What I'd like to do is just drag us all down into the gutter, and actually all the way down into the sewer because I want to talk about diarrhea. And in particular, I want to talk about the design of diarrhea. And when evolutionary biologists talk about design, they really mean design by natural selection. And that brings me to the title of the talk, "Using Evolution to Design Disease Organisms Intelligently." And I also have a little bit of a sort of smartass subtitle to this. But I'm not just doing this to be cute. I really think that this subtitle explains what somebody like me, who's sort of a Darwin wannabe, how they actually look at one's role in sort of coming into this field of health sciences and medicine. It's really not a very friendly field for evolutionary biologists. You actually see a great potential, but you see a lot of people who are sort of defending their turf, and may actually be very resistant, when one tries to introduce ideas.
Điều tôi muốn làm là kéo chúng ta xuống cống rãnh, thực ra là xuống tận các cống xả nước thải bởi vì tôi muốn nói về bệnh tiêu chảy. Và cụ thể là, tôi muốn nói về việc "thiết kế" bệnh tiêu chảy. Các nhà sinh vật tiến hóa nói về "thiết kế" thực ra họ muốn nói về sự "thiết kế" bởi chọn lọc tự nhiên. Điều đó khiến tôi đặt tiêu đề, "Sử dụng tiến hóa để Thiết kế các Vi sinh vật gây bệnh một cách thông minh." Tôi cũng chèn thêm một tiểu đề nghe có vẻ nhạo báng nữa. Nhưng tôi không làm thế này cho hay. Tôi thực sự nghĩ rằng tiểu đề này giải thích điều mà những người giống tôi, những người ngưỡng mộ Darwin, cách họ thực sự nhìn vào vai trò của một sự vật trong lĩnh vực khoa học sức khỏe và y học. Đó thực sự không thân thiện dành cho nhà sinh học tiến hóa. Bạn thấy được một tiềm năng vô cùng lớn, nhưng bạn thấy rất nhiều người bảo vệ lĩnh vực của mình, và có thể rất ngoan cố, khi có ai đó cố gắng đưa ra các ý tưởng.
So, all of the talk today is going to deal with two general questions. One is that, why are some disease organisms more harmful? And a very closely related question, which is, how can we take control of this situation once we understand the answer to the first question? How can we make the harmful organisms more mild? And I'm going to be talking, to begin with, as I said, about diarrheal disease organisms. And the focus when I'm talking about the diarrheal organisms, as well as the focus when I'm talking about any organisms that cause acute infectious disease, is to think about the problem from a germ's point of view, germ's-eye view. And in particular, to think about a fundamental idea which I think makes sense out of a tremendous amount of variation in the harmfulness of disease organisms. And that idea is that from the germ's-eye point of view, disease organisms have to get from one host to another, and often they have to rely on the well-being of the host to move them to another host.
Toàn bộ bài nói chuyện hôm nay sẽ nhằm giải quyết hai câu hỏi tổng quát. Một là, tại sao một số sinh vật gây bệnh lại nguy hiểm hơn? Và một câu hỏi gần gũi là, làm sao kiểm soát được tình thế này khi chúng ta biết đáp án cho câu hỏi đầu tiên? Cách khiến sinh vật nguy hiểm lành tính hơn? Và tôi sẽ bắt đầu bài nói chuyện với, như tôi đã nói, với các sinh vật gây bệnh tiêu chảy. Và trọng tâm khi tôi nói về các sinh vật gây bệnh tiêu chảy, và cũng tập trung khi tôi nói về mọi sinh vật khác, gây ra bệnh truyền nhiễm cấp tính, là nghĩ về vấn đề từ quan điểm của các vi khuẩn, cách nhìn của vi khuẩn. Và cụ thể là, nghĩ về ý tưởng cơ bản mà tôi nghĩ là có lý hơn so với vô số các biến số khác nhằm giải thích về tính gây hại của các sinh vật gây bệnh. Và ý tưởng đó là từ quan điểm của vi trùng, sinh vật gây bệnh di chuyển từ vật chủ này sang vật chủ khác, và thường chúng phải dựa vào sự khỏe mạnh của vật chủ để truyền chúng sang vật chủ khác. Nhưng không phải lúc nào cũng thế.
But not always. Sometimes, you get disease organisms that don't rely on host mobility at all for transmission. And when you have that, then evolutionary theory tells us that natural selection will favor the more exploitative, more predator-like organisms. So, natural selection will favor organisms that are more likely to cause damage. If instead transmission to another host requires host mobility, then we expect that the winners of the competition will be the milder organisms. So, if the pathogen doesn't need the host to be healthy and active, and actual selection favors pathogens that take advantage of those hosts, the winners in the competition are those that exploit the hosts for their own reproductive success. But if the host needs to be mobile in order to transmit the pathogen, then it's the benign ones that tend to be the winners.
Khi bạn nhiễm bệnh, không dựa vào sự di chuyển của vật chủ để lan truyền. Và khi bạn mắc bệnh, thì lý thuyết tiến hóa nói cho ta rằng chọn lọc tự nhiên sẽ ưu ái những vi sinh vật, bóc lột hơn, giống kẻ săn mồi hơn. Nên chọn lọc tự nhiên sẽ ưu ái sinh vật mà có nhiều khả năng gây ra tổn thất hơn. Nếu việc lan truyền sang vật chủ khác yêu cầu vật chủ phải di chuyển, thì chúng ta kỳ vọng rằng kẻ chiến thắng trong cuộc đua sẽ là các sinh vật lành tính hơn. Nếu mầm bệnh không cần vật chủ phải khỏe mạnh và năng động, và chọn lọc tự nhiên ưu ái các mầm bệnh mà lợi dụng được các vật chủ đó, kẻ thắng trong cuộc đua là những kẻ lợi dụng vật chủ để trở nên thành công trong sinh sản. Nhưng nếu vật chủ cần di chuyển mới lan truyền được mầm bệnh, thì phần lành tính hơn là kẻ chiến thắng. Vậy nên tôi sẽ ứng dụng ý tưởng này với các bệnh tiêu chảy.
So, I'm going to begin by applying this idea to diarrheal diseases. Diarrheal disease organisms get transmitted in basically three ways. They can be transmitted from person-to-person contact, person-to-food-then-to-person contact, when somebody eats contaminated food, or they can be transmitted through the water. And when they're transmitted through the water, unlike the first two modes of transmission, these pathogens don't rely on a healthy host for transmission. A person can be sick in bed and still infect tens, even hundreds of other individuals. To sort of illustrate that, this diagram emphasizes that if you've got a sick person in bed, somebody's going to be taking out the contaminated materials. They're going to wash those contaminated materials, and then the water may move into sources of drinking water. People will come in to those places where you've got contaminated drinking water, bring things back to the family, may drink right at that point. The whole point is that a person who can't move can still infect many other individuals.
Các vi sinh vật gây tiêu chảy thường lan truyền theo ba cách sau. Chúng có thể truyền do tiếp xúc giữa người với người, tiếp xúc người-thức ăn-người, khi ai đó ăn phải thức ăn nhiễm bệnh, hoặc chúng có thể lan truyền qua nước. Và khi chúng truyền đi theo dòng nước, thì không giống như 2 mô hình lan truyền đầu, những mầm bệnh này không cần vật chủ khỏe mạnh vẫn lan truyền được. Người ốm liệt giường vẫn truyền bệnh cho 10, thậm chí hàng trăm cá nhân khác. Một cách để minh họa là biểu đồ này, nhấn mạnh rằng nếu có một người ốm liệt giường, thì phải có ai đó dọn sạch những đồ đạc bị nhiễm bẩn. Người đó sẽ đi giặt những đồ nhiễm bẩn đó, và rồi nước giặt đó có thể đi vào nguồn nước uống. Người ta sẽ tới những nơi mà nguồn nước uống đã bị nhiễm bẩn, và mang nước đó về cho gia đình, hoặc có thể uống ngay tại chỗ. Điểm chính yếu là một người không di chuyển vẫn truyền được bệnh cho nhiều người khác. Và do đó, lý thuyết cho chúng ta thấy rằng
And so, the theory tells us that when diarrheal disease organisms are transported by water, we expect them to be more predator-like, more harmful. And you can test these ideas. So, one way you can test is just look at all diarrheal bacteria, and see whether or not the ones that tend to be more transmitted by water, tend to be more harmful. And the answer is -- yep, they are. Now I put those names in there just for the bacteria buffs, but the main point here is that -- (Laughter) there's a lot of them here, I can tell -- the main point here is that those data points all show a very strong, positive association between the degree to which a disease organism is transmitted by water, and how harmful they are, how much death they cause per untreated infection. So this suggests we're on the right track. But this, to me, suggests that we really need to ask some additional questions.
khi các sinh vật gây tiêu chảy truyền đi theo dòng nước, ta kỳ vọng chúng giống kẻ săn mồi nguy hiểm hơn. Và bạn có thể kiểm chứng ý tưởng này. Cách kiểm chứng là nhìn vi khuẩn tiêu chảy, và xem liệu những vi khuẩn thường được theo dòng nước có nguy hiểm hơn không. Và câu trả lời là -- Có. Tôi đưa tên các vi khuẩn ra đây chỉ cho đầy đủ thôi, nhưng điểm chính ở đây là-- (Cười) có thể nói rằng có nhiều vi khuẩn ở đây, nhưng điều chủ yếu là các điểm dữ liệu này chỉ ra mối tương quan thuận và mạnh giữa mức độ một sinh vật được lan truyền bởi nước, với mức độ nguy hiểm của chúng, số người chết mà chúng gây ra trên số ca nhiễm không được chữa. Biểu đồ cho thấy chúng ta đi đúng hướng. Nhưng với tôi, biểu đồ này cho thấy rằng chúng ta cần thêm một số câu hỏi khác.
Remember the second question that I raised at the outset was, how can we use this knowledge to make disease organisms evolve to be mild? Now, this suggests that if you could just block waterborne transmission, you could cause disease organisms to shift from the right-hand side of that graph to the left-hand side of the graph. But it doesn't tell you how long. I mean, if this would require thousands of years, then it's worthless in terms of controlling of these pathogens. But if it could occur in just a few years, then it might be a very important way to control some of the nasty problems that we haven't been able to control. In other words, this suggests that we could domesticate these organisms. We could make them evolve to be not so harmful to us.
Nhớ rằng câu hỏi thứ hai tôi đưa ra lúc ban đầu là, làm thế nào chúng ta sử dụng kiến thức này để khiến các sinh vật gây bệnh tiến hóa trở nên lành tính hơn? Biểu đồ gợi ý nếu bạn ngăn việc truyền qua đường nước, thì bạn có thể khiến các sinh vật gây bệnh chuyển từ phía tay phải của biểu đồ sang phía tay trái. Nhưng nó không cho bạn biết bao lâu. Ý tôi là, nếu phải mất hàng ngàn năm, thì không hề liên quan kiểm soát mầm bệnh. Nhưng nếu việc đó xảy ra chỉ trong vài năm, thì đó có thể là một cách rất quan trọng để kiểm soát một vài vấn đề nhức nhối mà chúng ta vẫn chưa kiểm soát được. Nói cách khác, điều này gợi ý chúng ta có thể thuần hóa các sinh vật này. Chúng ta có thể khiến chúng tiến hóa trở nên không quá nguy hiểm cho chúng ta.
And so, as I was thinking about this, I focused on this organism, which is the El Tor biotype of the organism called Vibrio cholerae. And that is the species of organism that is responsible for causing cholera. And the reason I thought this is a really great organism to look at is that we understand why it's so harmful. It's harmful because it produces a toxin, and that toxin is released when the organism gets into our intestinal tract. It causes fluid to flow from the cells that line our intestine into the lumen, the internal chamber of our intestine, and then that fluid goes the only way it can, which is out the other end. And it flushes out thousands of different other competitors that would otherwise make life difficult for the Vibrios.
Và do đó, như tôi đã nghĩ về điều này, tôi tập trung vào sinh vật này, đó là kiểu sinh học El Tor của một sinh vật gọi là Vibrio cholerae. Mà đó là một loài sinh vật chịu trách nhiệm cho việc gây ra bệnh tiêu chảy. Và lý do mà tôi cho rằng đây thực sự là một sinh vật tuyệt vời để nghiên cứu là chúng ta hiểu được tại sao nó lại nguy hiểm. Nó nguy hiểm vì nó sản xuất ra một độc tố, độc tố được giải phóng khi sinh vật này đi vào đường ruột. Nó khiến các chất dịch chảy từ những tế bào lót thành ruột vào trong lumen, tức là vào trong đường ruột của chúng ta, và dịch lỏng đó chỉ đi theo một đường duy nhất, là ra ngoài. Và nó cuốn sạch hàng ngàn kẻ cạnh tranh khác mà vốn khiến đời sống của Vibrios khó khăn hơn.
So what happens, if you've got an organism, it produces a lot of toxin. After a few days of infection you end up having -- the fecal material really isn't so disgusting as we might imagine. It's sort of cloudy water. And if you took a drop of that water, you might find a million diarrheal organisms. If the organism produced a lot of toxin, you might find 10 million, or 100 million. If it didn't produce a lot of this toxin, then you might find a smaller number. So the task is to try to figure out how to determine whether or not you could get an organism like this to evolve towards mildness by blocking waterborne transmission, thereby allowing the organism only to be transmitted by person-to-person contact, or person-food-person contact -- both of which would really require that people be mobile and fairly healthy for transmission.
Điều xảy ra khi bạn mắc phải một sinh vật, tạo ra nhiều độc tố. Sau vài ngày nhiễm bệnh, cuối cùng bạn có -- loại phân không ghê tởm như tưởng tượng. Nó trông như nước đục. Và nếu bạn lấy một giọt nước đó, bạn có thể tìm thấy hàng triệu vi sinh vật gây tiêu chảy. Nếu sinh vật này sản sinh ra nhiều độc tố, thì bạn có thể tìm được 10, hay 100 triệu. Nếu nó không tạo ra nhiều độc tố, thì bạn có thể tìm được số lượng ít hơn. Vậy, nhiệm vụ là nghĩ ra được cách xác định xem liệu bạn có thể khiến một sinh vật như thế này tiến hóa theo hướng lành tính bằng cách ngăn chặn việc lan truyền bằng nước, theo đó cho chỉ cho phép sinh vật này lan truyền bằng tiếp xúc người-với-người, hoặc tiếp xúc người-thức ăn-người-- cả hai cách đều yêu cầu phải có người khá khỏe và linh động để truyền bệnh.
Now, I can think of some possible experiments. One would be to take a lot of different strains of this organism -- some that produce a lot of toxins, some that produce a little -- and take those strains and spew them out in different countries. Some countries that might have clean water supplies, so that you can't get waterborne transmission: you expect the organism to evolve to mildness there. Other countries, in which you've got a lot of waterborne transmission, there you expect these organisms to evolve towards a high level of harmfulness, right? There's a little ethical problem in this experiment. I was hoping to hear a few gasps at least. That makes me worry a little bit.
Hiện tại, tôi có thể nghĩ ra vài thí nghiệm khả thi. Một là thu thập thật nhiều chủng khác nhau của sinh vật này -- một số sản sinh rất nhiều độc tố, một số sản sinh ít -- và lấy các chủng này và tung ra các quốc gia khác nhau. Một số nước có thể có nguồn cấp nước sạch, nên không thể có sự lan truyền bằng nước: bạn kỳ vọng rằng sinh vật đó sẽ tiến hóa theo hướng lành tính ở các nước này. Ở các nước khác mà sự lan truyền bằng nước là phổ biến, bạn kỳ vọng những sinh vật này tiến hóa về mức độc hại cao hơn, đúng không? Thí nghiệm này có một vấn đề đạo đức nhỏ. Tôi đã hi vọng nghe thấy ít nhất là một vài tiếng kêu kinh ngạc. Điều đó khiến tôi hơi lo lắng.
(Laughter)
(Cười)
But anyhow, the laughter makes me feel a little bit better. And this ethical problem's a big problem. Just to emphasize this, this is what we're really talking about. Here's a girl who's almost dead. She got rehydration therapy, she perked up, within a few days she was looking like a completely different person. So, we don't want to run an experiment like that. But interestingly, just that thing happened in 1991. In 1991, this cholera organism got into Lima, Peru, and within two months it had spread to the neighboring areas. Now, I don't know how that happened, and I didn't have anything to do with it, I promise you. I don't think anybody knows, but I'm not averse to, once that's happened, to see whether or not the prediction that we would make, that I did make before, actually holds up. Did the organism evolve to mildness in a place like Chile, which has some of the most well protected water supplies in Latin America? And did it evolve to be more harmful in a place like Ecuador, which has some of the least well protected? And Peru's got something sort of in between.
Nhưng dù sao thì, tiếng cười khiến tôi cảm thấy tốt hơn một chút. Và vấn đề đạo đức này là một vấn đề lớn. Để nhấn mạnh, thì đây là cái mà chúng ta đang thực sự nói đến. Đây là một cháu gái đang hấp hối. Cháu đã được truyền nước, đã tươi hơn, nhưng chỉ trong vài ngày cháu đã trông như một người hoàn toàn khác. Nên chúng ta không muốn thực hiện thí nghiệm như thế. Nhưng thú vị là, một sự việc tương tự đã xảy ra vào năm 1991. Năm 1991, sinh vật gây tiêu chảy này xâm nhập vào Lima, Peru, và chỉ trong 2 tháng nó đã lan tới các khu lân cận. Tôi không biết điều gì đã xảy ra, và tôi không có liên quan gì, tôi thề. Tôi nghĩ rằng không có ai biết cả, nhưng tôi không phản đối việc, một khi nó đã xảy ra rồi, xem liệu dự đoán mà chúng ta sẽ đưa ra dự đoán tôi đã đưa ra trước đây, có thực sự đúng không. Sinh vật đó tiến hóa theo hướng lành tính ở một nơi như Chile, là một trong những nước có nguồn cấp nước được bảo vệ tốt nhất ở châu Mỹ Latin? Và nó có tiến hóa trở nên nguy hiểm hơn ở một nơi như Ecuador, nơi có nguồn nước được bảo vệ kém nhất? Còn ở Peru thì trung bình.
And so, with funding from the Bosack-Kruger Foundation, I got a lot of strains from these different countries and we measured their toxin production in the lab. And we found that in Chile -- within two months of the invasion of Peru you had strains entering Chile -- and when you look at those strains, in the very far left-hand side of this graph, you see a lot of variation in the toxin production. Each dot corresponds to an islet from a different person -- a lot of variation on which natural selection can act. But the interesting point is, if you look over the 1990s, within a few years the organisms evolved to be more mild. They evolved to produce less toxin. And to just give you a sense of how important this might be, if we look in 1995, we find that there's only one case of cholera, on average, reported from Chile every two years.
Vậy nên, với tài trợ từ Quỹ Bosack-Kruger, tôi thu thập được rất nhiều chủng từ các nước này và đo lường sự sản sinh độc tố của chúng trong phòng thí nghiệm. Và chúng tôi thấy rằng ở Chile -- chỉ trong 2 tháng sau khi xâm nhiễm Peru đã có vài chủng vào được Chile -- và khi bạn nhìn vào các chủng này, ở phía xa về tay trái của biểu đồ này, bạn thấy có sự biến thiên lớn trong khả năng sản sinh độc tố. Mỗi chấm tương ứng với một cá nhân khác nhau-- rất nhiều biến thể mà chọn lọc tự nhiên có thể tác động lên. Nhưng điểm thú vị là, nếu bạn nhìn vào những năm 1990, chỉ trong vài năm các sinh vật này đã tiến hóa thành lành tính hơn. Chúng tiến hóa tới việc sản sinh ít độc tố hơn. Và để cho các bạn thấy được tầm quan trọng của điều này, thì nếu nhìn vào năm 1995, chúng ta thấy chỉ có một ca tiêu chảy, tính trung bình, được thông báo từ phía Chile mỗi 2 năm.
So, it's controlled. That's how much we have in America, cholera that's acquired endemically, and we don't think we've got a problem here. They didn't -- they solved the problem in Chile. But, before we get too confident, we'd better look at some of those other countries, and make sure that this organism doesn't just always evolve toward mildness. Well, in Peru it didn't. And in Ecuador -- remember, this is the place where it has the highest potential waterborne transmission -- it looked like it got more harmful. In every case there's a lot of variation, but something about the environment the people are living in, and I think the only realistic explanation is that it's the degree of waterborne transmission, favored the harmful strains in one place, and mild strains in another.
Nó được kiểm soát. Đó là số lượng chúng ta có ở châu Mỹ, tiêu chảy xuất hiện theo địa phương, và chúng tôi không nghĩ là có vấn đề ở đây. Họ đã giải quyết được vấn đề ở Chile. Trước khi chúng ta quá tự tin thì nên xem xét một số nước khác, để chắc chắn sinh vật này không tiến hóa theo hướng lành tính. Ở Peru thì không. Và ở Ecuador-- nhớ rằng đây là nơi có sự tiềm năng truyền nhiễm bằng nước cao nhất-- dường như nó trở nên nguy hiểm hơn. Có rất nhiều biến động trong mỗi trường hợp, nhưng có điều gì đó về môi trường sinh sống của con người, và tôi nghĩ cách giải thích hợp lý duy nhất là mức độ lan truyền bằng nước, ưu ái các chủng nguy hiểm ở nơi này, và chủng lành tính ở nơi kia.
So, this is very encouraging, it suggests that something that we might want to do anyhow, if we had enough money, could actually give us a much bigger bang for the buck. It would make these organisms evolve to mildness, so that even though people might be getting infected, they'd be infected with mild strains. It wouldn't be causing severe disease. But there's another really interesting aspect of this, and this is that if you could control the evolution of virulence, evolution of harmfulness, then you should be able to control antibiotic resistance. And the idea is very simple. If you've got a harmful organism, a high proportion of the people are going to be symptomatic, a high proportion of the people are going to be going to get antibiotics. You've got a lot of pressure favoring antibiotic resistance, so you get increased virulence leading to the evolution of increased antibiotic resistance. And once you get increased antibiotic resistance, the antibiotics aren't knocking out the harmful strains anymore. So, you've got a higher level of virulence.
Điều này có tính động viên rất lớn, nó gợi ý một điều gì đó mà chúng ta có thể sẽ muốn làm, nếu chúng ta có đủ tiền, có thể sẽ cho ta một món rất hời. Nó có thể sẽ khiến các sinh vật này tiến hóa theo hướng lành tính, nên nếu có người bị mắc bệnh, thì họ sẽ bị mắc các chủng lành tính. Nó sẽ không gây ra bệnh nghiêm trọng. Nhưng còn có một khía cạnh thực sự thú vị khác của việc này, và đó là nếu bạn có thể kiểm soát sự tiến hóa của tính độc, sự tiến hóa của mức độ nguy hiểm, thì bạn cũng có thể kiểm soát sự kháng lại thuốc kháng sinh. Ý tưởng rất đơn giản. Nếu bạn có một sinh vật độc hại, một phần lớn dân số sẽ mang triệu chứng, một phần lớn dân số sẽ dùng thuốc kháng sinh. Bạn sẽ có áp lực rất lớn ưu ái sự kháng kháng sinh, nên bạn đạt được tính độc tăng, dẫn tới sự tiến hóa của khả năng kháng kháng sinh tăng. Và một khi bạn có khả năng kháng kháng sinh tăng, các thuốc kháng sinh không tiêu diệt được các chủng nguy hiểm nữa. Bạn đã có mức độ độc tính cao hơn.
So, you get this vicious cycle. The goal is to turn this around. If you could cause an evolutionary decrease in virulence by cleaning up the water supply, you should be able to get an evolutionary decrease in antibiotic resistance. So, we can go to the same countries and look and see. Did Chile avoid the problem of antibiotic resistance, whereas did Ecuador actually have the beginnings of the problem? If we look in the beginning of the 1990s, we see, again, a lot of variation. In this case, on the Y-axis, we've just got a measure of antibiotic sensitivity -- and I won't go into that. But we've got a lot of variation in antibiotic sensitivity in Chile, Peru and Ecuador, and no trend across the years. But if we look at the end of the 1990s, just half a decade later, we see that in Ecuador they started having a resistance problem. Antibiotic sensitivity was going down. And in Chile, you still had antibiotic sensitivity.
Vậy nên bạn có một vòng luẩn quẩn. Mục tiêu là đảo ngược điều này. Nếu bạn có thể tạo ra sự giảm độc tính mang tính tiến hóa bằng cách làm sạch nguồn cấp nước, thì bạn có thể có được sự giảm mang tính tiến hóa trong khả năng kháng kháng sinh. Chúng ta có thể tới những quốc gia trước và xem xét. Chile có tránh được vấn đề kháng kháng sinh hay không, còn Ecuador có phải là đang bắt đầu gặp phải vấn đề hay không? Nếu chúng ta nhìn vào đầu những năm 1990s, một lần nữa ta thấy sự biến thiên lớn. Trong trường hợp này, ở trục Y, ta có đo lường về tính nhạy cảm với kháng sinh-- và tôi sẽ không bàn thêm về điều đó. Nhưng ta có biến thiên lớn trong tính nhạy cảm với kháng sinh ở Chile, Peru và Ecuador, và không có xu hướng nào trong những năm này. Nhưng nếu ta nhìn vào cuối những năm 1990, chỉ nửa thập kỷ sau, ta thấy rằng Ecuador bắt đầu có vấn đề về tính kháng. Sự nhạy cảm với kháng sinh đi xuống. Và ở Chile, bạn vẫn có tính kháng kháng sinh.
So, it looks like Chile dodged two bullets. They got the organism to evolve to mildness, and they got no development of antibiotic resistance. Now, these ideas should apply across the board, as long as you can figure out why some organisms evolved to virulence. And I want to give you just one more example, because we've talked a little bit about malaria. And the example I want to deal with is, or the idea I want to deal with, the question is, what can we do to try to get the malarial organism to evolve to mildness? Now, malaria's transmitted by a mosquito, and normally if you're infected with malaria, and you're feeling sick, it makes it even easier for the mosquito to bite you.
Có vẻ như Chile tránh được hai mối nguy. Họ có sinh vật tiến hóa lành tính, và vấn đề kháng kháng sinh không phát triển. Những ý tưởng này có thể áp dụng được cho các loài khác, miễn bạn hiểu lí do một số sinh vật tiến hóa theo hướng độc tính. Và tôi muốn cho bạn thấy một ví dụ nữa, vì chúng ta đã nói một chút về sốt rét. Và ví dụ mà tôi muốn đưa ra là, hoặc ý tưởng mà tôi muốn nói, câu hỏi là, chúng ta có thể làm gì để khiến sinh vật gây sốt rét tiến hóa theo hướng lành tính? Sốt rét được truyền đi bởi muỗi, và thường nếu bạn bị sốt rét, và bạn cảm thấy ốm, thì muỗi sẽ dễ đốt bạn hơn.
And you can show, just by looking at data from literature, that vector-borne diseases are more harmful than non-vector-borne diseases. But I think there's a really fascinating example of what one can do experimentally to try to actually demonstrate this. In the case of waterborne transmission, we'd like to clean up the water supplies, see whether or not we can get those organisms to evolve towards mildness. In the case of malaria, what we'd like to do is mosquito-proof houses. And the logic's a little more subtle here. If you mosquito-proof houses, when people get sick, they're sitting in bed -- or in mosquito-proof hospitals, they're sitting in a hospital bed -- and the mosquitoes can't get to them.
Và bạn có thể chứng minh, bằng cách xem xét số liệu trong các tài liệu, rằng các bệnh truyền đi bởi vector là nguy hiểm hơn so với các bệnh không có vector. Nhưng tôi nghĩ có một ví dụ thực sự ấn tượng về việc ta có thể thực nghiệm để chứng minh thực tế điều này. Trong trường hợp lan truyền bằng nước, chúng ta sẽ muốn làm sạch nguồn cấp nước, và xem liệu ta có thể khiến những sinh vật đó tiến hóa theo hướng lành tính không. Trong trường hợp sốt rét, điều chúng ta muốn có là nhà chống muỗi. Và logic thì hơi khó thấy trong trường hợp này. Nếu bạn làm nhà chống muỗi, khi có người ốm, người đó nằm trên giường- hoặc trong bệnh viện chống muỗi, người đó nằm trên giường bệnh viện -- và muỗi không thể đốt họ được.
So, if you're a harmful variant in a place where you've got mosquito-proof housing, then you're a loser. The only pathogens that get transmitted are the ones that are infecting people that feel healthy enough to walk outside and get mosquito bites. So, if you were to mosquito proof houses, you should be able to get these organisms to evolve to mildness. And there's a really wonderful experiment that was done that suggests that we really should go ahead and do this. And that experiment was done in Northern Alabama. Just to give you a little perspective on this, I've given you a star at the intellectual center of the United States, which is right there in Louisville, Kentucky. And this really cool experiment was done about 200 miles south of there, in Northern Alabama, by the Tennessee Valley Authority. They had dammed up the Tennessee River. They'd caused the water to back up, they needed electric, hydroelectric power. And when you get stagnant water, you get mosquitoes. They found in the late '30s -- 10 years after they'd made these dams -- that the people in Northern Alabama were infected with malaria, about a third to half of them were infected with malaria.
Nếu bạn là một biến thể độc hại ở một nơi có nhà chống muỗi, thì bạn là một kẻ thất bại. Các mầm bệnh duy nhất được truyền đi là mầm gây bệnh cho người nhưng vẫn đủ sức để đi ra ngoài và bị muỗi đốt. Vậy nếu bạn làm nhà chống muỗi, thì bạn có thể khiến các sinh vật này tiến hóa theo hướng lành tính. Và có một thí nghiệm tuyệt vời đã được thực hiện mà gợi ý rằng chúng ta thực sự nên làm thế. Và thí nghiệm đó được thực hiện tại Bắc Alabama. Để cho bạn thấy được bối cảnh, tôi đã đánh dấu ngôi sao tại vị trí trung tâm trí thức của Mỹ này, là ngay tại đây, tại Louisville, Kentucky. Và thí nghiệm thực sự tuyệt này được thực hiện cách đây 200 dặm về phía Nam, ở Bắc Alabama, bởi Nhà chức trách thung lũng Tennessee. Họ đã xây đập trên sông Tennessee. Họ khiến nước ngừng chảy. Họ cần điện, thủy điện. Và khi bạn có nguồn nước tù, bạn có muỗi. Họ phát hiện ra trong cuối những năm 30- 10 năm sau khi xây đập-- rằng người dân ở Bắc Alabama bị mắc sốt rét, và khoảng 1/3 đến một nửa dân số bị mắc sốt rét.
This shows you the positions of some of these dams. OK, so the Tennessee Valley Authority was in a little bit of a bind. There wasn't DDT, there wasn't chloroquines: what do they do? Well, they decided to mosquito proof every house in Northern Alabama. So they did. They divided Northern Alabama into 11 zones, and within three years, about 100 dollars per house, they mosquito proofed every house. And these are the data. Every row across here represents one of those 11 zones. And the asterisks represent the time at which the mosquito proofing was complete. And so what you can see is that just the mosquito-proofed housing, and nothing else, caused the eradication of malaria. And this was, incidentally, published in 1949, in the leading textbook of malaria, called "Boyd's Malariology." But almost no malaria experts even know it exists. This is important, because it tells us that if you have moderate biting densities, you can eradicate malaria by mosquito proofing houses.
Bản đồ này cho thấy vị trí của một số con đập. OK, Nhà chức trách thung lũng Tennessee đã hơi mắc kẹt một chút. Lúc đó không có DDT, không có chloroquine: họ làm gì? Họ quyết định chống muỗi cho mọi căn nhà ở Bắc Alabama. Họ làm thế. Họ chia Bắc Alabama thành 11 vùng, và trong vòng 3 năm, với khoảng 100 đô-la mỗi căn nhà họ đã chống muỗi cho mọi căn nhà. Và đây là số liệu. Mỗi hàng ở đây biểu thị 1 trong 11 vùng đó. Và dấu hoa thị biểu diễn thời gian việc chống muỗi hoàn tất. Và cái mà bạn thấy được là chỉ bằng việc chống muỗi cho nhà, không gì khác, đã xóa sổ bệnh sốt rét. Và kết quả này ngẫu nhiên được xuất bản năm 1949, trong cuốn giáo khoa hàng đầu về sốt rét, tên là "Boyd's Malariology." Nhưng hầu như không có chuyên gia sốt rét nào biết cả. Điều này là quan trọng, vì nó nói cho ta biết rằng nếu bạn có tỷ lệ bị đốt trung bình, thì bạn có thể xóa sổ sốt rét bằng những ngôi nhà chống muỗi.
Now, I would suggest that you could do this in a lot of places. Like, you know, just as you get into the malaria zone, sub-Saharan Africa. But as you move to really intense biting rate areas, like Nigeria, you're certainly not going to eradicate. But that's when you should be favoring evolution towards mildness. So to me, it's an experiment that's waiting to happen, and if it confirms the prediction, then we should have a very powerful tool. In a way, much more powerful than the kind of tools we're looking at, because most of what's being done today is to rely on things like anti-malarial drugs. And we know that, although it's great to make those anti-malarial drugs available at really low cost and high frequency, we know that when you make them highly available you're going to get resistance to those drugs. And so it's a short-term solution. This is a long-term solution.
Giờ, tôi cho rằng bạn có thể làm được việc này ở rất nhiều nơi. Như là, giống như khi bạn đi vào vùng sốt rét, châu Phi hạ Sahara. Nhưng khi bạn đi vào những vùng có tỷ lệ bị đốt rất cao, như Nigeria, thì chắc hẳn bạn không xóa sổ bệnh được. Nhưng đó là khi bạn nên ưu ái sự tiến hóa theo hướng lành tính. Nên theo tôi, đó là một thí nghiệm đang chờ được tiến hành, và nếu nó xác nhận dự đoán, thì chúng ta sẽ có một công cụ rất mạnh. Theo một cách nào đó, mạnh hơn nhiều so với các công cụ chúng ta đã xem xét, vì hầu hết mọi thứ đang được tiến hành ngày nay là dựa vào những thứ như thuốc chống sốt rét. Và chúng ta biết rằng, mặc dù thật là tuyệt khi cung cấp thuốc chống sốt rét giá rẻ và thường xuyên, bạn biết rằng khi bạn khiến các thuốc này trở nên rất sẵn có thì bạn sẽ có sự kháng lại các thuốc này. Và do đó đó là giải pháp ngắn hạn. Đây là giải pháp dài hạn.
What I'm suggesting here is that we could get evolution working in the direction we want it to go, rather than always having to battle evolution as a problem that stymies our efforts to control the pathogen, for example with anti-malarial drugs. So, this table I've given just to emphasize that I've only talked about two examples. But as I said earlier, this kind of logic applies across the board for infectious diseases, and it ought to. Because when we're dealing with infectious diseases, we're dealing with living systems. We're dealing with living systems; we're dealing with systems that evolve. And so if you do something with those systems, they're going to evolve one way or another. And all I'm saying is that we need to figure out how they'll evolve, so that -- we need to adjust our interventions to get the most bang for the intervention buck, so that we can get these organisms to evolve in the direction we want them to go.
Cái tôi đang đưa ra đây là chúng ta có thể khiến tiến hóa xảy ra theo chiều hướng ta muốn, thay vì luôn đấu tranh với tiến hóa như một vấn đề mà cản trở các nỗ lực kiểm soát mầm bệnh của chúng ta ví dụ như bằng thuốc chống sốt rét. Bảng mà tôi vừa đưa ra là để nhấn mạnh rằng tôi mới chỉ nói về 2 ví dụ. Nhưng như tôi đã nói, kiểu lý luận này áp dụng được cho các bệnh truyền nhiễm khác, và nên là vậy. Khi chúng ta đối mặt với bệnh truyền nhiễm, và đó là các hệ thống sống. Chúng ta làm việc với các hệ thống sống; Chúng ta làm việc với hệ thống tiến hóa. Do đó nếu bạn làm gì đó với hệ thống này, chúng sẽ tiến hóa cách này hay cách khác. Và tôi chỉ muốn nói rằng ta cần làm rõ cách chúng sẽ tiến hóa, ta cần điều chỉnh sự can thiệp của chúng ta để đạt được nhiều kết quả nhất từ các can thiệp đó, chúng ta có thể khiến các sinh vật này tiến hóa như ta muốn.
So, I don't really have time to talk about those things, but I did want to put them up there, just to give you a sense that there really are solutions to controlling the evolution of harmfulness of some of the nasty pathogens that we're confronted with. And this links up with a lot of the other ideas that have been talked about. So, for example, earlier today there was discussion of, how do you really lower sexual transmission of HIV? What this emphasizes is that we need to figure out how it will work. Will it maybe get lowered if we alter the economy of the area? It may get lowered if we intervene in ways that encourage people to stay more faithful to partners, and so on.
Tôi không có thời gian nói chuyện này, nhưng tôi muốn đưa ra đây, chỉ để khiến các bạn hiểu được rằng thực sự có các giải pháp để kiểm soát sự tiến hóa của tính gây hại của một số mầm bệnh nguy hiểm mà chúng ta phải đối mặt. Và điều này liên hệ với nhiều ý tưởng khác mà tôi đã đề cập. Ví dụ, đầu ngày đã có thảo luận về, cách thực sự làm giảm tỷ lệ truyền nhiễm HIV qua đường tình dục? Điều này nhấn mạnh chúng ta cần hiểu được cách nó sẽ hoạt động. Nó có thể được giảm bớt nếu ta thay đổi nền kinh tế của khu vực không? Nó có thể được giảm bớt nếu ta can thiệp theo cách mà khuyến khích mọi người chung thủy với bạn tình hơn, và những cách khác.
But the key thing is to figure out how to lower it, because if we lower it, we'll get an evolutionary change in the virus. And the data really do support this: that you actually do get the virus evolving towards mildness. And that will just add to the effectiveness of our control efforts. So the other thing I really like about this, besides the fact that it brings a whole new dimension into the study of control of disease, is that often the kinds of interventions that you want, that it indicates should be done, are the kinds of interventions that people want anyhow. But people just haven't been able to justify the cost.
Nhưng điều chủ chốt là hiểu được cách làm giảm, vì nếu ta làm giảm được, sẽ có sự thay đổi mang tính tiến hóa của virus. Và dữ liệu thực sự ủng hộ điều này: rằng bạn thực sự khiến virus tiến hóa theo hướng lành tính. Và điều đó sẽ đóng góp thêm vào tính hiệu quả của các nỗ lực kiểm soát bệnh. Một điều khác mà tôi rất thích về việc này, bên cạnh thực tế là nó mang lại một chiều kích hoàn toàn mới tới việc nghiên cứu kiểm soát bệnh, đó là, thường thì kiểu can thiệp mà bạn muốn, mà chỉ ra rằng nên được tiến hành, cũng là kiểu can thiệp mà người khác muốn. Nhưng mọi người vẫn chưa thể biện minh được cho chi phí.
So, this is the kind of thing I'm talking about. If we know that we're going to get extra bang for the buck from providing clean water, then I think that we can say, let's push the effort into that aspect of the control, so that we can actually solve the problem, even though, if you just look at the frequency of infection, you would suggest that you can't solve the problem well enough just by cleaning up water supply. Anyhow, I'll end that there, and thank you very much.
Đây là cái mà tôi đang nói đến. Nếu ta biết rằng ta sẽ được lợi rất nhiều từ việc cấp nước sạch, thì tôi cho rằng ta có thể nói, hãy nỗ lực với khía cạnh kiểm soát đó để ta có thể thực sự giải quyết được vấn đề, mặc dù, nếu bạn nhìn vào tần suất nhiễm, bạn sẽ cho rằng mình không thể giải quyết được vấn đề đủ tốt chỉ bằng cách làm sạch nguồn cấp nước. Tôi xin kết thúc, cảm ơn các bạn nhiều.
(Applause)
(Vỗ tay)