有毒的沙拉

一头猪，一只虫，一袋菠菜：这听起来像一个谜语的答案，某种程度上也确实如此。去年夏末，一群野猪践踏了一个围栏，闯入了加州萨利纳斯谷的一个菠菜田。当它们在叶菜中拱来拱去时，很可能留下了被有毒的肠道细菌大肠杆菌O157:H7感染的粪便——这种细菌似乎是从附近的牛棚里感染的。这种顽固的大肠杆菌O157:H7通常无害地生活在牛的肠道后部，数量达数十亿。但在这种情况下，细菌巧妙地附着在菠菜叶的缝隙中，随着蔬菜的收割、切割、清洗、包装，然后运往全国各地，从俄勒冈州到缅因州。在9月和10月，近200名食用受感染菠菜的人出现血性腹泻，31人患上严重的肾病，3人死亡。

美国食品药品监督管理局的科学家们在检测了受污染的菠菜叶并将其与农场一头被捕杀的野猪的粪便样本进行比对后，将有毒的大肠杆菌菌株追溯到了加州农场——这是大肠杆菌中毒疫情首次直接追溯到其源头。1998年，至少有三次与农产品相关的大肠杆菌O157疫情爆发，引发了全国对新鲜蔬菜的恐慌。11月和12月，五州71人因在Taco Bell食用冰山生菜后生病，随后被追溯到受污染的生菜；另有81人在三州因在一家名为Taco John's的快餐连锁店食用受污染的生菜而生病。

这场与沙拉相关的疾病浪潮突显了一种感染的令人担忧的转变，这种感染最初在1982年首次出现时被称为“汉堡包病”。现在，一种以隐藏在未煮熟牛肉中的著名细菌，正在搭乘生菜和菠菜等绿叶蔬菜的便车。问题是为什么？我们又该如何阻止它？

1991年以来，小范围疫情已与甜瓜、葡萄、卷心菜沙拉、豆芽和苹果汁有关。到1998年，对未经巴氏消毒的苹果汁强制执行警告标签导致与饮品相关的疫情下降。与此同时，袋装蔬菜热潮也开始了。1997年至2005年间，预先清洗的包装沙拉销量几乎翻了三倍，创造了一个年产值30亿美元的产业。

混合绿叶菜的全国性分销使得它们携带的大肠杆菌更有可能传播得更远。“当生菜以整棵的形式运输时，一棵受污染的生菜不太可能污染另一棵，”马里兰大学医学院微生物学家詹姆斯·卡珀说。“但是当生菜被切碎并一起清洗时，一棵生菜的污染就可以传播得更广。”尽管加工商在包装前会用氯水三倍清洗叶子，但即使只有50个微生物的微量幸存细菌，也足以使人患病。

大肠杆菌O157之所以能造成如此大的破坏，是因为它分泌的毒素是已知最强的毒素之一，仅次于肉毒杆菌释放的毒素。这种名为志贺毒素的物质对牛无害。然而，在人类身上，它会引发一系列症状，当细菌通过注射器状结构将毒素注入肠壁细胞时开始。首先，细菌分泌一种蛋白质，帮助它们附着在肠道上皮细胞上；然后，它们释放志贺毒素，该毒素在破坏肠道细胞后可以进入血液。当它在体内循环时，毒素会攻击肾脏，侵入大脑，在最极端的情况下，会导致多器官衰竭和死亡。幸存者可能会遭受瘫痪、失明或慢性肾衰竭。抗生素弊大于利；因为它们会分解细菌细胞，可能引发更多的毒素释放。

根据疾病控制中心的数据，大肠杆菌O157在美国每年平均导致73,000例感染和61例死亡。自2000年达到峰值以来，疫情数量实际上有所下降。然而，“这是一个世界性问题，”蒙特利尔大学的微生物学家约翰·费尔布雷瑟说，“而且尚未找到理想的解决方案。”尽管受污染肉类造成的病例数量可能在下降——他说，这是由于屠宰场更严格的卫生控制和快餐店彻底加热汉堡包等因素——但这种细菌正在食品中传播得更广，这些食品不太可能被烹饪（从而被消毒），例如水果和生菜。另外，O26和O111等罕见毒性大肠杆菌菌株的感染也日益增多。

费尔布雷瑟说，这些细菌在肠道外多种不同环境中都有令人担忧的生存能力。佐治亚大学食品安全中心主任迈克尔·多伊尔的实验表明，大肠杆菌O157在田间可以在生菜上存活77天以上，在胡萝卜上至少存活175天，在洋葱上至少存活85天。问题是，来自牛肠道的细菌如何进入胡萝卜。一种显而易见的方式是通过在农产品田间传播的动物粪便或回收的处理过的人类污水。“可以使用未经处理的粪便，只要这些农作物不是有机种植的。这一点都不吸引人，”华盛顿特区公众利益科学中心食品安全主管卡罗琳·史密斯·迪沃尔说。“处理过的污水可能被用于某些水系统，然后这些水被用于灌溉。即使是三级污水处理，也可能不足以完全消除与大肠杆菌相关的危害。”来自奶牛场的受污染径流可能会渗入相邻的田地——就像2006年Taco John生菜疫情可能发生的那样——夏天，牛棚的灰尘会吹到附近的作物上。其他动物粪便也可能携带细菌。

如果袋装沙拉的恐慌持续下去，农产品农民可能会面临与20世纪90年代奶牛养殖业所面临的相同的财务困境。2003年的一篇文章指出，在过去十年中，销售额损失了。幸运的是，对于生菜生产商而言，他们可以从牛肉农民为挽救其行业而进行的研究中受益。一项这样的研究是开发一种疫苗，以防止奶牛在其粪便中排出有毒大肠杆菌。内布拉斯加大学林肯分校的兽医大卫·史密斯花了五年时间测试这种疫苗，该疫苗可刺激产生针对细菌分泌的蛋白质的抗体，这些蛋白质帮助细菌附着在肠壁上。史密斯的研究结果表明，该疫苗可将排出有毒大肠杆菌的奶牛数量减少65%。2006年12月，加拿大生物技术公司Bioniche Life Sciences获得了加拿大食品检验局的许可，向加拿大兽医分发该疫苗。在美国，该疫苗的批准仍在等待中。

其他方法则更具实验性。德克萨斯州美国农业部农业研究服务中心微生物学家托德·卡拉威一直在牛粪中寻找能够靶向大肠杆菌O157的噬菌体——一种攻击细菌的病毒。在一项最近的研究中，他给感染O157细菌的绵羊喂食了这些病毒的混合物，发现在它们的肠道中该菌株的数量急剧减少。他现在正在研究将这些病毒喷洒在牛皮上——这是屠宰场感染的主要来源——是否也能减少它们的细菌载量。

即使这些预防方法成功了，它们也可能无法万无一失，因此科学家们还在开发新的方法来攻击一旦进入人体的大肠杆菌。一种方法是靶向使大肠杆菌O157如此有毒的基因。詹姆斯·卡珀发现，当细菌种群在大肠中达到临界数量时，微生物会分泌类激素化合物。这些化合物反过来会开启使细菌能够定植肠壁并分泌毒素的基因。破坏这种细菌群体智慧可能提供一种预防入侵的方法。凡妮莎·斯佩兰迪奥，卡珀的前博士后，现任达拉斯德克萨斯大学西南医学中心实验室负责人，她发现了三种可以阻断大肠杆菌之间信号传导的分子。她计划很快开始对一种源自这三种分子之一的药物进行动物测试。

另一种选择是使志贺毒素本身失效，这是马里兰州贝塞斯达统一服务大学微生物学家艾莉森·奥布莱恩采取的策略。她已经研制出了可以中和毒素的抗体，这些抗体已被Caprion制药公司证明对人体安全，为有效性试验铺平了道路。这种抗体疗法如果能在感染初期及时使用，效果最好。

然而，最终，从源头——牛——上消灭细菌，可能是预防人类感染大肠杆菌O157的最有效方法。“这不是什么高深的科学，”迪沃尔说。“至关重要的是，人类和动物的排泄物都不要接触农作物。应该限制使用未经处理的粪便，监测堆肥过程以确保其有效性，并限制使用可能含有处理过的污水的供水。”但卡珀补充了一句。“有太多不同的细菌，有太多不同的食物类型，食物的准备和加工方式也太多了，”他说。“我认为食品供应不可能完全安全。”