病毒和细菌能被消灭吗?

让城市封锁的渺小生命

2020年春节,本该热闹的中国大地上一片寂静,各个城市的街道上冷冷清清,绝大部分百姓屯好食物待在家中,因为中国有一种新型病毒正在传播,它就是新型冠状病毒。

新型冠状病毒主要攻击人体的肺部,使病人发热、咳嗽、全身乏力,甚至因休克或呼吸衰竭而死,而且没有特效药可以进行医治。它能在人体里潜伏十几天,而患者发病、被隔离治疗之前,可能已经不知不觉地把病毒传染给很多人。随着病毒的传染范围越来越大,人们内心的恐慌情绪也在增长。而减少病毒传染机会的最好方法就是各自呆在家中。

既死又活的病毒

病毒既不是电影中的庞然巨兽,也不是外星人的秘密武器,它们的个头只有几十纳米,如果没有电子显微镜,我们根本看不到它们的身影。

病毒是一种非常特别的生命,所有生物都是由细胞组成的,但病毒却没有细胞结构,通常只是蛋白质外壳包裹着的遗传物质,连生物都算不上。它们在地球上只做一件事——“损人利己”,它们会进入一个适合的生物体,用寄主的细胞作为材料让自己大量繁殖;一旦离开了生物,或者寄生的生物死亡,它们很快就会死去。

新型冠状病毒

新型冠状病毒是冠状病毒的一种,目前可以感染人类的7种冠状病毒中,有4种比较常见,会引起感冒等轻微症状,但另外2种却非常危险,它们分别是“SARS病毒”和“MERS病毒”,致死率高达10%和35%。

病毒如何损伤人体

人体内的细胞像一座座小工厂,细胞内的细胞器就像不同的工人,它们各司其职,依照“说明书”——遗传物质DNA来生产生命活动所需的各种物质。然而,病毒(和细菌)却会潜入工厂搞破坏,方法也花样百出:

1. 释放毒素,毒死“工人”,霸占“工厂”里的氧氣、水分等资源,在细胞内大量繁殖。

2. 劫持“工人”,逼它们按照病毒(和细菌)的“说明书”制造大量的克隆体。

3. 逆转录病毒能悄悄修改工厂里的“说明书”,让工人在不知不觉中生产出错误的产品。

这些破坏使细胞的正常活动被迫中断,等营养物质消耗殆尽后,工厂会“倒闭”,也就是细胞死亡。这时细胞会裂解,病毒大军便大摇大摆地走出工厂,寻找下一个目标。如果人体没有防护能力,心肺等重要器官的细胞受到重创之后不再正常工作,使身体得不到氧气而死亡,但幸好人体自带强大的杀毒能力。

消灭病毒靠我们自己的身体

大部分时候,战胜病毒靠的是我们自己的身体。在我们的身体中,有一个强大的防御“军团”,它们组织严密、策略高超,随时准备干掉入侵的异类,它们就是免疫系统。

免疫系统最外层的保护来源于皮肤和黏膜,它们相当于边防部队,包裹人的全身,大多数病毒都无法突破这些壁垒。

但人体不是完全封闭的,口鼻眼都是病毒可以直接通往人体内部的入口。这时,身体内部的“警察”——各种免疫细胞则会尽可能在病毒入侵人体细胞之前将它们清除;如果病毒已经进入了细胞,免疫细胞会牺牲这个细胞,让它裂解,把病毒重新暴露出来,再将病毒清除。

正是有了免疫系统的默默守护,我们才能在充满危险的世界里健康生活下去,否则,呼吸空气就可能致人于死地,因为空气中充满着病毒与细菌,我们将永远过着“与世隔绝”的生活。

症状是免疫系统与病毒战斗的结果

当我们患上流感时,就意味着有病毒入侵了身体,它们会在鼻子和上呼吸道的黏膜细胞里安营扎寨、大量繁殖。黏膜会分泌更多黏液,把病毒包裹住,这会使人鼻塞、流鼻涕;鼻涕和痰里的黄绿色物质其实是吞噬细胞与病毒“同归于尽”后的残骸。这些黏液会刺激喉咙和肺部,迫使人们通过咳嗽来排出去。

而吞噬细胞中的巨噬细胞会像清道夫一样,将病毒和细胞碎片清扫干净,但它会留下一些化学物质,这些物质会使人浑身酸痛。

下丘脑还会调高体温,减缓病毒的增殖速度,也使免疫细胞更快生成,这就是发烧。不过,发烧也会让血管膨胀,使人感到头疼。这些病症要等到病毒和细胞残骸被清除干净才会消失,大约需要一周的时间。

免疫系统也是一把双刃剑

如果病毒杀伤力较大,例如新型冠状病毒,对于老年人而言,它的致死率就比较高,难道他们的免疫力没起作用吗?免疫系统要想锁定病毒并制作出专门对付它的武器——抗体,需耗费一定时间,大约一到两周。如果重要器官在抗体产生之前就被严重破坏了,病人就会危在旦夕。因此,比起身强力壮的年轻人,病毒更容易击垮身体比较脆弱、免疫力低下的老年人。

但是,有时免疫系统的反应过于强烈,在消灭病毒时,也伤害了大量人体细胞,这种“杀敌一千自损八百”的情况也会使人体器官遭受重创,危及人的生命。

“泡泡男孩”戴维·维特天生患有严重的免疫缺陷疾病,他没有正常的免疫系统,自出生起,就生活在无菌病房里,所有送入病房的食物、玩具乃至空气都要经过杀菌消毒,任何人都只能透过橡胶手套与他接触;他一辈子都只能待在塑料“泡泡”中。

药物杀不死病毒

在人体外的病毒脆弱不堪,以新型冠状病毒为例,只要把它加热到56℃、或喷洒酒精就能使它失去活性。然而,一旦病毒钻进了人体细胞,目前的医学技术是无能为力的,因为要杀灭一种病毒或细菌,药物必须认识它,但病毒太小,目前的药物无法识别,更别说杀死了。

但是,科学家已经研制出一些药物,能够阻止病毒在体内复制,从而阻断病情,如人体内的丙肝病毒就能被药物抑制,而艾滋病病毒也会在某些药物的作用下停止在人体内扩散。

医院的治疗也至关重要,如帮病人补充营养,或者用医疗器械帮助病人维持生命活动,如用呼吸机帮助肺炎患者保持呼吸,让他的身体能坚持到免疫系统制造出抗体。

用疫苗以毒攻毒

你应该记得在没有生病的情况下被家长带到医院打针的经历,针管里的不是药,而是各种疫苗。因为有了疫苗,全球儿童躲过了大部分致死或致残的严重疾病。那么,疫苗是如何发挥作用的?

人体免疫系统战胜了特定病毒后,会保留这次记忆,下次如果遇到同样的病毒,就能迅速产生抗体。这就是为什么有的病得过一次,下次就不会再得,或者隔很长时间才会再得,比如水痘。

疫苗其实就是病毒本身,只是通过特殊的工艺处理,它们已经被大大削弱或失去活性,没有能力攻击人体,但免疫系统仍然识别出了这些异类,启动了作战程序。由于人体细胞没有受到太大损害,我们不会表现出明显的症状。这次不激烈的战斗同样在免疫系统中保留了战斗记忆,当外界的病毒袭来时,我们的身体就会安然无恙。

但是,由于病毒的变异速度很快,样子变了,以前接种的疫苗就会失效,因为免疫系统不认识变化后的病毒,就相当于对付一种新病毒。新的疫苗无法在短时间内研制出来,因此,像新型冠状病毒这种突然出现的品种,人们暂时无法通过接种疫苗来避免感染。如果科学家们找到病毒身上无法改变的特殊标志,就有希望研制出长期有效的疫苗。

全球杀伤力最高的病毒

尽管我们拥有如此强大的免疫系统,但总有一些病毒让我们力不从心,使人类死伤无数。

杀人无形的艾滋病病毒

艾滋病病毒也称人类免疫缺陷病毒(HIV),目前全球至少有3670万名艾滋病病毒感染者。

艾滋病可能会在人体内潜伏长达10年的时间,期間患者没有任何症状,看起来非常健康。然而,艾滋病病毒已悄然在患者体内增殖,杀死越来越多的免疫细胞;人的免疫系统在不知不觉中被逐渐瓦解,等到全线崩溃,患者便丧失了抵御病原体的能力,连小小的感冒都无法治愈,肠炎、肺结核、恶性肿瘤等更加可怕的疾病又接踵而至,患者会在多种疾病的折磨下全身衰竭而死。

“化骨绵掌”埃博拉病毒

埃博拉病毒是潜伏在丛林深处的恶魔,总是突然出现在非洲的某些村落中,将整个村落的人屠戮殆尽,然后又销声匿迹,数年后再次肆虐,留给人们无尽的恐慌。

感染初期,患者会发热、腹泻;接着,患者的皮肤开始起水泡,一碰就破,患者甚至会七窍流血;短短两周后,患者就像挨了“化骨绵掌”一样,体内的组织器官化为血水……凄惨地死去后,他的尸体也成为新的传染源,埃博拉病毒马上会将魔爪伸向他周围的人。

这是世界上最致命的病毒之一,死亡率高达50%~90%,但针对埃博拉病毒的疫苗已经被研制出来,在2019年刚果的埃博拉疫情大爆发时挽救了很多人的生命。

啃食大脑的朊病毒

在太平洋岛屿上的一个部落里,曾有一种怪病蔓延。它会使人四肢疼痛,不停颤抖,情绪越来越不稳定,有时会失控地大笑;病人将慢慢丧失记忆,无法走路、说话和吃东西,变得痴呆,最后因身体溃烂而死去。

令人惊讶的是,怪病的元凶竟然不是病毒,而仅仅是一团简单的蛋白质。

朊(ruǎn)病毒和人体中的朊蛋白组成相同,结构却不一样,免疫系统会把朊病毒当成“自己人”,不会将它清除。这个阴险的“内奸”会诱使正常的朊蛋白变成错误的结构,病变使大量神经细胞死亡,最终破坏大脑。

我们居住在一颗病毒星球上

经历了这次新型冠状病毒的疫情之后,想必你已经非常痛恨病毒了,一心希望它们全被消灭,但病毒的顽强超乎你的想象。

病毒无处不在,从高山到海底,从封闭了上百万年的水晶洞到最干旱的沙漠,全都是病毒的领地。

它们是世界上数量最多的生命体,世界人口总数约为79亿,而病毒却比人要多得多。1升海水中的病毒数量就是世界人口总数的12倍,当你跳进海水里游泳的时候,你其实是在病毒堆里游来游去。而且,在世界上还没有人类的时候,病毒就已经存在了。这样看来,人类并非地球的霸主,我们居住的地球是一颗名副其实的“病毒星球”。

病毒能感染各种各样的生物,可以分成动物病毒、植物病毒和细菌病毒。只要生物存在,病毒必定如影随形。我们每个人的身体里,也藏有许多病毒,但它们在一般情况下不会对我们造成伤害。这是因为它们的毒性很弱,在我们吃饭睡觉时,这些病毒一边缓慢增殖,免疫系统一边将其消灭,病毒数量始终控制在一定范围内。只有当病毒数量爆发性增长、免疫系统无法压制时,人体才表现出明显的病症。

没有病毒,就没有人类

在科幻电影《生化危机》中,致命的“T病毒”会把人变成丧尸,但主人公爱丽丝不仅对此免疫,她自身的基因还与T病毒融合,使她获得了超强的战斗技能和自愈能力。虽然现实中没有T病毒,但我们的基因真的与病毒发生过融合,部分病毒就躺在我们的基因组中。

在一亿年前,人类的远古祖先被某种逆转录病毒感染,这种病毒悄悄把自己写进了宿主的基因里,使宿主的细胞制造出错误的产品。但这个“不合格”产品恰好让宿主产生了胎盘,于是,最早的哺乳动物诞生了。

感染人类祖先的不只这一种病毒,如今在人类的基因中,有8%来自于逆转录病毒。可以说,正是这些病毒把自己的基因“送”给了我们,我们才得以进化成今天的样子。

致病细菌与病毒是不同的

SARS病毒 0.08~0.12微米细菌(杆菌) 0.3~5微米血红细胞 约7微米细微颗粒物(PM2.5)颗粒物(PM10)<2.5微米<10微米

当你饥肠辘辘、迫不及待地想坐到饭桌前饱餐一顿时,爸爸妈妈很可能会拦住你,喊道:“先去洗手!”

其实,简单的洗手能除掉许多看不见的危险。对人类虎视眈眈的不止病毒,还有细菌。细菌比病毒大很多,但也只有几微米长,还不到头发直径的1/10。细菌能分解大自然中的各种动植物残骸,但有些细菌却会危害人类。

细菌和病毒完全不是一码事,细菌是单细胞生物。我们不仅能靠免疫系统消灭细菌,还能用抗生素等药物将它们杀死。

不过,细菌离开了生物体也可以生存,它们广泛存在于水中、土壤里、乃至于人们的衣服和手上,比起病毒,人们更经常遭到细菌的侵袭。如果你不小心摔了一跤,擦破了皮,傷口就会因细菌入侵而红肿发炎;当人们已经被病毒感染,身体虚弱时,大量细菌可能会趁虚而入,引起各种并发症,例如,当病毒使我们感冒时,细菌性肺炎也会找上门来。所以,我们也要对细菌保持警惕。

人体里的细菌比细胞还多

人体中约有37.2万亿个细胞,但却有十倍以上的细菌。

我们肠道里就有500~1000种细菌,许多都对人体有益,如双歧杆菌、乳酸菌等。它们能帮助肠道消化食物、制造维生素、抑制病菌生长。肠黏膜把细菌和人体体液、细胞分隔开,使这些细菌与我们的免疫系统和平相处。

不过,肠道菌群中也藏着“见风使舵”的细菌,如大肠杆菌。它原本待在肠道里,会与粪便一起排出,如果你上厕所后没洗手就吃东西,沾在你手上的大肠杆菌就会顺着消化道跑到肠胃的其他地方。这时,大肠杆菌有可能突然“翻脸”,让你拉肚子。

消灭细菌的神器:抗生素

细菌有时是十分致命的。在战争时期,很多士兵在战场上幸存下来,却由于伤口被细菌严重感染而去世或被迫截肢。这时,科学家们在发霉的水果上提取到一种物质——青霉素,它能杀死细菌,挽救了上千万人的性命。

青霉素是抗生素的一种,抗生素可以通过抑制细菌细胞壁、蛋白质的合成等方式杀死细菌,是不折不扣的杀菌“神器”。

抗生素“训练”出超级细菌

在你得了普通感冒时,爸爸妈妈或许会着急地让你吃药。服用抗生素确实能让病好得更快,但如果你每次生病都吃抗生素,药的剂量可能会越来越大,最后药会完全失效,因为细菌已经产生了耐药性。

一个细菌只需几小时就能增殖上百万个,其中有许多后代发生了基因突变。即便大多数细菌都被抗生素杀死了,也总有少数不怕这种药物的后代存活下来,并继续增殖,这种抗生素以后就对这种细菌无效了。

以前,人们使用了大量抗生素,使得世界上许多致病细菌产生了耐药性;如果再继续滥用下去,它们很可能会被“训练”成百毒不侵的“超级细菌”,一旦入侵人体,将无药能挡。所以,如果你只是轻微感冒,最好先观察病情,好好休息,靠自己的免疫系统战胜细菌,把抗生素作为最后的选择。

专杀细菌的病毒:噬菌体

有的病毒只寄生在動物体内,有的病毒偏好植物,而噬菌体则是专门感染细菌的病毒。它会用自己的尾巴在细菌身上凿个孔,注入遗传物质,在细菌内部迅速繁殖,消耗完细菌内的营养物质后,噬菌体大军便破体而出,寻找下一个猎物。同时,噬菌体无法识别高等动物的细胞,不会攻击人体细胞。

相对于抗生素而言,噬菌体不是一成不变的。细菌会进化,噬菌体也会进化,从自然界中筛选出杀菌的噬菌体比研发一种新型抗生素要容易得多。随着细菌耐药性的增强,噬菌体在未来很可能成为“超级细菌”的克星。

我们会遭受病毒、细菌生化武器的袭击吗?

在电影《12只猴子》中有这样的一幕:邪恶组织妄图毁灭人类,将致命病毒投放到全世界,造成了无数人的死亡……我们是否真的会有面临病毒、细菌生化武器威胁的一天?

使用生化武器在国际上是被明令禁止的,因为它不光是对士兵的虐杀,还会残害无辜的平民百姓。病毒、细菌是不长眼睛的,它们传播时不会选择人群,就像新型冠状病毒一样,被感染者带到了全球各地,使许多国家的人都感染了。如果有人想利用它们制造生化武器,这些人自己也可能会被感染。

研制出针对特定人群的病毒或细菌是不太可能的,因为不同人种之间的基因差异非常小,而且病毒变异的速度很快,哪怕是其他动物才会感染的病毒,在特定的变异下也会传给人类,要变异成能感染所有人种就更容易了。

不分国籍,不分人种,病毒和致病细菌是全人类的敌人,人们从古至今都在与它们斗争。随着科学的进步,我们已经战胜了小儿麻痹症、天花、狂犬病等恶疾,但这场没有硝烟的战争还远远不会结束。

版权声明:三分钟阅读 发表于 2021年11月1日 上午8:19。
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