科普下病菌和病毒

Posted 2021-03-11 lanyangsh

导致人类生病的两大主要威胁：病菌和病毒。

这里科普下”病菌“和”病毒“的概念。

急性肠炎，鼠疫，就属于病菌感染。

平时，经常听到的抗生素，是用来治疗病菌引起的疾病的。

而疱疹，肝炎，狂犬病，就属于病毒导致的疾病。

我们从”生物“的分类说起。

自然界中的生物分为3大类，动物、植物，以及微生物。

而微生物大体分为细菌、真菌以及病毒等。

这里的”病菌“是使人致病的菌类的统称。
而病毒，则专指”病毒“这一种生物。

新型冠状病毒就是病毒的一种。

下文专门介绍下”病毒“。

1.什么是病毒

病毒到底是什么样子其实，微小的病毒，它的结构无比简单。

基本结构是由核心（核酸）和衣壳（蛋白或脂蛋白），共同构成病毒的核衣壳。

病毒的大小与形态病毒和细菌有一个很大的区别，是它们在体积大小上，相差很大。大多数细菌，它的直径为1微米左右（1毫米 =1000微米，1微米=1000纳米），而病毒的大小，通常只有细菌大小的1%～10%左右。细菌，在光学显微镜下就可以看见，而病毒很小，在光学显微镜下是看不到的，必须使用电子显微镜才能看得到。

2.病毒的增殖

病毒有高度的寄生性，完全依赖宿主细胞的能量和代谢系统获取生命活动所需的物质和能量。如果它离开了宿主细胞，它也只是一个普通的大化学分子，这时病毒将停止生命活动，凝结为蛋白质结晶，为一个非生命体。当它遇到宿主细胞后，就会通过吸附、进入、复制、装配、释放子代病毒，淋漓尽致地显示出典型的生命体特征。所以，病毒完全是一种介于生物与非生物之间的一种特殊的原始生命体。

根据它们依赖的各种不同的宿主，可以把病毒分为动物病毒、植物病毒、细菌病毒（噬菌体）和拟病毒（寄生在病毒中的病毒）等多种类型。

通常病毒通过侵袭细胞而增殖，下面我们就来看看它是如何来侵入细胞的。

第一步 吸附

病毒凭借其表面的特异性的吸附蛋白，与敏感的细胞表面病毒受体相结合。

大多数噬菌体的病毒受体，为细菌细胞壁上的磷壁酸分子、脂多糖分子以及糖蛋白的复合物，也有的位于菌毛、鞭毛或荚膜上。

大部分动物病毒的病毒受体，是那些镶嵌在细胞膜脂质双分子层中的多糖蛋白，少数的动物病毒的受体是糖脂或唾液酸寡糖苷。

而病毒进入植物细胞的机制，是通过伤口或媒介传播。

病毒吸附宿主细胞的时间很短，可在几分钟到几十分钟的时间内完成任务。

第二步 侵入

病毒通过吸附作用侵入寄主细胞。根据寄主的不同，不同的病毒，可以通过不同的方式，入侵细胞，比如注射式侵入、细胞内吞、膜融合以及其他特殊的侵入方式。

注射式侵入，是有尾噬菌体通常的侵入细菌细胞的方式。通过尾部收缩，将衣壳内的DNA基因组，注入宿主细胞内。

细胞内吞，是动物病毒的常见侵入细胞方式。经细胞膜内陷，形成吞噬泡，使病毒粒子进入细胞质中。

膜融合，是有囊膜病毒侵入细胞过程中，病毒囊膜与细胞膜融合为一体的一种侵入方式。囊膜病毒直接侵入，是部分病毒粒子直接侵入宿主细胞的入侵方式，其机理如下：病毒与细胞膜表面受体结合后，由细胞表面的酶类受体，帮助病毒粒体释放核酸，进入细胞质中，病毒衣壳仍然留在细胞膜外。

其他特殊方式。植物病毒通过存在于植物细胞壁上的一些小伤口，或天然的外壁孔侵入，或植物细胞之间的胞间连丝，侵入植物细胞，也可通过介质的口器、吸器等，侵入植物细胞。

第三步 脱壳

脱壳，是指病毒将感染性核酸从病毒的衣壳内释放出来的过程。有囊膜病毒脱壳，包括脱囊膜和脱衣壳两个步骤，而无囊膜病毒，只需脱衣壳，方式随不同结构的病毒而异。

第四步 生物合成

病毒借助宿主细胞提供的丰富的原料、能量和适合的场所，合成核酸和蛋白质。这期间病毒所需的多数酶，也来自这个被寄宿的宿主细胞。在病毒进入宿主细胞后的生物合成阶段，细胞质中无病毒颗粒的时期，称为隐蔽期。

第五步 装配

病毒复杂的结构成分核酸与蛋白质分别在细胞里合成后，在宿主细胞核内或细胞质内，组装成核衣壳。绝大多数DNA病毒，在细胞核内组装核衣壳，RNA病毒与痘病毒类，则在细胞质内组装核衣壳。无囊膜病毒组装成核衣壳，即为成熟的病毒体。

第六步 释放

绝大多数无囊膜病毒释放子代病毒时，被感染的细胞崩解，释放出子代病毒颗粒。宿主细胞膜同时破坏，寄主细胞迅即宣告死亡。绝大多数有囊膜病毒，通过细胞内的内质网、空泡，或包上细胞核膜或细胞膜，以出芽方式释放到细胞之外，而成为成熟病毒。这个过程是在一段时间内逐个释出成熟子代病毒，对细胞膜的破坏较轻，宿主细胞死亡速度就慢。从单个病毒吸附开始，至所有病毒释放出细胞，此过程称为感染周期或复制周期。一个感染细胞一般释放的病毒子代数为100 1000个。

3.病毒的传播

动物病毒，会直接侵入动物暴露在空气中的黏膜组织，例如呼吸道黏膜、消化道黏膜、眼睛黏膜等。

因此，打喷嚏或咳嗽排出的飞沫中携带的病毒通过空气直接从各种黏膜，侵入人机体内。

粪便中的病毒通过污染水源等方式，都能直接从各种黏膜侵入人的机体。

此外，还有不少病毒如登革热、脑炎、黄热病等，是由节肢动物，特别是蚊和蜱类传播的。尽管这类病毒在形态、物理性质上不同，但习惯上都归入一类，叫节肢媒介病毒。这些病毒可以在节肢动物体内增殖，甚至可以进行垂直传递。目前约有300多种节肢媒介病毒，其中约有100种能侵染人体，约20种能对人造成严重病害。动物病毒，还可通过血液、交配等方式传播，如在世界范围流行的艾滋病。

植物病毒的传播途径很特别，它是通过植物的伤口、昆虫、螨类、线虫、土壤真菌、种子以及农事操作等传播。其中在自然界中，植物病毒的最重要的传播媒介，应属昆虫和螨类，已知有400多种昆虫交错着传播200多种植物病毒。

4.预防

抵抗疾病的秘密武器——疫苗。

免疫细胞，可以识别侵入到体内的病毒和细菌。那么，它们为什么可以识别这些微生物呢？原来，这些入侵微生物，虽然身体很小，但也和人类一样，各有各的样子。构成这些生物的表面蛋白和性状，决定了它们的模样。我们把这种蛋白的排列方式和性状，叫做抗原表位。

任何一种微生物，都有自己独一无二的抗原表位，而我们身体里的免疫小卫士，正是通过这些不同的抗原表位，来识别这些入侵的微生物。

疫苗接种我们所使用的疫苗，就含有和特定微生物的抗原表位相同的蛋白或其他大分子物质。疫苗本身没有毒，但是能激发免疫系统的反应，使免疫系统对持有相同抗原的病毒，更加敏感。

疫苗，通过模仿病毒的形态（就是抗原表位），引起免疫系统的反应，但是它不会像病毒那样有毒性。它可能就是失去活力的病毒，或减毒的病毒。
比如说，乙肝病毒疫苗，它就是灭活的乙肝病毒，具有和有生命的病毒相同的抗原表位。当我们身体注射过乙肝病毒疫苗后，我们身体的免疫系统，就会识别这种外来物，产生可以消灭这种抗原表位的免疫细胞和免疫分子。一旦真正的乙肝病毒入侵时，这些免疫细胞和分子，就会立刻大量增多，消灭入侵者。这就好像警察已经掌握了犯罪分子的容貌，向全国发出通缉令，只等着那些犯罪分子落网了。

根据使用疫苗的目的，我们可把疫苗分为两类：一类是预防性疫苗，另一类是治疗性疫苗。

预防性疫苗是传统的疫苗类型。它用于尚未被感染的人体，让免疫系统做好准备。一旦将来病原体侵入，它能及时作出免疫反应。此类常见疫苗包括脊髓灰质炎、乙肝、破伤风疫苗等。目前全世界使用的疫苗几乎都是预防性的。治疗性疫苗是指病人在被病原体感染后，利用疫苗来诱导和增强免疫反应，达到控制病原体的目的。目前科学家还在努力研制这类疫苗，如治疗SARS病毒的疫苗和治疗H1N1型病毒的疫苗。

按照我国规定的计划免疫程序，婴幼儿必须在1岁内，完成5种疫苗的接种，具体内容包括以下几种：
（1）乙肝疫苗。
一般在出生两天内、1个月、6个月，各注射1次。每3～5年，加强注射1次。目前使用的，多为基因工程乙肝疫苗，它可以用于预防所有已知亚型的乙肝病毒感染。

（2）卡介苗。
接种卡介苗，可预防结核病。卡介苗，在一般婴儿出生后，即可接种，如果出生时没接种，可在2个月内接种。在3岁、7岁及12岁时，如结核试验阴性，应进行复种。

（3）小儿麻痹糖丸。
口服小儿麻痹糖丸，可预防婴儿瘫，即医学上的“脊髓灰质炎”。现在服用的，均是白色三价混和疫苗，出生后满2个月初服，以后每隔1个月服两次，连服两次，4岁加强1次。

（4）百白破混合制剂。
注射百白破混合制剂，可预防百日咳、白喉、破伤风。这三种疾病，可严重威胁小儿的健康与生命。接种，一般是在婴儿出生满3个月时进行，初种必须注射3针，每次间隔4周～6周，孩子1岁到2岁时，再复种1次。

（5）麻疹疫苗。
注射麻疹疫苗，可预防麻疹。第一次接种，应在婴儿满8个月，到2岁、7岁、12岁时，再进行复种。

备注：
本文大部分参考自网络。