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中科院微(wei)生物(wu)所科普︰抗生素為(wei)何不(bu)能抗病毒
2020年(nian)01月31日 16:29 來源︰中國(guo)新聞網(wang)
顯微(wei)鏡(jing)下的細菌尺寸。 中科院微(wei)生物(wu)所/供圖
顯微(wei)鏡(jing)下的細菌尺寸。 中科院微(wei)生物(wu)所/供圖

  (抗擊新型肺(fei)炎)中科院微(wei)生物(wu)所科普︰抗生素為(wei)何不(bu)能抗病毒

  中新網(wang)北(bei)京(jing)1月31日電(dian) (記者 孫自法)當(dang)前,新型冠狀病毒感染肺(fei)炎疫情引(yin)發廣泛關(guan)注,公眾在做好自我(wo)防護的同(tong)時也bu)崽健澳殼懊揮you)特效藥(yao)物(wu)”的消息,對此,有(you)人(ren)會問︰病毒和細菌到底有(you)什麼異同(tong)?為(wei)什麼不(bu)能用抗生素治(zhi)療呢?為(wei)何不(bu)能用抗生素殺病毒?

  針對這些問題和疑惑,中國(guo)科學院微(wei)生物(wu)研究所(中科院微(wei)生物(wu)所)組織該所科研專(zhuan)家(jia)予(yu)以解析和回應(ying)——

新型冠狀病毒jing)緹jing)圖。 中科院微(wei)生物(wu)所/供圖

  同(tong)是地球上微(wei)小生物(wu)

  專(zhuan)家(jia)介紹說(shuo),細菌和病毒都是微(wei)生物(wu),微(wei)生物(wu)作(zuo)為(wei)地球上最小的na)xing)式,人(ren)們總是忽略(lue)它們的存在,可就是這微(wei)小的na)wu)時時刻(ke)刻(ke)刷著(zhou)“存在感”,人(ren)類(lei)一不(bu)留神就會被它們感染。

  細菌是細胞,有(you)細胞壁,有(you)DNA,有(you)細胞器,可以自行生產合成(cheng)需要的黴並(bing)且代(dai)謝(xie),可以自行分裂繁殖(zhi)。而病毒比細菌小很多了,主要結構是蛋白(bai)質(zhi)衣殼和內(na)部kang)囊糯 wu)質(zhi)(DNA或者RNA),而且病毒不(bu)能自我(wo)復制。病毒需要通過感染宿主細胞來復制自身的遺傳物(wu)質(zhi),然(ran)後釋放出(chu)更多的子代(dai)病毒去感染其它的宿主細胞。

  細菌可以是無害甚至有(you)益(yi)于(yu)人(ren)體健康(kang)的,是可以獨立生存的。而病毒存在的目kang)木褪歉粗譜約海 運bu)感染宿主就沒有(you)存在的意義,可謂是最純粹的“bai)運降幕頡薄/p>

金黃色葡(pu)萄ya)蚓納(na)肌! 鋅圃何wei)生物(wu)所/供圖

  兩者大小相(xiang)差(cha)約1000倍

  中科院微(wei)生物(wu)所專(zhuan)家(jia)表示(shi),廣義的細菌即(ji)為(wei)原核生物(wu),雖為(wei)細胞結構,但和人(ren)的細胞結構還(huai)是有(you)很大差(cha)異的,它們結構更加簡單,沒有(you)細胞核,只有(you)DNA的聚集區——擬核。細菌一般為(wei)球狀、桿狀、螺旋(xuan)狀等(deng)等(deng),人(ren)們給(gei)它命名的時候也不(bu)忘加上形(xing)狀的描述,比如大腸(chang)桿菌、乳酸桿菌、金黃色葡(pu)萄ya)蚓deng)(酵母菌是真菌,所以名字中沒有(you)形(xing)狀)。

  目前已知最小的細菌只有(you)0.2微(wei)米長,因此只能在顯微(wei)鏡(jing)下看到它們,而世界上最大的細菌可以用肉(rou)眼直接看見,有(you)0.2-0.6毫米大,是一種叫納(na)米比亞(ya)嗜硫珠菌的細菌。

  病毒(virus)則是由一個核酸分子(DNA或RNA)與蛋白(bai)質(zhi)構成(cheng)的非(fei)細胞形(xing)態,靠寄na)畹慕橛yu)生命體及非(fei)生命體之間的有(you)xie)wu)種,它進入細胞後表現的DNA的復制等(deng)新陳代(dai)謝(xie)確實是生命體的特征,而離開細胞後它只是一個沒有(you)生命的結晶體。

  大多數病毒jing)鬧本(ben)對0-300nm(納(na)米),一些絲(si)狀病毒jing)某?瓤紗400nm,但其寬度卻(que)只有(you)約80nm。大多數的病毒無法在光學顯微(wei)鏡(jing)下觀察到,而掃描或透射電(dian)子顯微(wei)鏡(jing)是觀察病毒顆粒形(xing)態的主要工(gong)具。病毒和細菌相(xiang)比,二者的大小相(xiang)差(cha)約1000倍。

病毒復制示(shi)意圖。 中科院微(wei)生物(wu)所/供圖

  入侵人(ren)體招數不(bu)同(tong)

  科學家(jia)稱,細菌中有(you)許多“好人(ren)”,其中腐生細菌是生態系統中重要的分解者,使碳循環能順利(li)進行;部分細菌會進行固氮(dan)作(zuo)用,使氮(dan)元素得以轉換為(wei)生物(wu)能利(li)用的形(xing)式。乳酪及酸奶和酒釀(niang)的制作(zuo)、部分抗生素的制造、廢水的處理等(deng),都與細菌有(you)關(guan)。在生物(wu)科技領(ling)域(yu)中,細菌也有(you)著(zhou)廣泛的運用。當(dang)然(ran),細菌中的“壞(huai)deng)恕本(ben)褪切磯嗟牟≡ 耍 kuo)肺(fei)結核、炭疽病、鼠疫等(deng)疾(ji)病都是由細菌所引(yin)發。

  細菌和人(ren)體主要為(wei)寄na)guan)系,就致病菌而言,由于(yu)大多數細菌有(you)自己的代(dai)謝(xie)系統,細菌入侵人(ren)體後是可以寄na)諶ren)體正常細胞之間的。細菌奪取了機(ji)體所必須的營養物(wu)質(zhi);細菌的na)?髦指餮yang)的代(dai)謝(xie)產物(wu)打亂了機(ji)體的na)砥膠猓簧踔料(liao)婦奶寤ji)也成(cheng)為(wei)致病的因素,干擾(rao)和破壞(huai)細胞的功能,因此,在一些疾(ji)病中,僅細菌的增殖(zhi)就造成(cheng)致命的後果。

  病毒入侵人(ren)體可能是來源于(yu)一次打噴嚏,或者一次身體接觸。病毒需要寄na)諢畹乃拗饗赴 na),依賴于(yu)宿主細胞提(ti)供病毒復制過程中所需要的原料(liao)體系、能量和場所。當(dang)一個病毒準備感染宿主細胞時,其需要以下六個步驟完(wan)成(cheng)其增殖(zhi)活動,分別是吸附、侵入、脫(tuo)殼、生物(wu)合成(cheng)、組裝和釋放。

  吸附︰病毒通過識別宿主細胞膜表面特有(you)的受(shou)體蛋白(bai)分子來“盯上”目標細胞(比如新型冠狀病毒病毒識別的是人(ren)呼(hu)吸道和肺(fei)部細胞表面的血管緊張素轉化黴2-ACE2);侵入︰然(ran)後病毒要麼通過某種方(fang)式進入宿主細胞(如膜融合),要麼直接將遺傳物(wu)質(zhi)注入宿主細胞之內(na);脫(tuo)殼︰緊接著(zhou)病毒感染性核酸從衣殼內(na)被釋放出(chu)來;生物(wu)合成(cheng)︰“馬不(bu)停蹄”地進行生物(wu)合成(cheng)——根(gen)據基因指令(ling),並(bing)借(jie)助宿主細胞提(ti)供的原料(liao)、能量和場所來合成(cheng)病毒jing)暮慫岷偷鞍bai)質(zhi);組裝︰新合成(cheng)的病毒核酸和蛋白(bai)質(zhi)會組裝成(cheng)子代(dai)病毒;釋放︰子代(dai)病毒釋放到宿主細胞外。

  人(ren)體的防御和反擊

  專(zhuan)家(jia)指出(chu),不(bu)論細菌還(huai)是病毒都jia) 黃迫ren)體的重重防線才能夠完(wan)成(cheng)入侵,但人(ren)體終zhan)  炙塹拇嬖冢 ren)類(lei)的免疫系統有(you)著(zhou)自己的防護措施和預(yu)警機(ji)制。

  第一huai)婪老擼浩?艉駝襯?Hren)類(lei)保護自己的方(fang)式首先是防御,通過皮膚和粘膜使人(ren)體形(xing)成(cheng)了一個相(xiang)對密閉的系統,當(dang)有(you)害物(wu)質(zhi)將要侵入人(ren)體時,皮膚和黏(nian)膜將外界致病因素阻(zu)擋在體外。

  第二道防線︰殺ben)wu)質(zhi)和吞噬(shi)細胞。粘膜表面和人(ren)體內(na)部總是有(you)著(zhou)殺ben)wu)質(zhi)和吞噬(shi)細胞在“巡(xun)邏”,防範病原體的入侵。以溶菌黴來舉例,它能夠破壞(huai)細菌的細胞壁,導致細胞壁破裂內(na)容物(wu)逸出(chu)而使細菌溶解,還(huai)可與帶負電(dian)荷的病毒jing)鞍bai)直接結合,與DNA、RNA、脫(tuo)輔基蛋白(bai)形(xing)成(cheng)復鹽(yan),使病毒失(shi)活。因此,該黴具有(you)抗菌、消炎、抗病毒jing)deng)作(zuo)用。

  第三道防線︰特異性免疫。當(dang)強大的病原體突破了前兩道防線後,人(ren)體的反攻才剛剛開始。通過吞噬(shi)細胞的吞噬(shi)和特殊(shu)的免疫細胞(T細胞)的分zhi)觶 ren)體生產出(chu)了si)梢蘊匾煨允侗鶉肭治(zhi)wu)的抗體,抗體可以讓病原體黏(nian)連(lian)在一起不(bu)再(zai)具有(you)入侵性,最終暴(bao)露在細胞間的病原菌會被殺滅。但入侵了細胞的病毒是否安全(quan)了呢?非(fei)也!人(ren)體可以精妙(miao)地識別哪個細胞被病毒感染了,進而派出(chu)“殺手”殺死(si)被感染jing)南赴 頭畔赴na)部kang)牟《荊 ┘乖 稹/p>

  不(bu)huai) ren)體的反擊是需要時間準備的,病原體就會通過這樣(yang)的時間間隙大肆入侵,佔領(ling)人(ren)體。

青(qing)霉素化學結構式。 中科院微(wei)生物(wu)所/供圖

  藥(yao)物(wu)治(zhi)療輔助登場

  細菌感染一度成(cheng)為(wei)人(ren)類(lei)最大的敵人(ren),如當(dang)年(nian)鼠疫在歐洲叫做“黑死(si)病”,曾經3年(nian)間就使歐洲人(ren)口減少(shao)三分之一;中國(guo)現在還(huai)將鼠疫和霍亂列xing)﹤桌lei)傳染病。

  直到抗生素的發現和推廣,人(ren)類(lei)才控(kong)制了細菌感染jing)謀  /p>

  抗生素主要對細菌有(you)殺滅作(zuo)用,通過破壞(huai)細菌細胞的結構,如細胞壁、細胞膜、改變(bian)內(na)部代(dai)謝(xie)、阻(zu)礙核酸和蛋白(bai)質(zhi)合成(cheng)等(deng),進而達到殺滅細菌的目kang)摹/p>

  但是,抗生素對病毒是無效的,因為(wei)細菌和病毒jing)慕 雇wan)全(quan)不(bu)同(tong)。

  由于(yu)細菌擁有(you)細胞壁,還(huai)有(you)自己的核酸復制機(ji)器和核糖體,所以抗生素只要針對這些靶點設計,就能保證殺傷細菌而對人(ren)類(lei)副作(zuo)用很小。但是,病毒沒有(you)細胞壁,沒有(you)自己的核酸黴,也沒有(you)核糖體,它所有(you)的功能都jia)攬克拗饗赴賜wan)成(cheng),所以抗生素並(bing)不(bu)能殺死(si)病毒。

  理想的抗病毒藥(yao)物(wu)是既能作(zuo)用于(yu)病毒增值周期的某個或幾個環fang)冢 yu)以干擾(rao)或阻(zu)斷,又不(bu)影(ying)響宿主細胞的正常代(dai)謝(xie)。如常見的藥(yao)物(wu)病毒唑(shi),提(ti)供了大量核 酸類(lei)似(si)物(wu),偷梁換柱取代(dai)了正常的核 酸,使病毒失(shi)去了復制能力,起到了抑制病毒擴增的作(zuo)用(但對人(ren)體也有(you)很大副作(zuo)用)。另(ling)外,抗流感藥(yao)物(wu)奧司他韋是通過阻(zu)斷子代(dai)病毒jing)氖頭哦鸚?/p>

  針對這次wo) 椋 鋅圃何 翰《舅途jun)事醫學科學院的科研人(ren)員也在細胞水平上初步篩選出(chu)對新型冠狀病毒(2019-nCoV)有(you)較好抑制作(zuo)用的雷米迪維或倫地西韋(Remdesivir,GS-5734,抗埃博拉(la)藥(yao)物(wu)II期臨床)、氯(lv) (Chloroquine,Sigma-C6628,抗瘧(nue)疾(ji)藥(yao)物(wu))、利(li)托那韋(Ritonavir,抗HIV藥(yao)物(wu))。

  科學家(jia)提(ti)醒說(shuo),面對病毒jing)鬧zhi)療,人(ren)類(lei)始終沒有(you)找到像抗生素一樣(yang)普適shi)蘊匭?yao),積(ji)極的治(zhi)療都是調動人(ren)體自身的免疫能力去對抗病毒,因為(wei)只有(you)生物(wu)本(ben)身才真正懂得如何對抗生物(wu)。(完(wan))

編(bian)輯︰孫婷婷

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