如何与细菌和病毒战斗?
[2020-02-06 21:28:54]

 

如何与细菌和病毒战斗?

原创 十万个为什么    上海市科普作家协会 

    人们可以用抗生素对抗细菌,用干扰素扰乱病毒。那么,抗生素和干扰素是如何“对症下药”的?它们有没有遇到细菌和病毒的顽强抵抗?

因“敌”施策

 

我听说过抗生素,它们究竟是怎么杀死细菌的呢?

 

抗生素

    抗生素其实是微生物或高等动植物生命活动中的代谢产物,能够干扰或者抑制细菌的生长存活。我们熟知的青霉素就是青霉菌的代谢产物,链霉素则是放线菌的代谢产物。
    有的抗生素通过破坏细菌细胞壁的合成而起到杀菌效果,如青霉素类;有的则能“饿死细菌”,抑制细菌蛋白质合成,如氯霉素类;有的让细菌“寝食难安”,干扰它们各种正常代谢途径;有的则干脆让细菌“断子绝孙”,抑制细菌核酸的复制和转录。

 

使用青霉素类抗生素必须先做皮内试验,看看患者是否对这类抗生素过敏

 

干扰素我还真是第一次听说呢!

 

干扰素

    相比于抗生素,听过干扰素的小朋友一定不多。干扰素并不直接与病毒发生正面冲突,它对病毒的阻击有点“借刀杀人”的意味。
    干扰素诱导被病毒入侵的细胞合成抗病毒蛋白。这种蛋白可以将病毒的mRNA(遗传物质)切断,从而抑制了病毒蛋白的合成;干扰素还能“唤醒”机体两种重要的免疫细胞——自然杀伤细胞和巨噬细胞,它们会直接歼灭被病毒感染了的细胞,采用同归于尽的战略将病毒和细胞一起杀死。

1RH2重组干扰素α-2b-02结构图

 


看到这里,你一定会问,是不是有某种干扰素能对抗新型冠状病毒呢?别急,我们接着往下看。


 

细菌和病毒的反击


 

你知道超级细菌吗?

 

超级细菌

    超级细菌之所以被冠名“超级”,不是因为它们长得特别大或者特别小,而是因为它们的“坚强不屈”。它们并不是某一种细菌,而是所有对抗生素有抗药性的细菌的统称。
    由于人类滥用抗生素,导致了细菌基因突变。经过长期的繁衍和演化,细菌练就了一套“六亲不认”的本领,凭借着“耐药基因”这柄尚方宝剑,将原本老祖宗都惧怕的抗生素斩于马下。
    有的细菌开始身披“铠甲”,装备上具有非渗透性的细胞膜,以此来抵御抗生素的杀伤;有的则改头换面,发生耐药性突变,使原本熟识它的抗生素都无法辨认(失活);还有些细菌,干脆“先礼后兵”,采用一种名为“多重耐药性外排泵”的机制,将进入体内的抗生素毫不客气地“扔”出体外。

 

耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(电镜照)几乎能抵抗所有青霉素类抗生素

 

新型冠状病毒是不是超级病毒呢?

 

病毒的诡计

    2003年的严重急性呼吸综合征 (SARS)、2012 年的中东呼吸综合征 (MERS)和这次疫情的罪魁祸首属于“冠状病毒”,先前为人熟知的H5N1和H7N9都属于流感病毒。
    病毒之所以鲜有特效药,一方面是因为它们持有“人质”,寄生在宿主细胞里,一荣俱荣一损俱损;另一方面,病毒表面五花八门的“外套”和肚子里的“花花肠子”注定让人难以捉摸。
    以流感病毒为例。流感病毒的“外套”(包膜)上镶嵌了两种糖蛋白:血凝素(H)和神经氨酸酶(N)。目前知道,H有15种不同的亚型,N有9种不同的亚型——通过排列组合,流感病毒就有了不同的模样,也具有各自的毒性和传播速度。
流感病毒的“花花肠子”是包膜内的8个RNA片段。和DNA不同,RNA在复制过程中经常出现错误,这导致RNA变异速度很快。要知道,疫苗的研发需要在病毒相对固定的基因或蛋白质的基础上而开展的,因此RNA病毒疫苗的研制之路困
难重重

 

在一个流感病毒(模型图)表面,通常有500多个血凝素和100多个神经氨酸酶

无论如何,让我们一起期待科学的进步,有朝一日可以完胜细菌和病毒对人体的侵犯。

 


 

    撰文:华东师范大学光华书院 · 科学明航会
    编辑:刘伟
    图片:维基百科、freepic、pixabay

    转载自少年儿童出版社十万个为什么

 

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