文｜李 皓

細(xì)菌與病毒有何不同

文｜李 皓

有些抗生素之所以能夠殺菌，是因?yàn)樗鼈兡芷茐募?xì)菌細(xì)胞壁的合成。但如果用它們治療由病毒引起的流感、肺炎，就會(huì)延誤治療，因?yàn)榭股貙?duì)病毒根本不起作用

我曾經(jīng)有一次到新西蘭旅行，在奧克蘭國(guó)際機(jī)場(chǎng)候機(jī)時(shí)，我看到機(jī)場(chǎng)內(nèi)的每個(gè)不銹鋼垃圾桶上都帶有醒目的中文提示：“不準(zhǔn)吐痰”，在中文上方有一行英文：““No Spitting –Please use toilets”（不準(zhǔn)吐痰，請(qǐng)使用衛(wèi)生間）。這讓我有些疑惑：為什么當(dāng)?shù)貦z疫局把痰液看得和人排泄的大小便一樣臟？

進(jìn)入機(jī)場(chǎng)衛(wèi)生間，我看到座便器旁的廢物箱是封閉型，乳白色箱蓋上的文字寫著：“touch-free”（勿觸碰），文字下方有圖示顯示打開(kāi)與關(guān)閉箱蓋的三步驟：第一步，將手懸空于箱蓋的紅外感應(yīng)口；第二步，箱蓋自動(dòng)打開(kāi)；第三步，投入廢物，箱蓋自動(dòng)關(guān)閉。這種廢物箱僅用于投放裹實(shí)的衛(wèi)生巾，廁紙絕不能投入其中，而是必須隨水沖走。這些國(guó)際公共衛(wèi)生間的管理要求與設(shè)施使用方法幾乎不為中國(guó)旅客所了解。

那么，為什么衛(wèi)生間的廢物箱要封閉？為什么廁紙必須隨水沖走？

這還得從地球上的生命形式談起。

沒(méi)有微生物，動(dòng)植物就無(wú)法生存

地球上的生命形式分為三大類：植物、動(dòng)物和微生物。植物和動(dòng)物都是多細(xì)胞生物，而微生物卻是單細(xì)胞生物。

在生態(tài)系統(tǒng)中，植物、動(dòng)物與微生物的功能定位不同。植物叫生產(chǎn)者，動(dòng)物叫消費(fèi)者，微生物叫分解者。它們之間存在著一種物質(zhì)流動(dòng)的關(guān)系，可簡(jiǎn)單描述為：植物通過(guò)吸收土壤與空氣中的簡(jiǎn)單化合物，生長(zhǎng)出葉和果，供動(dòng)物食用；動(dòng)物排泄的糞便、死亡的尸體都會(huì)回歸大地；而大量存在于土壤中的微生物能將這些糞便與尸體（包括植物的凋落物）都分解成簡(jiǎn)單化合物，再供植物吸收與生長(zhǎng)。

在這一物質(zhì)循環(huán)流動(dòng)的過(guò)程中，微生物的分解作用極為關(guān)鍵。可以說(shuō)，沒(méi)有微生物，大自然的植物與動(dòng)物都無(wú)法健康生存。而細(xì)菌就是自然界中最廣泛存在的微生物。

人類首次看到微生物是在發(fā)明了光學(xué)顯微鏡之后。最早的光學(xué)顯微鏡是由一個(gè)叫詹森的眼鏡制造匠人于1590 年前后發(fā)明的。這個(gè)顯微鏡是用一個(gè)凹鏡和一個(gè)凸鏡做成的，制作水平還很低。

詹森雖然是發(fā)明顯微鏡的第一人，卻并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)顯微鏡的真正價(jià)值。事隔 90 多年后，顯微鏡又被荷蘭人列文虎克研究成功了，并開(kāi)始真正地用于科學(xué)研究試驗(yàn)。光學(xué)顯微鏡的可觀察能力達(dá)0.2微米（千分之二毫米），能看見(jiàn)所有類型的細(xì)菌。在大自然中，取一點(diǎn)湖底泥，就能在光學(xué)顯微鏡下看到許多不同種類的細(xì)菌。

中國(guó)古代創(chuàng)建的“?；鶟O塘”的農(nóng)業(yè)模式，就很好地利用了魚塘底泥中微生物的功能。

“?；鶟O塘”是中國(guó)唐朝流行的一種可持續(xù)的農(nóng)業(yè)方式。其具體做法是：在魚塘周圍栽種桑樹(shù)，用于養(yǎng)蠶。蠶的糞便作為魚飼料投入塘中，用于養(yǎng)魚。魚的糞便沉入塘底，在底泥微生物的分解下，成為桑樹(shù)需要的肥料。塘泥被起出，用于給桑樹(shù)施肥。這一模式很好地體現(xiàn)了人類的生產(chǎn)活動(dòng)離不開(kāi)自然界中存在的微生物。因此，盲目殺菌是不可取的。

抗生素并不能消滅病毒

細(xì)菌按其形狀命名，分為球菌、桿菌、弧菌、螺旋菌、帶附屬絲菌五類。在可觀察能力達(dá)0.001微米的電子顯微鏡下，能看到不少細(xì)菌表面長(zhǎng)有鞭毛。鞭毛使細(xì)菌具有很強(qiáng)的移動(dòng)能力。也正是在電子顯微鏡下，人類看到了比細(xì)菌小數(shù)百倍的病毒。病毒的大小為0.005～0.05微米，細(xì)菌約為0.5～5 微米，動(dòng)物細(xì)胞約為10 微米。因此，病毒和細(xì)菌比動(dòng)物細(xì)胞要小得多。

許多致病性的細(xì)菌或病毒正是“鉆”進(jìn)動(dòng)物細(xì)胞，在動(dòng)物細(xì)胞中大量增殖，甚至產(chǎn)生毒素，才導(dǎo)致動(dòng)物發(fā)病的。在我國(guó)的空氣質(zhì)量報(bào)告中，有一類空氣污染物叫“可吸入顆粒物”，指的是粒徑小于10微米的懸浮顆粒物。這類顆粒物能順利通過(guò)人的鼻腔、咽喉，直接進(jìn)入人的呼吸道。粒徑5～10微米的顆?？蛇M(jìn)入氣管和支氣管，小于5微米的顆粒能到達(dá)細(xì)支氣管和肺泡，2.5微米以下的顆粒物能通過(guò)肺泡進(jìn)入血液。從病毒與細(xì)菌的大小來(lái)看，它們是能通過(guò)人的呼吸道進(jìn)入人體的。

能使動(dòng)物感染、引發(fā)疾病的細(xì)菌與病毒統(tǒng)稱為“病原體”。動(dòng)物細(xì)胞、細(xì)菌和病毒在結(jié)構(gòu)上有著很大的不同。概括地講：動(dòng)物細(xì)胞由細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞核組成；細(xì)菌由細(xì)胞壁、質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)、DNA組成；病毒由核酸、蛋白質(zhì)外殼、被膜（有或無(wú)）組成。

有些抗生素（如青霉素和頭孢霉素）之所以能夠殺菌，是因?yàn)樗鼈兡芷茐募?xì)菌細(xì)胞壁的合成。但如果將它們用于治療由病毒引起的流感、肺炎（比如SARS），就會(huì)延誤治療。因?yàn)椴《緵](méi)有細(xì)胞壁，使用能破壞細(xì)胞壁的抗生素對(duì)病毒不起作用。

病毒感染動(dòng)物細(xì)胞的大致過(guò)程是：第一步，病毒顆粒附著于細(xì)胞表面；第二步，病毒核酸侵入細(xì)胞中，使其受到感染，而病毒的蛋白質(zhì)外殼留在細(xì)胞外；第三步，在病毒核酸的指令下，被感染細(xì)胞內(nèi)開(kāi)始合成病毒自身需要的酶；第四步，病毒核酸開(kāi)始在被感染細(xì)胞中大量復(fù)制；第五步，多個(gè)新病毒蛋白外殼在被感染細(xì)胞中合成；第六步，多個(gè)新病毒在被感染細(xì)胞中得到裝配；第七步，新病毒從被感染細(xì)胞中大量釋放出來(lái)。此時(shí)，被感染細(xì)胞通常會(huì)因裂解而死亡。

以脊髓灰質(zhì)炎病毒感染過(guò)程為例（該病毒的感染后果是小兒麻痹后遺癥，而引起手足口病的腸病毒EV71與它有著相似的感染模式）病毒先進(jìn)入扁桃體或腸壁細(xì)胞內(nèi)，增生后被釋放出來(lái)，隨后侵入頸部或腸系膜的淋巴結(jié)。增生后，病毒被釋放入血液中，出現(xiàn)初次病毒血癥。隨著血液，病毒到達(dá)神經(jīng)系統(tǒng)以外的器官，再增生，入血液，出現(xiàn)二次病毒血癥，抗體開(kāi)始產(chǎn)生。接著，大量的病毒通過(guò)血管進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，進(jìn)一步增生，并在神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)擴(kuò)散。這樣的病毒感染會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞的嚴(yán)重?fù)p傷。一些治療不及時(shí)的手足口病患者之所以最終死于腦炎，就是這樣的感染過(guò)程所致。

手足口病患者在發(fā)病初期，咽喉與手、足上常出現(xiàn)皰疹。這些皰疹一旦破裂，就會(huì)釋放出病毒。當(dāng)帶有病毒的飛沫或沾有病毒的食物進(jìn)入到無(wú)免疫力者的口中，就極易發(fā)生疾病的傳染。這也就是為什么在手足口病流行時(shí)，務(wù)必做好患者隔離、進(jìn)食前洗手的原因。

由于抗生素對(duì)病毒不起作用，對(duì)于病毒引起的傳染病，比如非典（SARS）、手足口病、流感等，及時(shí)使用中藥治療能獲得好的效果。（來(lái)源：中國(guó)科普博覽網(wǎng) 責(zé)任編輯/南之嶺）

李皓，1982年畢業(yè)于四川大學(xué)生物系生物化學(xué)專業(yè)，1986～1994年在德國(guó)弗朗霍夫研究院漢諾威毒理研究所從事免疫生物學(xué)研究，1994年獲得德國(guó)漢諾威大學(xué)自然科學(xué)博士學(xué)位。1995年回國(guó)到北京醫(yī)科大學(xué)免疫系做博士后，研究中草藥成分的免疫調(diào)節(jié)作用。1996年辭職并成為環(huán)境科普志愿者。2000～2004年，成為國(guó)家環(huán)?？偩汁h(huán)境使者。2008年成為“中科院老科學(xué)家科普演講團(tuán)”成員。