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中(zhong)科院微生物所(suo)科普︰抗生素為何不能(neng)抗病毒
2020年02月27日 13:10 來源︰中(zhong)國新聞網(wang)
顯(xian)微鏡下的(de)細(xi)菌尺寸。 中(zhong)科院微生物所(suo)/供圖
顯(xian)微鏡下的(de)細(xi)菌尺寸。 中(zhong)科院微生物所(suo)/供圖

  (抗擊新型肺(fei)炎)中(zhong)科院微生物所(suo)科普︰抗生素為何不能(neng)抗病毒

  中(zhong)新網(wang)北ben)月31日電 (記者 孫自法)當(dang)前,新型冠狀chuang)《靖腥痙fei)炎疫(yi)情引(yin)發廣泛關注,公眾在(zai)做好自我(wo)防護(hu)的(de)同時(shi)也(ye)會听到“目前沒(mei)有(you)特效(xiao)藥(yao)物”的(de)消息,對(dui)此,有(you)人會問︰病毒和細(xi)菌到底有(you)什麼異同?為什麼chuang)荒neng)用(yong)抗生素治(zhi)療呢?為何不能(neng)用(yong)抗生素殺(sha)病毒?

  針對(dui)這些問題和疑惑,中(zhong)國科學院微生物研究所(suo)(中(zhong)科院微生物所(suo))組織(zhi)該所(suo)科研專家予(yu)以解析和tu)賾Α /p>

新型冠狀chuang)《鏡緹低肌! zhong)科院微生物所(suo)/供圖

  同是地球(qiu)上微小生物

  專家介紹說,細(xi)菌和病毒jing)際俏?錚 ?鎰zuo)為地球(qiu)上最(zui)小的(de)生命形式,人們總是忽略它們的(de)存在(zai),可(ke)就(jiu)是這微小的(de)生物時(shi)時(shi)刻刻刷著“存在(zai)感”,人類一不留神就(jiu)會被(bei)它們感染。

  細(xi)菌是細(xi)胞,有(you)細(xi)胞壁,有(you)DNA,有(you)細(xi)胞器,可(ke)以自行生產合成需要(yao)的(de)黴並且代謝,可(ke)以自行分(fen)裂繁殖(zhi)。而病毒比細(xi)菌小很多(duo)了,主要(yao)結構是蛋白(bai)質衣殼和內部的(de)遺傳物質(DNA或者RNA),而且ye)《靜荒neng)自我(wo)復制(zhi)。病毒需要(yao)通過感染宿主細(xi)胞來復制(zhi)自身(shen)的(de)遺傳物質,然後釋放出更多(duo)的(de)子代病毒去感染其它的(de)宿主細(xi)胞。

  細(xi)菌可(ke)以是無害(hai)甚至有(you)益于人體健康的(de),是可(ke)以獨立生存的(de)。而病毒存在(zai)的(de)目的(de)就(jiu)是復制(zhi)自己,所(suo)以它不感染宿主就(jiu)沒(mei)有(you)存在(zai)的(de)意義(yi),可(ke)謂是最(zui)純粹的(de)“bai)運si)的(de)基(ji)因”。

金黃色(se)葡(pu)萄球(qiu)菌寄生圖。 中(zhong)科院微生物所(suo)/供圖

  兩者大(da)小相差約1000倍(bei)

  中(zhong)科院微生物所(suo)專家表示,廣義(yi)的(de)細(xi)菌即為原核生物,雖為細(xi)胞結構,但(dan)和人的(de)細(xi)胞結構還(huai)是有(you)很大(da)差異的(de),它們結構更加簡單,沒(mei)有(you)細(xi)胞核,只有(you)DNA的(de)聚集區——擬核。細(xi)菌一般(ban)為球(qiu)狀、桿狀、螺旋狀等(deng)等(deng),人們給它命名(ming)的(de)時(shi)候也(ye)不忘加上形狀的(de)描述,比如(ru)大(da)腸桿菌、乳酸桿菌、金黃色(se)葡(pu)萄球(qiu)菌等(deng)(酵母(mu)菌是真(zhen)菌,所(suo)以名(ming)字中(zhong)沒(mei)有(you)形狀)。

  目前已知最(zui)小的(de)細(xi)菌只有(you)0.2微米長,因此只能(neng)在(zai)顯(xian)微鏡下看到它們,而世界上最(zui)大(da)的(de)細(xi)菌可(ke)以用(yong)肉眼直(zhi)接看見,有(you)0.2-0.6毫米大(da),是一種叫納米比亞嗜硫(liu)珠菌的(de)細(xi)菌。

  病毒(virus)則是由一個核酸分(fen)子(DNA或RNA)與蛋白(bai)質構成的(de)非(fei)細(xi)胞形態,靠寄生生活的(de)介于生命體及非(fei)生命體之間的(de)有(you)機物種,它進入細(xi)胞後表現的(de)DNA的(de)mu)粗zhi)等(deng)新陳代謝確實(shi)是生命體的(de)特征(zheng),而離開細(xi)胞後它只是一個沒(mei)有(you)生命的(de)結晶(jing)體。

  大(da)多(duo)數病毒的(de)直(zhi)徑(jing)在(zai)10-300nm(納米),一些絲狀chuang)《鏡de)長度(du)可(ke)達1400nm,但(dan)其寬度(du)卻(que)只有(you)約80nm。大(da)多(duo)數的(de)病毒無法在(zai)光學顯(xian)微鏡下觀察到,而掃描或透gan)淶繾酉xian)微鏡是觀察病毒顆粒(li)形態的(de)主要(yao)工具(ju)。病毒和細(xi)菌相比,二者的(de)大(da)小相差約1000倍(bei)。

病毒復制(zhi)示ju)饌肌! zhong)科院微生物所(suo)/供圖

  入侵人體招數不同

  科學家ye)疲 xi)菌中(zhong)有(you)許多(duo)“好人”,其中(zhong)腐生細(xi)菌是生態系統中(zhong)重要(yao)的(de)分(fen)解者,使gu)佳xun)環能(neng)順(shun)利(li)進行;部分(fen)細(xi)菌會進行固(gu)氮作(zuo)用(yong),使氮元(yuan)素得以轉換為生物能(neng)利(li)用(yong)的(de)形式。乳酪(lao)及酸奶和酒釀的(de)制(zhi)作(zuo)、部分(fen)抗生素的(de)制(zhi)造、廢水的(de)處理等(deng),都(du)與細(xi)菌有(you)關。在(zai)生物科技領(ling)域中(zhong),細(xi)菌也(ye)有(you)著廣泛的(de)運用(yong)。當(dang)然,細(xi)菌中(zhong)的(de)“壞(huai)人”ben)jiu)是許多(duo)的(de)病原菌了,包括(kuo)肺(fei)結核、炭疽(ju)病、鼠疫(yi)等(deng)疾病都(du)是由細(xi)菌所(suo)引(yin)發。

  細(xi)菌和人體主要(yao)為寄生關系,就(jiu)致病菌而言,由于大(da)多(duo)數細(xi)菌有(you)自己的(de)代謝系統,細(xi)菌入侵人體後是可(ke)以寄生在(zai)人體正(zheng)常細(xi)胞之間的(de)。細(xi)菌奪(duo)取了機體所(suo)必須的(de)營(ying)養物質;細(xi)菌的(de)生長產生各種各樣的(de)代謝產物打亂了機體的(de)生理平衡(heng);甚至細(xi)菌的(de)體積(ji)也(ye)成為致病的(de)因素,干(gan)擾和破壞(huai)細(xi)胞的(de)功(gong)能(neng),因此,在(zai)一些疾病中(zhong),僅(jin)細(xi)菌的(de)增殖(zhi)就(jiu)造成致命的(de)後果。

  病毒入侵人體可(ke)能(neng)是來源于一次打噴嚏,或者一次身(shen)體接觸。病毒需要(yao)寄生在(zai)活的(de)宿主細(xi)胞之內,依(yi)賴于宿主細(xi)胞提供病毒復制(zhi)過程中(zhong)所(suo)需要(yao)的(de)原料體系、能(neng)量和場所(suo)。當(dang)一個病毒準備感染宿主細(xi)胞時(shi),其需要(yao)以下六個步驟完成shan)湓鮒zhi)活動(dong),分(fen)zhi)鶚俏fu)、侵入、脫殼、生物合成、組裝和釋放。

  吸附(fu)︰病毒jiu) 侗鶿拗饗xi)胞膜表面特有(you)的(de)受(shou)體蛋白(bai)分(fen)子來“盯上”目標(biao)細(xi)胞(比如(ru)新型冠狀chuang)《靜《臼侗鸕de)是人呼吸道(dao)和肺(fei)部細(xi)胞表面的(de)血管緊張素轉化黴2-ACE2);侵入︰然後病毒ju)yao)麼通過某種方式進入宿主細(xi)胞(如(ru)膜融合),要(yao)麼直(zhi)接將遺傳物質注入宿主細(xi)胞之內;脫殼︰緊接著病毒感染性核酸從衣殼內被(bei)釋放出來;生物合成︰“馬(ma)不停蹄”地進行生物合成——根(gen)據基(ji)因指令,並借助宿主細(xi)胞提供的(de)原料、能(neng)量和場所(suo)來chun)銑剎《鏡de)核酸和蛋白(bai)質;組裝︰新合成的(de)病毒核酸和蛋白(bai)質會組裝成子代病毒;釋放︰子代病毒釋放到宿主細(xi)胞外。

  人體的(de)防御和反擊

  專家指出,不論細(xi)菌還(huai)是病毒jing)家yao)突(tu)破人體的(de)重重防線才能(neng)夠完成入侵,但(dan)人體終將發現它們的(de)存在(zai),人類的(de)免疫(yi)系統有(you)著自己的(de)防護(hu)措施和預(yu)警機制(zhi)。

  第一huai)dao)防線︰皮膚和粘膜。人類保護(hu)自己的(de)方式首先是防御,通過皮膚和粘膜使人體形成了一個相對(dui)密閉的(de)系統,當(dang)有(you)害(hai)物質將要(yao)侵入人體時(shi),皮膚和黏膜將外界致病因素阻擋在(zai)體外。

  第二道(dao)防線︰殺(sha)菌物質和吞噬(shi)細(xi)胞。粘膜表面和人體內部總是有(you)著殺(sha)菌物質和吞噬(shi)細(xi)胞在(zai)“巡邏(luo)”,防範病原體的(de)入侵。以溶菌黴來舉例,它能(neng)夠破壞(huai)細(xi)菌的(de)細(xi)胞壁,導致細(xi)胞壁破裂內容物逸出而使細(xi)菌溶解,還(huai)可(ke)與帶負(fu)電荷的(de)病毒蛋白(bai)直(zhi)接結合,與DNA、RNA、脫輔(fu)基(ji)蛋白(bai)形成復鹽(yan),使病毒失活。因此,該黴具(ju)有(you)抗菌、消炎、抗病毒等(deng)作(zuo)用(yong)。

  第三道(dao)防線︰特異性免疫(yi)。當(dang)強大(da)的(de)病原體突(tu)破了前兩道(dao)防線後,人體的(de)反攻才剛剛開始。通過吞噬(shi)細(xi)胞的(de)吞噬(shi)和特殊的(de)免疫(yi)細(xi)胞(T細(xi)胞)的(de)分(fen)析,人體生產出了可(ke)以特異性識別入侵zhi) de)抗gu)澹 固(gu)蹇ke)以讓病原體黏連在(zai)一起不再具(ju)有(you)入侵zhong)裕 zui)終暴露dui)zai)細(xi)胞間的(de)病原菌會被(bei)殺(sha)滅。但(dan)入侵了細(xi)胞的(de)病毒是否安全了呢?非(fei)也(ye)!人體可(ke)以精妙(miao)地識別哪mu)魷xi)胞被(bei)病毒感染了,進而派出“殺(sha)手(shou)”殺(sha)死被(bei)感染的(de)細(xi)胞,釋放細(xi)胞內部的(de)病毒,供抗原消滅。

  不huai) 頌宓de)反擊是需要(yao)時(shi)間準備的(de),病原體就(jiu)會通過這樣的(de)時(shi)間間隙大(da)肆入侵,佔領(ling)人體。

青霉素化學結構式。 中(zhong)科院微生物所(suo)/供圖

  藥(yao)物治(zhi)療輔(fu)助登場

  細(xi)菌感染ju)歡du)成為人類最(zui)大(da)的(de)敵人,如(ru)當(dang)年鼠疫(yi)在(zai)歐fen)藿凶觥昂謁啦 保 年間就(jiu)使歐fen)奕絲詡跎偃fen)之一;中(zhong)國現在(zai)還(huai)將鼠疫(yi)和tu)袈伊形﹤桌啻 靜 /p>

  直(zhi)到抗生素的(de)發現和推廣,人類才控制(zhi)了細(xi)菌感染的(de)爆發。

  抗生素主要(yao)對(dui)細(xi)菌有(you)殺(sha)滅作(zuo)用(yong),通過破壞(huai)細(xi)菌細(xi)胞的(de)結構,如(ru)細(xi)胞壁、細(xi)胞膜、改(gai)變內部代謝、阻礙核酸和蛋白(bai)質合成等(deng),進而達到殺(sha)滅細(xi)菌的(de)目的(de)。

  但(dan)是,抗生素對(dui)病毒是無效(xiao)的(de),因為細(xi)菌和病毒的(de)結構完全不同。

  由于細(xi)菌擁有(you)細(xi)胞壁,還(huai)有(you)自己的(de)核酸復制(zhi)機器和核糖體,所(suo)以抗生素只要(yao)針對(dui)這些靶點設(she)計,就(jiu)能(neng)保證殺(sha)傷細(xi)菌而對(dui)人類副作(zuo)用(yong)很小。但(dan)是,病毒沒(mei)有(you)細(xi)胞壁,沒(mei)有(you)自己的(de)核酸黴,也(ye)沒(mei)有(you)核糖體,它所(suo)有(you)的(de)功(gong)能(neng)都(du)依(yi)靠宿主細(xi)胞來完成,所(suo)以抗生素並不能(neng)殺(sha)死病毒。

  理想的(de)抗病毒ju)yao)物是既能(neng)作(zuo)用(yong)于病毒增值周期的(de)某個或幾個環節,予(yu)以干(gan)擾或阻斷,又(you)不影響宿主細(xi)胞的(de)正(zheng)常代謝。如(ru)常見的(de)藥(yao)物病毒ju)潁  ├舜da)量核 (gan)酸類似物,偷梁換柱取代了正(zheng)常的(de)核 (gan)酸,使病毒失去了復制(zhi)能(neng)力,起到了抑制(zhi)病毒擴增的(de)作(zuo)用(yong)(但(dan)對(dui)人體也(ye)有(you)很大(da)副作(zuo)用(yong))。另(ling)外,抗流感藥(yao)物奧司他(ta)韋是通過阻斷子代病毒的(de)釋放而起效(xiao)。

  針對(dui)這次wo)yi)情,中(zhong)科院武(wu)漢病毒所(suo)和軍事(shi)醫學科學院的(de)科研人員也(ye)在(zai)細(xi)胞水平上初步篩選出對(dui)新型冠狀chuang)《2019-nCoV)有(you)較好抑制(zhi)作(zuo)用(yong)的(de)雷米迪維或倫地西韋(Remdesivir,GS-5734,抗埃博拉藥(yao)物II期臨床(chuang))、氯(lv) (kui)(Chloroquine,Sigma-C6628,抗瘧疾藥(yao)物)、利(li)托那韋(Ritonavir,抗HIV藥(yao)物)。

  科學家提醒說,面對(dui)病毒的(de)治(zhi)療,人類始終沒(mei)有(you)找到像抗生素一樣普適(shi)性特效(xiao)藥(yao),積(ji)極的(de)治(zhi)療都(du)是調動(dong)人體自身(shen)的(de)免疫(yi)能(neng)力去對(dui)抗病毒,因為只有(you)生物本(ben)身(shen)才真(zhen)正(zheng)懂得如(ru)何對(dui)抗生物。(完)

編輯(ji)︰孫婷婷

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