙齿细菌结构