一场风暴正在酝酿中。本书的写作目的就是了解这场即将到来的风暴——探究流行病的性质，了解它们来自何方，又将去向何处。但我不会只描绘一幅严峻的图景。自我们首次发现病毒以来的100年，人类在了解病毒方面已经取得很大进展，但还有很多艰难任务亟待完成。如果我们表现出色，就可以采用大量当代先进技术进行流行病预测工作——就像气象学家预报飓风行进路线一样，并且最好能在第一时间加以预防。这是现代公共卫生事业的终极目标。在接下来的章节里我将证明，我们有能力实现这个目标。
从那以后，除了长期在中非和亚洲从事艰苦的研究工作，积累捕捉新型微生物的研究实力外，我和唐也在研究地和位于巴尔的摩（Baltimore）的唐的办公室里进行了多次长谈。我们以啤酒为赌注，就科学问题打了很多赌，也讨论了病毒学领域未来面临的难题。记得那天我头一回听唐提起：未来的研究不仅包括应对流行病，还包括预测流行病。这一观点听上去很大胆，但又合情合理。我们迅速思考起该愿景的现实运作方式。这些早前的交谈为我和同仁们后来的研究工作奠定了基础。我们在全世界范围内的微生物热点地区建立并运作情报站，在新型微生物全球大流行之前将其就地捕获。
我在两位学者的指导下工作：一位是著名的进化生物学家汉密尔顿（W. D. Hamillton），另一位是其同仁戴尔·克莱顿（Dale Clayton）。克莱顿是研究动物抵御寄生虫行为的专家，他发现自我药疗法在动物王国里被普遍采用，比如黄蜂和科迪亚克棕熊这两类特征迥异的动物，都会利用植物的化学成分来抵御自然虫害。
在地球上，病毒的进化速度比任何生物体都快，但我们对它们的了解少于其他生命形式。对病毒的研究使科学家有机会发现新物种并将其登记入册，这一方式令人回忆起19世纪自然科学家所处的那个世界。一位科学家可能倾其一生也找不到一个新的灵长类动物物种，但新病毒每年都能被发现。每一代病毒的生命周期极为短暂，因此我们能实时观察其进化过程。对有志于此的人来说，这是一个理想的研究体系。也许从一位年轻科学家的角度来看，该学科最大的优势是有重要而紧迫的挑战：一些病毒害死了人。这一挑战不难克服，新的发现不仅可以加深我们对自然的了解，还能够在控制人类疾病的实践中，发挥重要而快速的作用。
像H5N1和H1N1这样的新型流感病毒就是我们的监控对象。很不幸，对于像H5N1和H1N1病毒这样的威胁，我们轻易地放松了警觉。媒体对它们的关注迅速降温，绝大多数人都没把这两种病毒当回事。但是H5N1和H1N1病毒都没有灭绝，如今它们对人类的威胁程度，可能与它们首次被关注时并无二致。它们都一直在感染人群。例如，在媒体遗忘了H5N1病毒几年后的2009年，经实验室确诊的H5N1病例至少有73例。实际病例肯定不止这些，而且这个数字与以前年份确诊的年病例数相比，并没有明显差别。H1N1病例也呈继续扩散态势，甚至在我们监控的最偏僻的林区都检测到了它们。
第三部分描述令人惊叹的流行病预防新世界，并介绍了一批科学家。他们渴望开发一个有效的全球性免疫系统，防止流行病在全球肆虐。沿着这一写作脉络，我们将踏入中非偏远的狩猎村庄，调查婆罗洲岛上野生红毛猩猩得疟疾的情况，了解先进的基因排序技术如何改变了我们发现全新病毒的方式，并看看来自硅谷的公司如何永久地改变了我们为发现下一个主要疫情而实施监控的方式。
我提出了一个记录基巴莱黑猩猩自我药疗行为的研究计划。当时，有关这些动物通过吃含有特定化学成分的药用植物来治疗自身传染性疾病的观点，还只是一个有趣的假说。之前在牛津大学学习，并在该校自然历史博物馆从事有关动物自我药疗法的展览工作时，我已经开始探究这个问题。
孩提时代观看的一部国家地理频道的纪录片，触发了我一生对猿类的兴趣。这部纪录片解释了为何人类与猿类而不是猴类的亲缘关系更近。片中的谱系树显示人类与猿类是兄弟，而与猴类是远房表亲，这与我脑海中在底特律动物园游玩时的记忆完全不吻合。我记得当时看到猿类和猴类被一起锁在“猴屋”里，而我们人类却站在笼子外面。人类和猿类是近亲的观点，在我心底确实引起了震动。据我父亲说，看完纪录片后，我有好几天都被片中的猿类附体，在屋里手脚并用地行走，试图不用语言与人交流，努力展示自己内在的猿性。
无论是对公众还是对政策制定者而言，风险阐释都不是小事一桩。就H1N1或者H5N1而言，如果没有迅速研制出疫苗或尽力减少病毒传播，就可能酿成全球范围的惨剧。
2004年1月25日，卡坦成为泰国已知的第一位死于H5N1的患者，不久全世界都将该病称为“禽流感”。
11天后，卡坦退烧了。尽管一直住在重症监护病房，他的呼吸窘迫症状却越发严重。2004年1月25日，卡坦成为泰国已知的第一位死于H5N1的患者，不久全世界都将该病称为“禽流感”。
我的研究工作的主要目标，是在一个新流行病出现的第一时刻就奋力捕捉到它，然后在其扩散到全世界之前努力地了解，并遏制它。因为流行病几乎总是由一种动物微生物传播到某个人身上而引发，所以这是一份让我走遍世界各地的工作：从中非的雨林狩猎营地，到东亚的野生动物市场。它也把我带进了美国疾控中心（Centers for Disease Control and Prevention，简称CDC）的前沿实验室和世界卫生组织（WHO）的疾病暴发控制中心。追踪这些对人类有潜在毁灭性的微生物，促使我去研究以下问题：流行病是怎样诞生的？是在哪里诞生的？为什么会诞生？我致力于开发尽早准确检测流行病的系统，以确定这些流行病的重要程度。运气好的话，还能摧毁那些可能给人类带来灭顶之灾的流行病。
泰国北碧府境内的庞素克村与该地区的很多地方并无二致——气候潮湿，树木繁茂，野生动物的嚎叫声不绝于耳。庞素克村位于泰国西部靠近缅甸边境处，约有3000名村民在此居住，他们以种植甘蔗和稻米为生。庞素克村是卡坦·布马鲁 （Kaptan Boonmanuch）的家。他是一个6岁的小男孩，也是首批死于一种新型人类病毒的患者之一。
被送到医院时，卡坦呼吸急促并伴有高烧。检查结果显示他得了严重的肺炎，两肺都被感染了。卡坦被转至儿科重症监护病房，并戴上了呼吸器。一系列的细菌培养检测都呈阴性，说明感染可能是由一种病毒引起的。医生用一种叫作聚合酶链反应（polymerase chain reaction，简称PCR）的分子生物学技术进行的深入检测显示，卡坦可能感染上了一种非典型流感。这种流感此前也许还没有在人类身上被发现，或者未被大范围发现。
近100年来的全球公共卫生事业主要致力于应对流行病的侵袭。现在我和一群数量不多，但颇具影响力的科学家已经开始认为，我们必须实施比疲于应付更好的举措。努力研发疫苗、研制药品和改善人类行为这些传统方法，在应对人类免疫缺陷病毒（即艾滋病毒）上已经失败了。艾滋病毒从发现至今已近30年，其扩散的态势一直未能得到遏制，最新统计显示人类免疫缺陷病毒，感染人群逾3300万。
我对微生物知之甚少，于是就联系了安迪·斯贝尔曼（Andy Spielman）教授。他来自哈佛大学公共卫生学院，是当时为数极少的专门研究自然界微生物生态的学者之一。尽管他的实验室里塞满了同事和学生，研究的侧重点也是北美地区而不是非洲或者亚洲野外地区，他还是友善地将我纳于麾下。就这样，我开始了对黑猩猩传染性疾病的研究工作。一旦开始对微生物进行研究，我便一发不可收。我的研究重心是病毒。
卡坦酷爱骑自行车、爬树，也喜欢跟他的塑料斑点狗玩具玩。斑点狗玩具会一边机械地发出“汪汪汪”的叫声，一边将3只小狗崽拉进棕色的小车里。
此时你也许会问，为何我最终决定投身流行病研究？是出于拯救世界的愿望吗？我想可能是出于一种由科学发现引发的兴奋感。这种兴奋来自发现了那种肉眼看不见的、完全未知的生物体，它有可能摧毁大范围人群。也许我是想要深入了解复杂的人类生态的一个组成部分，或是渴望探究这些新型病毒经常出现的那些奇异之地。不过，虽然现在我的生活被了解并遏制流行病的工作填得满满当当，但这并非是我一直以来的追求。我对微生物的研究起步于一个很不起眼的研究子项目，它隶属于我对中非野生黑猩猩进行的一项研究。
流行病大事记
流行病是怎样开始暴发的？
现在，我们花不到1万美元就能给整个人类基因组排序，也能够建立大规模通信设施，不久就能使全球大部分人用上手机。但奇怪的是，我们仍然对流行病和引发流行病的微生物知之甚少。对于如何在流行病从小镇传播到城市和地球其他角落之前预测或者预防它们，我们知道得更少。正如我在本书第二部分里将要论述的那样，随着地球上人和动物的联系持续加强，未来几年流行病暴发频率也将加快。无论是集H5N1的高致死率和H1N1的易传播性于一身的镶嵌体病毒、死灰复燃的非典型性肺炎病毒（SARS）、像艾滋病毒一样的新型逆转录病毒，还是最可怕的、偷袭我们的某种全新病毒，未来几年我们都将面临更为严峻的微生物威胁。微生物有能力折磨我们，害死我们，毁坏地方经济；它威胁人类的程度，比地球上最可怕的火山喷发、飓风或地震都要严重。
H5N1
未来我们能做些什么来预防流行病？
当某个人或动物同时感染上这两种流感病毒时，其身体就成为一个为病毒交换基因提供良机的混合器。这种情况是怎样发生的？在一种有性繁殖中，H5N1和H1N1病毒混合能够装配成镶嵌体，这一子代病毒的一部分基因来自两种病毒。个体感染了多种相似的病毒后，就会发生这样的基因重组。就H5N1和H1N1病毒而言，如果镶嵌体子代病毒从H1N1和H5N1亲代病毒那里分别继承了传播力和致命性，最后生成的病毒将具有高传染性和高致命性——正是我们最为惧怕的，可对全球造成影响的基因配置。
因为联系不上我，唐设法找到住在密歇根州的我母亲，给她打了一通电话。出门在外，我偶尔会在雨林研究基地联系母亲。母亲责备了我，说有一位美国军队里的“将军”给她打了电话，她问我惹了什么麻烦。幸亏唐只是让我帮他在中非建立一个研究项目，了解病毒是如何从动物身上跑到人身上的。
为了更清晰地理解一次疫情的真正威胁，我们先来了解流行病学上的一个概念：R0，即基本再生数（basic reproductive）。
在2004年头几个月，我们还无从知晓H5N1病毒如何有效扩散。因为它属于经常要进行传播活动的那一类病毒，所以存在着传播的可能性。如果H5N1的传播路径和1918年的流感病毒一样，它就会制造出人类历史上一场空前的灾难。
图0-1 卡坦的哥哥在葬礼上捧着卡坦的遗像为什么如今人类要遭受这么多流行病的侵害？
H5N1病毒以强大的致死力凸显了自身重要性。该病毒的病例病死率，即感染者的死亡比例大约是60%。这样的微生物是极其致命的。作为对比，我们可以回顾一下发生在1918年的灾难性流感大流行。虽然估计得不够准确，但大家认为1918年流感大流行造成的死亡人数约为5000万人，相当于当时全球人口的3%。这是一场几乎难以想象的灾难，在这次流感大流行中死亡的人数，超过了20世纪所有战争中被认定死亡的士兵总数。这个小小的病毒直径不到100纳米，仅有寥寥可数的11个基因。可在充斥着战争的20世纪里，将第一次世界大战、第二次世界大战中大大小小的战争和其他所有战争中死亡的士兵数加起来，还抵不过这个病毒的致死人数。尽管1918年的流感大流行到处肆虐，但人们对其病例病死率的估计是最多20%。实际比例肯定远远低于这一数字，更谨慎的估计是大约2.5%。H5N1病毒造成的60%的病死率，显然远远高于引发1918年流行病的流感病毒。
第一部分是介绍本书的主角——微生物，探究人类与这些生物体关系的历史。这一部分探索了巨大的微生物世界，将那些威胁人类健康的微生物以特有的视角进行分析。这些篇章详细描述了人类和人类祖先在进化过程中所发生的一些最重要的事件，力求将断断续续的历史资料发展为一组关于这些事件如何影响人类与微生物的互动的假说。
我对猿类的痴迷，起初是出于小孩子对神秘事物的向往，后来慢慢演化成一种理性的兴趣：想知道与人类亲缘关系最近的“亲戚”能告诉我们哪些有关人类自身的事情。开始我对整个猿类抱有兴趣，后来兴趣点集中于黑猩猩和它们不太被熟知的兄弟——波诺波黑猩猩上。这两种猿类在谱系树中与人类同属一个特定的分支。自我们最后的共同祖先与这两种同类猿物种分离后，岁月是如何构建人类的思想、身体和所处的世界的？有什么特性被我们共同保留了下来？
致死力像H5N1一样令人印象深刻的H1N1病毒，是所谓的猪流感，它的传播力也同样令人印象深刻。虽然无人知道H1N1大流行开始的确切时间，但到了2009年8月，也就是距离H1N1被首次确认不到一年时间，世界卫生组织宣布，预计该病毒最终感染人数可超过20亿，约相当于地球总人口的1/3。这出自然上演的戏码着实令人震撼。虽然其他类型的自然灾害在视觉上更具冲击力，但H1N1能遍及地球每个角落的传播能力，使其成为一股强劲的自然力量。在2009年头几个月可能只感染极少人的一种病毒，不到一年时间便席卷全球。尽管我们倾力进行全球公共卫生基础设施建设（这些建设让我们感到无比自豪，同时深感健康有了保障），但还是发生了病毒大流行。虽然据估计H1N1病毒的病死率远低于1%，与H5N1的病死率相比黯然失色，但其感染人群的绝对数值令其坐拥“地球杀手”的名号。20亿人的1%意味着数以千万计的人命。
基本再生数R0对任何流行病来说，R0是每一例新病例所造成继发感染数量的平均值（在无事先免疫和防控举措的情况下）。如果每个新病例平均引发一人以上的继发感染，那么该流行病就有可能扩散。如果每个新病例平均导致不到一人的继发感染，疫情就将逐渐消失。R0帮助流行病学家准确判断流行病是可能呈“病毒式扩散”还是逐渐消失，它基本上成为流行病的可扩展性的衡量指标。
2004年头几个月，在卡坦死于H5N1病毒的新闻发布后，控制人类疾病传播成了公共卫生建设的重中之重。卡坦是泰国第一例死于H5N1病毒，即所谓禽流感的确诊病例。事实上，虽然流感病毒可能通过其他动物传到人类身上，但所有人类流感病毒最初的传染源头无一例外是鸟类，所以人们将H5N1俗称为“禽流感”。虽然会激怒科学家，但是在一个月时间里，这个名字就俨然成为新闻节目的主角，也成了全世界人民热议的话题。
H5N1病毒的学名为HPAIA。这个名称极具描述性，既表明这一病毒是一种高致病性禽流感A型病毒（a highly pathogenic avian influenza A-type virus），也标明了专属于这种病毒株的特定的血细胞凝聚素（H）和神经氨酸酶（N）两种蛋白质变异体。
第二部分调查当今人类成为流行病易感群体的渐变过程，提出未来如何控制流行性疾病的思路。
病毒是以运动而非静止的状态存在着的，这一点很关键。如果致命的禽流感病毒H5N1成功发生了基因突变并迅速传播开来，后果将会极其严重。虽然视觉冲击力未必令人震撼，但其毁灭性的程度连最严重的地震都无法与之相提并论。而传播迅速的甲型流感病毒H1N1的致病力哪怕有微小的提高，也可能带来惊人的死亡人数。这两幅画面不难想象。正如我在第1章里会详细探讨的那样，流感病毒和其他众多病毒都匪夷所思地拥有适应人类宿主环境的能力。它们能迅速发生基因突变，甚至彼此交换基因（这里指的是一种基因重组过程）。
在2009年，正是这一基因重组现象引起我和其他科学家的关注。H1N1病毒迅速席卷全球时，很有可能与人或动物身上携带的H5N1病毒相遇，并埋下发生系列性灾难事件的隐患。我们就是要力图在事态扩散之前，尽早发现它们。
当我就自己的研究工作在世界各地进行讲演，并在斯坦福大学病毒学研讨课上给学生们上课时，发现这些话题引发了越来越多的社会关注。大家都承认流行病具有横扫地球人口的巨大力量，而且貌似无人可以幸免。然而鉴于这些事件的重要性，一些重大问题依旧令人费解：
元旦刚过，卡坦就发烧了，他被村里的一家诊所诊断为感冒，但3天后病情未见好转。他父亲强南（Chamnan）是位富裕的农民，也兼职当司机。他把儿子送到了一家公立医院检查。医院的X光检查显示卡坦得了肺炎，他被留院观察。几天过去了，卡坦高烧至40.6℃不退，情况危急。他父亲支付了昂贵的费用联系了一辆救护车，把儿子火速送往曼谷的希里拉医院进行更好的治疗。
被理性的兴趣所牵引，我越来越渴望见到生活在自然环境中的猿类。想要实现这一愿望，我就得亲自到中非雨林对它们进行追踪，看看它们真实的模样。于是在选择博士专业时，我决定去哈佛跟两位著名的灵长类动物学家理查德·兰厄姆（Richard Wrangham）和马克·豪塞尔（Marc Hauser）一起从事研究工作。在念博士的第一年里，我花了很长时间向他们陈述必须派我去乌干达东南部的基巴莱森林（Kibale Forest）研究野生黑猩猩群落的原因。那时兰厄姆已经对这些黑猩猩进行了多年的研究。
我尝试通过本书来回答这些问题，努力将这幅流行病拼图的碎片拼接起来。
虽然病毒致命性容易吸引眼球，是媒体持续的关注点，但对微生物学家而言，这仅仅是流行病拼图里的一小片而已。事实上，有些微生物几乎会杀死所有感染人群：100%的绝对病死率。但这些病毒并未对我们构成严重威胁。比如在自然条件下感染多种哺乳动物的狂犬病毒或是一些亚洲猴类的疱疹B病毒，会引起所有感染人群死亡。但是除非你与携带狂犬病毒的动物接触，或者与亚洲猴子一起工作，否则这些病毒不会成为你关注的重点，因为它们没有在人际间传播的能力。一个能制造灾难的病毒，必须既拥有杀伤力，又具备传播能力。
但如果我们在艾滋病毒扩散之前就“捉到”它，情况会怎样呢？艾滋病毒广泛传播之前，已在人类身上存在了超过50年。之后它又传播了25年，直到最终被法国科学家弗朗索瓦丝·巴尔—西诺西（Françoise Barré-Sinoussi）和吕克·蒙塔尼（Luc Montagnier）发现。两位科学家因此实至名归地捧得了诺贝尔奖。如果我们在艾滋病毒离开中非之前就遏制了其传播，世界会有什么不同呢？
卡坦常常去农场帮家里人干活。庞素克村几乎家家户户都饲养蛋鸡，有些人家也养用于斗鸡的公鸡。卡坦的姑妈和姑父就住在路那头，靠经营一家露天农场过活，他们饲养着300多只鸡。每年冬天，村里都会有几只鸡死于疑似传染性疾病或感冒，但2003年12月死鸡的数量剧增。那年冬天，跟很多本地农场一样，卡坦姑父家农场的鸡出现了严重的腹泻。所有的鸡要么自然死亡，要么因病被宰杀。卡坦则帮忙处理死鸡。据新闻报道说，元旦前一两天，这个小男孩带了一只叫个不停的病鸡回家。
有朝一日我们也许能预测流行病，这一观点十分新颖。我第一次听到有人谈论它是大约10年前，在约翰·霍普金斯大学唐·伯克（Don Burke）的办公室里。唐·伯克是一位退役的上校军医，也是世界知名的病毒学家，来自华特瑞陆军研究院（Walter Reed Army Institute of Research，简称WRAIR）。在接受约翰·霍普金斯大学彭博公共卫生学院教授职位之前，他致力于以更传统的方法控制疾病。我的博士研究是在沙巴州（Sabah）的雨林中，研究蚊子和其他吸血昆虫以哪些方式帮助微生物在灵长类动物间进行传播。完成研究前我就被唐录用为约翰·霍普金斯大学的博士后。
当我开始在乌干达研究黑猩猩时，教授们提醒我，任何有关黑猩猩用植物进行自我药疗的确凿证据，都少不了对其所治疗的传染性疾病的了解。除非我能够证明黑猩猩使用传说中的药物使病情减轻了，否则得出的研究结果仍然是推测性的。因此，我需要了解是什么传染性疾病在折磨着黑猩猩。
尽管卡坦之死令人悲伤，而且新闻报道继续以悲伤的笔调详细描述其葬礼及家族的吊唁仪式（见图0-1），但现实却是发展中国家儿童死于此类疾病的事件无时无刻不在发生。20世纪60年代，科学家们预测传染性疾病短期内就会被消灭，但直到今天，一些传染性疾病仍被称为“最重要的人类杀手”。从全球风险的角度来看，死亡事件的影响程度不尽相同。大多数传染性疾病导致的死亡都是地区性事件，虽然对受害者及其家人来说是灭顶之灾，但从全球范围来看，这些传染性疾病所显现的风险是有限的。卡坦之死却预示着一件可能改变整个世界的事件：它是由动物病毒引发的第一例人类感染。这种病毒有可能摧毁全球数百万乃至数亿人群，从而永久地改变人类社会的面貌。
