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利用从经济学体系和人类免疫系统两个不同领域发现的尖端信息分析技术，我们如今获得了新的感染诊断检测方法，[30]此时距我遇见克里斯托弗已经过去10年了。如果可以穿越时空，我或许能回答克里斯托弗的父母提出的那个问题：“到底是什么导致他生病？”我或许能告诉克里斯托弗的妈妈，他体内存在哪些微生物，还能告诉她究竟是哪些微生物要了她儿子的命。我能把克里斯托弗的故事讲得清楚些。
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5岁的萨姆被送进医院时，身上穿着一件亮绿色T恤，胸前印有一只恐龙。她妈妈告诉我们，萨姆对恐龙非常着迷，他们不得不经常带她去一家提供蜡笔和史前题材填色书的餐厅吃饭。自前天去这家餐厅吃饭后，萨姆开始腹泻。萨姆的妈妈留意到她排出的粪便里有一条条鲜红的血印，于是将她带到医院。这么做是正确的：12小时后，萨姆出现严重肾衰竭，严重到必须要做透析。
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萨姆很可能是因为吃了鸡肉而感染的。[31]造成这种类型感染的细菌没有吸收革兰氏染色剂，所以我们知道这不是革兰氏阳性感染。而革兰氏阴性感染细菌的细胞壁则可使人体产生复杂的免疫反应，且反应会随着感染的加重变得愈加强烈。萨姆所感染的这种革兰氏阴性细菌被称作“大肠杆菌O157”（这是一种特别危险的大肠杆菌子类）。人们有时能在家禽制品中发现这种可怕的微生物，它进入人体后会触发一系列强烈的生理和化学反应，如不能得到有效控制，触发将不断强化和扩增，造成肾衰竭、心脏衰竭、肺漏气、器官表面大出血，最终病人以超乎寻常的速度死去。这就是滚雪球的开始，不过数小时，萨姆就从一个热爱恐龙的爱笑小姑娘变成了命悬一线的危重患者。我们遇见的每一种病菌都会引发以上反应，而阻止反应的唯一变量就是发生宿主反应的病人本身。
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人体的免疫系统有一系列的反馈循环，就好比屋子里的恒温器，通常这些循环会让免疫反应的“温度”恰到好处，足以杀死和抑制细菌，阻止它们继续回来侵害人体。但并不总会如此。如果恒温器的温度被设置成“凉爽”，那细菌就能迅速增长，感染便会恶化。这种情况一般发生在，比如病人被注射类固醇等强劲的药剂之后，此类药剂会抑制免疫系统，由此控制类风湿性关节炎这样的疾病。类似地，如果温度被设置成“炎热”，病人会出现多器官衰竭，这并非直接由细菌引起，而是由人体出现的免疫反应引发。在萨姆的病情中，由于大肠杆菌O157释放出格外强劲的信号，她的免疫系统变得太热。我们仍未充分理解这种现象发生的原因，但我们知道的是，有些人的免疫系统天生就“热”一些，而有些人的天生就“冷”一些。[32]
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2001年，划时代的人类基因组计划绘制了人类基因组的所有基因。但早在那之前，我们就已经清楚认识到，人体内任何微小的基因变异都能彻底改变患病风险和患病后果。这一点在囊性纤维病变[33]的情况中表现得特别明显。遗传密码中的一个小小拼写错误就可能引发极严重的绝症。囊性纤维病变这个例子中的“拼写错误”就导致囊性纤维病变患者的平均预期寿命只有40岁。多亏了治疗方式和器官移植技术的发展，我最近一次接诊的患有这种可怕疾病的患者，是一位坚强的、鼓舞人心而又独立的45岁女性，她在接受了成功的肺移植手术后过上了健康的生活。
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在这种戏剧性的基因掷骰游戏中，更多的是例外，而非规律。一般来说，人们以概率而非确定性来描述基因变异导致的不同水平的风险和后果。举个例子，具有BRCA1基因变异的女性，其一生中罹患乳腺癌的风险会增加一倍，但其实，具有BRCA1基因变异的女性中约有一半不会发展为乳腺癌。[34]
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我们已经逐渐明确了基因影响感染的各种方式。首先，罹患某些特定的感染性疾病之风险，的确与明显的基因变异有关联。最能佐证这一观点的例子就是，对拥有相对无害的镰状细胞特性的病人来说，罹患疟疾的风险会降低。而镰状细胞疾病会引发严重的健康问题。西非人口中有25%都具有镰状细胞特性，其中只有一半的人会因为基因缺陷而发病，所以，这种特性在几乎不引起症状的同时，大大减少了单细胞生物疟原虫进入人体红细胞并引发疟疾的概率。这个例子很清楚地告诉我们，若从人类进化的角度来看，一种从最严格意义上来讲的“疾病”，也可能是一种适应性的或有所助益的变化。镰状细胞特性的缺陷完全被其减少疟疾感染率的优势所覆盖。
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这些适应性仅在特定情况下发生。故此，在疟疾低发地区，比如西欧，镰状细胞特性的相对优势就消失了，剩下的只有它带来的微小劣势。最能说明这种情况发生变化的例子是，来自印度次大陆的人群患糖尿病的概率大大增加。从人类进化史来看，在食物供应不足的情况下保持高血糖的能力其实是一项选择性优势。这是由人体对负责控制血糖的激素—胰岛素—产生抵抗而实现的。如今，胰岛素抵抗是造成2型糖尿病发病的主要原因。人种学意义上的印度人，其胰岛素抵抗是全球人群平均水平的5倍，由此导致大量人口因患糖尿病而受苦甚至死亡。基因同样影响人们感染常见细菌性疾病的概率，例如克里斯托弗所感染的肺炎。
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不同人患上感染性疾病的风险差异很重要，但不同个体对疾病产生反应的差异更值得我们关注。人们对侵入人体的外来微生物的反应截然不同。在美国研究人员2014年进行的一系列充满勇气的实验中，研究者在缜密的医学监督下向健康的志愿者注射革兰氏阴性细菌细胞壁的主要成分—脂多糖。[35]多数志愿者未显现出不良反应，仅发了低烧。但有些志愿者感觉非常不适，症状类似于重感冒。然而，还有少数志愿者显现出早期败血症的迹象。萨姆在食物中毒后患上的严重疾病，可能正是这种变化的例证：尽管病菌本身会引发人体的强烈免疫信号，但很可能是萨姆的遗传倾向与细菌病原共同作用，导致她命悬一线。
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如果任由微生物留存在研究对象体内不做检查，那些感到不适的志愿者就会因自身对感染的强烈免疫反应而走向死亡。这项研究相当重要，因为它告诉我们如何对高危病人实施有效治疗。它的另一个重要之处体现在临床研究方面，它让新兴疗法在那些最可能从中获益的人身上进行测试。不幸的是，对某些极具前景的新型药物治疗来说，这种实验已经来迟了。许多研究因缺少精准医学来帮助定位最可能受益的人群，而中途难产。对大多数病患（包括克里斯托弗和萨姆）来说，最后只剩一种药物能救他们的命，那就是抗生素。
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1928年，科学家亚历山大·弗莱明从苏格兰老家度假回来，回到他位于伦敦圣玛丽医院的实验室。几周前，他走得有些急，如今当他打开实验室厚重的木门，映入眼帘的是一个不算整洁的房间，里面放满了各种各样为他的研究培植细菌的培养皿。这或许是历史上最有用处的杂乱无章。[36]弗莱明检查了一组普通皮肤类细菌金黄色葡萄球菌，他留意到一种叫作青霉菌的环境霉菌污染了这组样本。从严格意义来说，这是一次失误，但这个失误非但没有毁掉他这一系列实验，反而永久改变了医学界。在霉菌周围，似乎存在一堵围墙，在这片干净区域，金黄色葡萄球菌无法滋生。霉菌能够阻止细菌生长，这一发现促使世界上第一例抗生素的诞生，人们不久后称它为青霉素。在接下来的90年里，一次偶然的失误将在全球范围内拯救约2亿人的生命。[37]
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医学很少会快步前进，一直到14年后的1942年，纽约一位33岁护士安妮·米勒才成为第一位接受青霉素这种新药治疗的病人。[38]当时她住进了纽黑文一家医院，被链球菌感染，已经生命垂危，而克里斯托弗也是被这种链球菌感染的。安妮感染这种细菌是因为一次流产，但幸亏默克公司（一家致力于大规模生产试验性药物的制药公司）给她注射了5.5克的青霉素，安妮活了下来。首次注射青霉素的24小时内，安妮的情况迅速改善，感染减退；在之后的人生中，她骄傲地成为3个孩子的母亲。安妮于1999年逝世，享年90岁。青霉素的临床应用之所以推迟，主要是因为从小规模研究产品到稳定应用于整个医疗行业供应链的药品，其中存在转变的复杂性。这一质变需要弗莱明、霍华德·弗洛里（牛津大学病理学教授）及其同事恩斯特·鲍里斯·钱恩（德裔生物化学家）三人的才能，他们的协作将弗莱明的一次失误转变为一种切实的治疗方式，造福全人类。
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在弗莱明完成突破性发现约90年后，这种药物仍然是针对细菌感染的日常性治疗的首选。我们现在拥有15种不同类型的抗生素，它们有5种攻击微生物的方式。许多抗生素会摧毁微生物强劲的细胞外壁；另一些抗生素则能直接终止微生物的繁殖。一些能操纵每个微生物细胞内部的DNA运行机制，或者干扰蛋白质生产中的最后几步；还有一些可以摧毁微生物内部协调和执行基本进程的复杂的膜结构。
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和大多数街头斗殴差不多，有攻击便有强硬的回击。细菌找到了让抗生素里的物质灭活、被摧毁或避免与之接触的巧妙方法。细菌每4分钟便能繁殖一次，由此能迅速积累随机的基因突变。其中一些偶然的突变能使抗生素失效。不出意料，这些突变了的细菌更容易在抗生素的打击中幸存下来，并将耐药基因传给下一代。这些基因甚至能直接通过名为质粒的蛋白质包装的运动，传递给其他缺乏这种耐药性的细菌。[39]
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耐药性的发展对病人个体来说是件麻烦事。病人在接受抗生素注射后，病情起初会有所改善，但在微生物产生耐药性后，同样的抗生素就不再有效，病情便会进一步恶化。这种耐药性对某些特定的人群或某些特定的地理区域来说问题更大。耐药性并不是新鲜事，但在过去30年中，由于人类发现的新型抗生素种类有限，情况就变得复杂了。事实上，近期人类新近发明的抗生素仅有一种：泰斯巴汀。[40]人们将泰斯巴汀的发明视为重大突破，但它仅能作用于微生物的细胞壁，这与现存的一些抗生素的作用原理差不多，虽说泰斯巴汀的确运用一套不同的机制，即阻止细胞脂肪的产生。
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制药厂的研发速度赶不上微生物耐药性发展的速度。大制药厂在对抗小小细菌的战役中节节败退。不仅是结核病菌，而且有引起血液感染的最常见细菌—大肠杆菌（感染萨姆的细菌），它们对所有既存抗生素都产生了耐药性。世界卫生组织强调，抗生素耐药性已是对世界安全的最紧迫威胁，[41]全球范围内有许多人提出倡议，支持新型抗生素的研发。[42]这项工作缓慢、昂贵且容易引起人们虚幻的期待。而且，临床上对严重感染进行短暂、快速治疗的需求，给制药公司带来了艰巨的财务挑战，制药公司需要赚回药物研发的巨额成本。你或者病愈，无须花钱购买多余的药物；或者病死。研发治疗类风湿性关节炎等常见终生疾病的药物，其盈利模式可被简单仿效，但研发治愈罕见细菌感染的有效治疗方法，从财务回报上来看并不具有吸引力。当然，人们不会想回到抗生素诞生之前的时代，那个时候除了时间、希望或死亡，病人不可能期待其他有效的治疗方法。所以，我们现在需要的是全球合作，需要中央政府提供科研资助，用以研发新型抗生素，而且政府应与制药业保持密切联系。
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我们在重症监护室里与致命性疾病作斗争，抗生素是我们最常使用的药物之一。抗生素耐药性这个概念值得每个人重视，因为面对一名因严重感染而出现数个器官衰竭的病危患者时，除了使用最强劲、最广谱的抗生素来有效杀死各种各样的细菌之外，我们没有太多选择。医学文献支持在患者患病早期使用这些强有力的抗生素，有结果表明，哪怕注射仅仅晚一个小时，病人的死亡率也可能会上升近8%。[43]严重感染的死亡率本就高达20%，没人希望在这个数值上再增加额外的风险。
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这些研究并不完美，有些人还会质疑在体质本已很差的病人身上施用这般能把细菌击成碎片的强劲抗生素，或许会对病人本身造成有害影响。我们知道，一般是病人自身的免疫反应而非病原体本身导致器官衰竭和死亡。所以可以想见，这些药剂通过释放微生物碎片增强了这种免疫激活作用，可能由此对人体造成伤害。尽管有上述理论关切，国际指南仍提倡在严重感染者患病的早期阶段进行抗生素注射，以及早期的“源头控制”，即尽快消除感染源。这无疑是正确的。[44]
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五天前奄奄一息走进重症监护室大门的萨姆，如今已是截然不同的模样。医生注射进她血管的强劲抗生素有效地遏制了她的感染。她的身体对大肠杆菌产生了强烈的反应，但这一次的确起了效果。我们逐渐减轻了帮助萨姆心脏收缩的药物用量，直至最后完全停药。几日来，萨姆床边的血液透析仪一直帮她维持清醒状态，如今也已关闭。萨姆的妈妈从未料到，自己看到女儿排出新鲜尿液会如此充满感激，当她在萨姆的导尿袋里看到尿液时就知道女儿的肾脏已经恢复正常。重症监护在正确的时间为萨姆做出了正确的诊断，并为她提供了正确的药物，也给了她恢复身体的时间。因为重症监护，萨姆有机会从一个小女孩长成一个大姑娘。当她跟我们挥手告别时，仍穿着五天前吸引我注意的那件恐龙T恤。我们与萨姆永不会再相见，这是最好不过的事情。
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克里斯托弗的故事则不幸走向另一种结局。患病三周后，他被空运回英国接受治疗，已失去意识，仅靠呼吸机维持生命。此时，透过他的肺部进入血液的氧气量非常少，我们只能给他装上一个能帮助他一分钟呼吸超过300次的机器。这台机器所借助的氧气输送方法不是人类正常呼吸所能达到的，有点像是狗在喘气。克里斯托弗最初注射的抗生素本该有效杀死在非洲侵入他肺部的那些细菌，但事实上他正走向死亡。他体内的肺炎链球菌是一种古老的细菌，其存在的历史比人类历史还要长，但克里斯托弗奄奄一息并非由于肺炎链球菌在其体内产生的直接作用。致命的是最初感染数周后他的身体对细菌的反应。他的身体正在杀死他，不幸的是，面对这一情况，我们爱莫能助。
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我还记得克里斯托弗在重症监护室里度过他18岁生日的那天。烛光跳跃，气球飘荡，克里斯托弗周边摆满了记录他生命中美好时刻的照片，但他变得越来越瘦弱。几周前，在镇静剂减量后，他逐渐恢复了意识。现在，在越来越短的意识清醒间隙，他会问他妈妈：“我还能做些什么？”在非洲之巅的阴影下咳嗽了12周后，克里斯托弗去世了，他的家人轮流握着他的手。他死于败血症。即便用尽我们现有的最佳治疗方法，在患有这般严重败血症的病人中，也有五分之一活不下来。
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10年后，我去克里斯托弗家探望他的家人。那缕红色羊毛仍然系在他爸爸的车顶上。关于危重病症死亡给病人家属带来的冲击，我们会在本书后面的章节里详细讨论。现在，我想说的是我永远不会忘记克里斯托弗这个病例，在他过世后的数月甚至数年时间里，当我再次遇到重度感染的病人时，他还是会出现在我的思绪中。这让我有了一种紧迫感：面对感染病例，我必须尽早且积极实施治疗。
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某次我从法国休假回来，上班第一天就遇到了25岁的卡特琳，她正身陷险境。卡特琳的父母向我描述时说他们的女儿一直都非常健康，不过偶尔会长湿疹或唇疱疹。一周前，她发烧了，呼吸困难，且开始咳痰。在那个阴云密布的周一早晨，当我看到卡特琳时，她的肺部和肾部都已衰竭，靠生命维持器勉强支撑。医生告诉她的父母，她可能坚持不了多久。尽管卡特琳已经接受了最强劲的抗生素注射，但她的肺部状况并未好转，而是不断恶化。这种情况不太对劲。为什么对萨姆有用的治疗方式对卡特琳却毫无用处呢？
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医学界人士都钟爱“奥卡姆剃刀原理”，它最初由圣方济各会修士奥卡姆的威廉提出。[45]这条原理指出，一个问题最简明扼要的答案往往就是正确答案。为什么卡特琳在接受了针对其感染状况的治疗后仍未好转？简单的答案可能是卡特琳压根就没有被感染。但若如此，为何她的身体表现得好像她的确被感染了呢？
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许多情况会引发疑似感染症状，但病因并非感染。如果你遭遇了一次严重的车祸，24小时内你的心跳将加快，体温将上升，以往用以诊断感染与否的血液标记物将被激活。这一“急性期反应”与严重感染症状雷同。识别症状是不是由于感染而出现，关键在于从病人的经历中获取信息。至于卡特琳，我们向她的家人仔细询问了她的经历，查询了她的各项检测结果，检查了她身体的每一个部分。
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