洞穴阴暗、潮湿、与世隔绝，几乎没有植物或动物。乍一看，它们似乎没有生命。但洞穴里充满了微小的生物，细菌和真菌在这里安家落户。科学家们发现，这些微生物可能是对抗耐抗生素细菌的新药的潜在宝库。
这是因为我们所依赖的大部分抗生素实际上来自细菌和真菌；青霉素本身就来源于青霉菌。在自然界中，微生物制造这些致命的化学物质是为了与其邻居作战（它们也可能使用低剂量的抗生素进行相互通信）。我们已经将这些化学物质用于自身，并开发了数百种不同的抗生素。但现在，随着越来越多的细菌对我们的药物产生抗药性，我们迫切需要新的抗生素。
到目前为止，我们已经发现了在我们周围土壤中生活的大部分显而易见的候选物。然而，估计所有微生物物种中仍有99%有待发现，寻找可能为我们提供新抗生素的细菌和真菌的工作远未结束。一些科学家正在土壤中搜寻我们以前因不知道如何在实验室培养它们而错过的微生物。其他人则 venturing into 新的领域，探索人类很少涉足的极端栖息地。
洞穴的黑暗角落虽然对人类来说难以探索，甚至可能危险，但它们也是新微生物的丰富来源。微生物学家们从洞穴深处带回了有前景的新细菌——以及一些可能自16世纪以来就在民间疗法中为我们服务的“老朋友”。
黑暗中的生命
洞穴不是容易生存的地方。持续的黑暗意味着植物无法生长，食物也很少。洞穴中发现的少量营养必须由水或留下粪便、卵或尸体的访客从外部世界导入。
科学家们将这种情况描述为“在黑暗中挨饿”。但微生物仍然生存——甚至茁壮成长。“有很多洞穴我们找不到高等生命，但我们总能找到微生物，”纽约州立大学 Plattsburgh 分校的微生物学家 Kathleen Lavoie 说。
起初，科学家们认为这些微生物与地表发现的微生物相同，是被冲刷进来的。Lavoie 说：“多年来，人们并不认为洞穴微生物有什么特别之处。”然而，当她和同事们参观了加利福尼亚州火山湖国家纪念碑的七个洞穴时，他们发现他们采集的细菌中只有大约11%是地表常见的类型。另一组科学家报告说，他们在亚利桑那州 Kartchner Cavern 中发现的细菌有16%与地表的重叠。
事实证明，在洞穴中艰难生存的微生物是一个独特的群体。远离地表，这些微生物已经适应了它们阴影中的家园，并反过来塑造了它；科学家们现在认为，微生物通过改变洞穴的酸度和其它条件，在钟乳石和其他奇特形成的起源中发挥着至关重要的作用。而且每个洞穴栖息地都不同，取决于它的形成方式和周围环境的气候等因素。
这意味着有很多不同的细菌群落供我们研究，也有很多机会找到新的抗生素。加拿大不列颠哥伦比亚省坎卢普斯汤普森河大学的微生物学家 Naowarat (Ann) Cheeptham 已经在加拿大和葡萄牙的几个洞穴中发现了一些有希望的候选物。许多属于一类名为放线菌的细菌，它们的其它地表成员是我们今天使用的大多数抗生素的来源。
Cheeptham 说：“我们看到了很多……它们可以在实验室中杀死耐多药的[病原体]。”有些可能就是我们过去已经从中提取抗生素的细菌。因此，Cheeptham 和她的合作者必须仔细研究他们的发现，以剔除任何重复的。
然而，让她感到鼓舞的是，她从地下收集的细菌中有很多似乎都能产生抗生素。其他地方则不那么慷慨。几年前，她曾搜寻东京湾的沉积物以寻找一种杀真菌的药物，但几乎没有找到候选物。然而，在她最近访问的一个洞穴中，她团队检测的微生物中约有20%对耐药细菌显示出潜力。“这就像苹果和橙子之间的比较，但仍然，对于洞穴细菌……它们是寻找产药者的一个非常有吸引力的资源，”Cheeptham 说。
事实上，洞穴微生物可能特别擅长制造抗生素。如果食物稀少，邻居之间的竞争可能非常激烈。Lavoie 说：“这个想法是，如果条件恶劣，它们就需要更多的优势来战胜其他微生物。”
见过“月奶”吗？
几百年前，人们进入洞穴收集一种浓稠的白色糊状物，据说可以治愈各种疾病。这种叫做“月奶”的矿物沉积物被涂在伤口上，并被用作治疗溃疡、腹泻、骨折等疾病的药物。
月奶还被用于一些非常奇怪的用途（包括“施咒迷惑爱人”），而且它不太可能在所有情况下都有效。然而，事实证明，月奶确实可能具有一定的治愈功效。这种质地类似于牙膏的粘稠物富含细菌。其中许多细菌是放线菌，正是这个群体为我们提供了过去许多抗生素。
比利时列日大学的分子微生物学家 Sébastien Rigali 说：“我们决定，好吧，让我们看看这种古老的传统医学是否有什么科学依据——是否有科学支持月奶确实由抗生素生产者组成。”他和他的同事们一直在刮取欧洲洞穴中的月奶。他们在月奶中发现的许多细菌似乎确实能产生抗微生物化学物质，可以阻止其他耐药细菌和真菌。
月奶可以是干燥粘土状的，湿润creamy状的，甚至是液态的。Rigali 说：“你[可以]看到月奶的河流。”根据含水量和可用的营养物质，寄居在月奶中的微生物种群可能差异很大。这意味着不同类型的月奶也可能含有不同的抗生素。
然而，从月奶或任何其他洞穴地点提取的抗生素上市还需要很长时间。部分原因是，让洞穴细菌在远离它们已经习惯的独特环境的实验室中生存并泵出化学物质并非易事。即使菌落生长，它们的进展也很缓慢。Cheeptham 说，虽然地表 E. coli 可以在大约20分钟内使种群数量翻倍，但洞穴细菌可能需要数周或数月。仅仅因为一种化学物质能在培养皿中杀死超级细菌，并不意味着它在人体内有效。它甚至可能具有剧毒。
Lavoie 说：“你开始时有10,000种候选化学物质，12年后花费十亿美元，你可能得到一种。”“但你必须有一个起点，所以找到的越多越好。”
探险寻宝
如果洞穴不是微生物轻易生存的地方，那么人类探险者也装备不好。为了寻找新抗生素而深入洞穴的研究人员，在找到目标之前要忍受许多考验。
洞穴可能偏远，藏在艰难跋涉的尽头。Cheeptham 研究的一些洞穴位于灰熊出没的地区，因此科学家们必须乘坐直升机进入。虽然有些洞穴宽敞，但许多洞穴狭窄难行。有时还需要跨越池塘，这些池塘可能非常大。有一次，Cheeptham 派一名潜水员去侦察一个水下洞穴，他报告说，如果排干，他划过的池塘可能比温哥华容纳超过50,000人的体育场 BC Place 大三倍。有些洞穴只能在冬天探索，因为一些水会结冰。然后还有伸手不见五指的黑暗，只有头灯的光芒才能照亮。“每次我下去，我基本上都要关闭我的大脑，”Cheeptham 说。“我从来没看过和洞穴有关的恐怖电影……如果我看了，我可能就去不了了。”
最重要的是，洞穴科学家必须小心，以免在攀爬或凿取洞穴壁上的新鲜样本时，将自己身上的细菌带入脆弱原始的生态系统中。衣物、裸露的皮肤和食物残渣都必须受到控制。
因此，洞穴受到严格保护。仅仅为了游客而建造水泥走道、栏杆和灯，就会改变细菌和真菌的种群。在人造灯的光照范围内发现了光合细菌，而在正常情况下，这些洞穴的昏暗程度不足以支撑它们。
这就是为什么研究人员尽量选择游客不常去的地方进行采样。这里的本地微生物可能已经与世隔绝了无数年。但如果这片偏远之地令人望而生畏，这也让寻找新药的过程令人兴奋。Rigali 说：“真正令人兴奋的是……意识到这是一个完全未被探索的环境，并且是第一个采集到在那里存在了数百万年的细菌样本的人。“我们到目前为止分离出来的可能只是真正生活在那里的万分之一。”
抗生素耐药性日益增长的威胁使他们的搜寻变得更加紧迫。到2050年，耐药感染可能比癌症杀死更多人。这就是为什么我们现在必须开始在自然的每一个角落——从田野、海洋、山脉到洞穴深处——寻找新药。在这些未被探索的微生物大军中，有一些将加入我们对抗即将到来的超级细菌的武器库。
