地鐵上,一個人劇烈地咳嗽着,時不時還打起噴嚏,飛沫在空氣中清晰可見。周圍的人驚恐地看着他,紛紛往後退,人滿為患的地鐵硬是擠出一小片空地。一點口水有這麼可怕嗎?
讓人們驚慌躲避的不是唾沫,而是唾沫裡的病毒和細菌。它們非常微小,卻比龐大的肉食動物更加兇猛,會悄無聲息地傷害人們的身體,甚至奪走生命。
讓城市封鎖的渺小生命
2020年春節,本該熱鬧的中國大地上一片寂靜,各個城市的街道上冷冷清清,絕大部分百姓屯好食物待在家中,因為中國有一種新型病毒正在傳播,它就是新型冠狀病毒。
新型冠狀病毒主要攻擊人體的肺部,使病人發熱、咳嗽、全身乏力,甚至因休克或呼吸衰竭而死,而且沒有特效藥可以進行醫治。它能在人體裡潛伏十幾天,而患者發病、被隔離治療之前,可能已經不知不覺地把病毒傳染給很多人。随着病毒的傳染範圍越來越大,人們内心的恐慌情緒也在增長。而減少病毒傳染機會的最好方法就是各自呆在家中。
既死又活的病毒
病毒既不是電影中的龐然巨獸,也不是外星人的秘密武器,它們的個頭隻有幾十納米,如果沒有電子顯微鏡,我們根本看不到它們的身影。
病毒是一種非常特别的生命,所有生物都是由細胞組成的,但病毒卻沒有細胞結構,通常隻是蛋白質外殼包裹着的遺傳物質,連生物都算不上。它們在地球上隻做一件事——“損人利己”,它們會進入一個适合的生物體,用寄主的細胞作為材料讓自己大量繁殖;一旦離開了生物,或者寄生的生物死亡,它們很快就會死去。
病毒如何損傷人體
人體内的細胞像一座座小工廠,細胞内的細胞器就像不同的工人,它們各司其職,依照“說明書”——遺傳物質DNA來生産生命活動所需的各種物質。然而,病毒(和細菌)卻會潛入工廠搞破壞,方法也花樣百出:
1.釋放毒素,毒死“工人”,霸占“工廠”裡的氧氣、水分等資源,在細胞内大量繁殖。
2.劫持“工人”,逼它們按照病毒(和細菌)的“說明書”制造大量的克隆體。
3.逆轉錄病毒能悄悄修改工廠裡的“說明書”,讓工人在不知不覺中生産出錯誤的産品。
這些破壞使細胞的正常活動被迫中斷,等營養物質消耗殆盡後,工廠會“倒閉”,也就是細胞死亡。這時細胞會裂解,病毒大軍便大搖大擺地走出工廠,尋找下一個目标。如果人體沒有防護能力,心肺等重要器官的細胞受到重創之後不再正常工作,使身體得不到氧氣而死亡,但幸好人體自帶強大的殺毒能力。
症狀是免疫系統與病毒戰鬥的結果
當我們患上流感時,就意味着有病毒入侵了身體,它們會在鼻子和上呼吸道的黏膜細胞裡安營紮寨、大量繁殖。黏膜會分泌更多黏液,把病毒包裹住,這會使人鼻塞、流鼻涕;鼻涕和痰裡的黃綠色物質其實是吞噬細胞與病毒“同歸于盡”後的殘骸。這些黏液會刺激喉嚨和肺部,迫使人們通過咳嗽來排出去。
而吞噬細胞中的巨噬細胞會像清道夫一樣,将病毒和細胞碎片清掃幹淨,但它會留下一些化學物質,這些物質會使人渾身酸痛。
下丘腦還會調高體溫,減緩病毒的增殖速度,也使免疫細胞更快生成,這就是發燒。不過,發燒也會讓血管膨脹,使人感到頭疼。這些病症要等到病毒和細胞殘骸被清除幹淨才會消失,大約需要一周的時間。
免疫系統也是一把雙刃劍
如果病毒殺傷力較大,例如新型冠狀病毒,對于老年人而言,它的緻死率就比較高,難道他們的免疫力沒起作用嗎?免疫系統要想鎖定病毒并制作出專門對付它的武器——抗體,需耗費一定時間,大約一到兩周。如果重要器官在抗體産生之前就被嚴重破壞了,病人就會危在旦夕。因此,比起身強力壯的年輕人,病毒更容易擊垮身體比較脆弱、免疫力低下的老年人。
但是,有時免疫系統的反應過于強烈,在消滅病毒時,也傷害了大量人體細胞,這種“殺敵一千自損八百”的情況也會使人體器官遭受重創,危及人的生命。
“泡泡男孩”戴維·維特天生患有嚴重的免疫缺陷疾病,他沒有正常的免疫系統,自出生起,就生活在無菌病房裡,所有送入病房的食物、玩具乃至空氣都要經過殺菌消毒,任何人都隻能透過橡膠手套與他接觸;他一輩子都隻能待在塑料“泡泡”中。
藥物殺不死病毒
在人體外的病毒脆弱不堪,以新型冠狀病毒為例,隻要把它加熱到56℃、或噴灑酒精就能使它失去活性。然而,一旦病毒鑽進了人體細胞,目前的醫學技術是無能為力的,因為要殺滅一種病毒或細菌,藥物必須認識它,但病毒太小,目前的藥物無法識别,更别說殺死了。
但是,科學家已經研制出一些藥物,能夠阻止病毒在體内複制,從而阻斷病情,如人體内的丙肝病毒就能被藥物抑制,而艾滋病病毒也會在某些藥物的作用下停止在人體内擴散。
醫院的治療也至關重要,如幫病人補充營養,或者用醫療器械幫助病人維持生命活動,如用呼吸機幫助肺炎患者保持呼吸,讓他的身體能堅持到免疫系統制造出抗體。
用疫苗以毒攻毒
你應該記得在沒有生病的情況下被家長帶到醫院打針的經曆,針管裡的不是藥,而是各種疫苗。因為有了疫苗,全球兒童躲過了大部分緻死或緻殘的嚴重疾病。那麼,疫苗是如何發揮作用的?
人體免疫系統戰勝了特定病毒後,會保留這次記憶,下次如果遇到同樣的病毒,就能迅速産生抗體。這就是為什麼有的病得過一次,下次就不會再得,或者隔很長時間才會再得,比如水痘。
疫苗其實就是病毒本身,隻是通過特殊的工藝處理,它們已經被大大削弱或失去活性,沒有能力攻擊人體,但免疫系統仍然識别出了這些異類,啟動了作戰程序。由于人體細胞沒有受到太大損害,我們不會表現出明顯的症狀。這次不激烈的戰鬥同樣在免疫系統中保留了戰鬥記憶,當外界的病毒襲來時,我們的身體就會安然無恙。
但是,由于病毒的變異速度很快,樣子變了,以前接種的疫苗就會失效,因為免疫系統不認識變化後的病毒,就相當于對付一種新病毒。新的疫苗無法在短時間内研制出來,因此,像新型冠狀病毒這種突然出現的品種,人們暫時無法通過接種疫苗來避免感染。如果科學家們找到病毒身上無法改變的特殊标志,就有希望研制出長期有效的疫苗。
全球殺傷力最高的病毒
盡管我們擁有如此強大的免疫系統,但總有一些病毒讓我們力不從心,使人類死傷無數。
殺人無形的艾滋病病毒
艾滋病病毒也稱人類免疫缺陷病毒(HIV),目前全球至少有3670萬名艾滋病病毒感染者。
艾滋病可能會在人體内潛伏長達10年的時間,期間患者沒有任何症狀,看起來非常健康。然而,艾滋病病毒已悄然在患者體内增殖,殺死越來越多的免疫細胞;人的免疫系統在不知不覺中被逐漸瓦解,等到全線崩潰,患者便喪失了抵禦病原體的能力,連小小的感冒都無法治愈,腸炎、肺結核、惡性腫瘤等更加可怕的疾病又接踵而至,患者會在多種疾病的折磨下全身衰竭而死。
“化骨綿掌”埃博拉病毒
埃博拉病毒是潛伏在叢林深處的惡魔,總是突然出現在非洲的某些村落中,将整個村落的人屠戮殆盡,然後又銷聲匿迹,數年後再次肆虐,留給人們無盡的恐慌。
感染初期,患者會發熱、腹瀉;接着,患者的皮膚開始起水泡,一碰就破,患者甚至會七竅流血;短短兩周後,患者就像挨了“化骨綿掌”一樣,體内的組織器官化為血水……凄慘地死去後,他的屍體也成為新的傳染源,埃博拉病毒馬上會将魔爪伸向他周圍的人。
這是世界上最緻命的病毒之一,死亡率高達50%~90%,但針對埃博拉病毒的疫苗已經被研制出來,在2019年剛果的埃博拉疫情大爆發時挽救了很多人的生命。
啃食大腦的朊病毒
在太平洋島嶼上的一個部落裡,曾有一種怪病蔓延。它會使人四肢疼痛,不停顫抖,情緒越來越不穩定,有時會失控地大笑;病人将慢慢喪失記憶,無法走路、說話和吃東西,變得癡呆,最後因身體潰爛而死去。
令人驚訝的是,怪病的元兇竟然不是病毒,而僅僅是一團簡單的蛋白質。
朊(ruǎn)病毒和人體中的朊蛋白組成相同,結構卻不一樣,免疫系統會把朊病毒當成“自己人”,不會将它清除。這個陰險的“内奸”會誘使正常的朊蛋白變成錯誤的結構,病變使大量神經細胞死亡,最終破壞大腦。
我們居住在一顆病毒星球上
經曆了這次新型冠狀病毒的疫情之後,想必你已經非常痛恨病毒了,一心希望它們全被消滅,但病毒的頑強超乎你的想象。
病毒無處不在,從高山到海底,從封閉了上百萬年的水晶洞到最幹旱的沙漠,全都是病毒的領地。
它們是世界上數量最多的生命體,世界人口總數約為79億,而病毒卻比人要多得多。1升海水中的病毒數量就是世界人口總數的12倍,當你跳進海水裡遊泳的時候,你其實是在病毒堆裡遊來遊去。而且,在世界上還沒有人類的時候,病毒就已經存在了。這樣看來,人類并非地球的霸主,我們居住的地球是一顆名副其實的“病毒星球”。
病毒能感染各種各樣的生物,可以分成動物病毒、植物病毒和細菌病毒。隻要生物存在,病毒必定如影随形。我們每個人的身體裡,也藏有許多病毒,但它們在一般情況下不會對我們造成傷害。這是因為它們的毒性很弱,在我們吃飯睡覺時,這些病毒一邊緩慢增殖,免疫系統一邊将其消滅,病毒數量始終控制在一定範圍内。隻有當病毒數量爆發性增長、免疫系統無法壓制時,人體才表現出明顯的病症。
沒有病毒,就沒有人類
在科幻電影《生化危機》中,緻命的“T病毒”會把人變成喪屍,但主人公愛麗絲不僅對此免疫,她自身的基因還與T病毒融合,使她獲得了超強的戰鬥技能和自愈能力。雖然現實中沒有T病毒,但我們的基因真的與病毒發生過融合,部分病毒就躺在我們的基因組中。
在一億年前,人類的遠古祖先被某種逆轉錄病毒感染,這種病毒悄悄把自己寫進了宿主的基因裡,使宿主的細胞制造出錯誤的産品。但這個“不合格”産品恰好讓宿主産生了胎盤,于是,最早的哺乳動物誕生了。
感染人類祖先的不隻這一種病毒,如今在人類的基因中,有8%來自于逆轉錄病毒。可以說,正是這些病毒把自己的基因“送”給了我們,我們才得以進化成今天的樣子。
緻病細菌與病毒是不同的
當你饑腸辘辘、迫不及待地想坐到飯桌前飽餐一頓時,爸爸媽媽很可能會攔住你,喊道:“先去洗手!”
其實,簡單的洗手能除掉許多看不見的危險。對人類虎視眈眈的不止病毒,還有細菌。細菌比病毒大很多,但也隻有幾微米長,還不到頭發直徑的1/10。細菌能分解大自然中的各種動植物殘骸,但有些細菌卻會危害人類。
細菌和病毒完全不是一碼事,細菌是單細胞生物。我們不僅能靠免疫系統消滅細菌,還能用抗生素等藥物将它們殺死。
不過,細菌離開了生物體也可以生存,它們廣泛存在于水中、土壤裡、乃至于人們的衣服和手上,比起病毒,人們更經常遭到細菌的侵襲。如果你不小心摔了一跤,擦破了皮,傷口就會因細菌入侵而紅腫發炎;當人們已經被病毒感染,身體虛弱時,大量細菌可能會趁虛而入,引起各種并發症,例如,當病毒使我們感冒時,細菌性肺炎也會找上門來。所以,我們也要對細菌保持警惕。
人體裡的細菌比細胞還多
人體中約有37.2萬億個細胞,但卻有十倍以上的細菌。
我們腸道裡就有500~1000種細菌,許多都對人體有益,如雙歧杆菌、乳酸菌等。它們能幫助腸道消化食物、制造維生素、抑制病菌生長。腸黏膜把細菌和人體體液、細胞分隔開,使這些細菌與我們的免疫系統和平相處。
不過,腸道菌群中也藏着“見風使舵”的細菌,如大腸杆菌。它原本待在腸道裡,會與糞便一起排出,如果你上廁所後沒洗手就吃東西,沾在你手上的大腸杆菌就會順着消化道跑到腸胃的其他地方。這時,大腸杆菌有可能突然“翻臉”,讓你拉肚子。
消滅細菌的神器:抗生素
細菌有時是十分緻命的。在戰争時期,很多士兵在戰場上幸存下來,卻由于傷口被細菌嚴重感染而去世或被迫截肢。這時,科學家們在發黴的水果上提取到一種物質——青黴素,它能殺死細菌,挽救了上千萬人的性命。
青黴素是抗生素的一種,抗生素可以通過抑制細菌細胞壁、蛋白質的合成等方式殺死細菌,是不折不扣的殺菌“神器”。
抗生素“訓練”出超級細菌
在你得了普通感冒時,爸爸媽媽或許會着急地讓你吃藥。服用抗生素确實能讓病好得更快,但如果你每次生病都吃抗生素,藥的劑量可能會越來越大,最後藥會完全失效,因為細菌已經産生了耐藥性。
一個細菌隻需幾小時就能增殖上百萬個,其中有許多後代發生了基因突變。即便大多數細菌都被抗生素殺死了,也總有少數不怕這種藥物的後代存活下來,并繼續增殖,這種抗生素以後就對這種細菌無效了。
以前,人們使用了大量抗生素,使得世界上許多緻病細菌産生了耐藥性;如果再繼續濫用下去,它們很可能會被“訓練”成百毒不侵的“超級細菌”,一旦入侵人體,将無藥能擋。所以,如果你隻是輕微感冒,最好先觀察病情,好好休息,靠自己的免疫系統戰勝細菌,把抗生素作為最後的選擇。
專殺細菌的病毒:噬菌體
有的病毒隻寄生在動物體内,有的病毒偏好植物,而噬菌體則是專門感染細菌的病毒。它會用自己的尾巴在細菌身上鑿個孔,注入遺傳物質,在細菌内部迅速繁殖,消耗完細菌内的營養物質後,噬菌體大軍便破體而出,尋找下一個獵物。同時,噬菌體無法識别高等動物的細胞,不會攻擊人體細胞。
相對于抗生素而言,噬菌體不是一成不變的。細菌會進化,噬菌體也會進化,從自然界中篩選出殺菌的噬菌體比研發一種新型抗生素要容易得多。随着細菌耐藥性的增強,噬菌體在未來很可能成為“超級細菌”的克星。
我們會遭受病毒、細菌生化武器的襲擊嗎?
在電影《12隻猴子》中有這樣的一幕:邪惡組織妄圖毀滅人類,将緻命病毒投放到全世界,造成了無數人的死亡……我們是否真的會有面臨病毒、細菌生化武器威脅的一天?
使用生化武器在國際上是被明令禁止的,因為它不光是對士兵的虐殺,還會殘害無辜的平民百姓。病毒、細菌是不長眼睛的,它們傳播時不會選擇人群,就像新型冠狀病毒一樣,被感染者帶到了全球各地,使許多國家的人都感染了。如果有人想利用它們制造生化武器,這些人自己也可能會被感染。
研制出針對特定人群的病毒或細菌是不太可能的,因為不同人種之間的基因差異非常小,而且病毒變異的速度很快,哪怕是其他動物才會感染的病毒,在特定的變異下也會傳給人類,要變異成能感染所有人種就更容易了。
不分國籍,不分人種,病毒和緻病細菌是全人類的敵人,人們從古至今都在與它們鬥争。随着科學的進步,我們已經戰勝了小兒麻痹症、天花、狂犬病等惡疾,但這場沒有硝煙的戰争還遠遠不會結束。
,更多精彩资讯请关注tft每日頭條,我们将持续为您更新最新资讯!