看不見的世界——微生物的那點事兒
夏義玲 陳禾君 杜青
中國康復醫學會科學普及工作委員會
今年的主題熱詞之一新型冠狀病毒，讓大家談病毒色變，這些肉眼看不到，卻無處不在的小東西，您真的瞭解嗎？其實地球無數年的演化過程中，無論動物、植物，包括我們人類一直都生活在這個一個被微生物包繞的世界裡。今天小編就跟大家聊聊這個看不見的世界——微生物的那些事兒！
01
微生物是什麼
微生物是存在於自然界的一群體形微小、結構簡單、肉眼無法直接看見，必須藉助顯微鏡放大數百倍、數千倍，甚至數萬倍才能觀察到的微小生物。病毒、細菌當然都屬於微生物，但各不相同。即便同樣是病毒，也有許多不同，正如這次的上海醫療救治專家組組長張文宏醫生的金句“流感不是感冒！就像老虎從來不是貓！”
02
微生物分類
微生物主要分為三大類，分別是：
①非細胞型微生物：最小的微生物，以納米為測量單位，普通顯微鏡找不到，得用電子顯微鏡了。病毒是該類的典型代表；
②原核細胞型微生物：以細菌、支原體、衣原體等為代表；
③真核細胞型微生物：以真菌（念珠菌、酵母菌等）為代表。
今天的科普主要向大家介紹病毒與細菌。相對於細菌、真菌，顯然病毒是最小的，也是最簡單生命形式了。但別看病毒個頭小結構簡單，破壞力可不容小覷。
病毒VS細菌
1 結構大不同
病毒
我們先了解一下病毒究竟長什麼樣子。
病毒的結構非常簡單，就像上面的示意圖這樣，由核心的遺傳物質DNA或RNA外面穿了件襯衫（衣殼），再外面又套了件夾克（包膜）。有的病毒還可以不穿夾克，就是裸露病毒。當然，每種病毒身上穿的夾克可能不一樣，那我們就可以根據包膜的不同作為依據來進行病毒的鑑定和分型。根據形態不同，可以分為球狀病毒、桿狀病毒、冠狀病毒等，比如這次的新型冠狀病毒和2003年非典的冠狀病毒的樣子就類似上圖一般，這些表面的凸起是不是像戴了王冠呢？這些包膜與宿主細胞的細胞膜相結合後，病毒的核心（DNA或RNA）進入宿主細胞內，成功實現感染，真的相當狡猾！
那我們來看看這次新冠病毒的模樣，2020年2月13日美國國家過敏和傳染病研究所落基山實驗室（NIAID-RML）發表文章《New Images of Novel Coronavirus SARS-CoV-2 Now Available》[1]，作者通過掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡給這次新冠病毒的拍了“彩色照片”（如下圖）。
圖片來源於：https://www.niaid.nih.gov/news-events/novel-coronavirus-sarscov2-images （來自NIAID-RML）
隨後德克薩斯大學Jason S McLellan團隊在2020年2月15日發表文章《Cryo-EM Structure of the 2019-nCoV Spike in the Prefusion Conformation》[2]，利用冷凍電鏡技術已經公佈了這次新冠病毒刺突蛋白的電鏡結構，幫助我們更好地認識病毒結構，從結構上證實了新冠病毒比SARS-CoV的傳染性要更強。雖然如此，大多數病毒都是耐冷不耐熱，用紫外線或者射線均可以滅活病毒，這些理化特性可以很好地指導我們更好的消滅病毒。所以加強防護，避免感染及傳染對每個人而言顯得尤為重要！
講了這麼多病毒，我們也要了解一下細菌的結構。細菌也可以根據形態不同，分為球菌、桿菌、螺形菌。大家耳熟能詳的細菌，如金黃色葡萄球菌、幽門螺桿菌、大腸桿菌、霍亂弧菌等等。他們可比病毒大多了，一般以微米為測量單位。相比病毒的簡單組裝，細菌的結構要完備許多，包括細胞壁、細胞膜、細胞質、核質等。（為啥不叫細胞核
？因為細菌的細胞核沒有核膜、核仁等，這些遺傳物質只能被稱為擬核、核質了），細菌還有些特殊結構，比如莢膜、芽孢、菌毛、鞭毛等等，這些特殊結構與增加侵襲力、致病性、抵抗力等都有關。
細菌
為什麼要了解病毒、細菌的結構，好像與我們無關嘛？其實不然，生活中許多的習以為常、不假思索的背後都蘊含著一定的科學原理，瞭解這些原理會給我們帶來意想不到的幫助，如大家常喝牛奶，也會聽說過巴氏消毒牛奶，其中的滅菌原理就是用較低的溫度殺滅牛奶、酒類等液體中常見致病菌，不使蛋白質變性。滅菌是包括殺死細菌芽孢在內的，而消毒就不一定能殺死細菌芽孢。
細菌和病毒除了結構不同，大小不同，它們的代謝、繁殖方式也不同，因此，治療方案自然也各不相同。
但奇怪的是，在人類長久的與疾病鬥智鬥勇過程中，居然出現了一個所謂的“常識”——無論流涕、咳嗽、發燒、頭痛、嗓子痛，似乎長輩都會說：感冒了，那吃點抗生素吧！！其實，這個觀念是不正確的，我們一起來了解感冒是咋回事，是不是一生病一感冒就需要吃抗生素？
感冒的確可以分為病毒性感冒和細菌性感冒，顧名思義，由病毒引起的感冒稱為病毒性感冒，由細菌引起的感冒就是細菌性感冒，症狀可能都表現為：發熱、咳嗽、咽喉痛、鼻塞流涕、精神差等等。我們要知道，大多數的感冒都是病毒性感冒，佔90%以上，但病毒性感冒具有自限性，通常成人會持續3~7天，兒童可持續10天，所以大多數感冒無需就醫，對於成人而言，如果發熱超過38°C，並伴有寒戰、食慾不振或呼吸困難，咳嗽超過10天以上，咳嗽時胸痛，呼吸困難或咳出血液，或發熱合併哮喘等情況，建議及時就醫。
額外補充一點就是，感冒和流感是兩種不同的疾病。流感可不是加重了的感冒哦~~~流感有甲、乙、丙三型流感病毒導致，而普通感冒的病原體多為病毒（如鼻病毒、合胞病毒、腺病毒、冠狀病毒、副流感病毒等）、支原體和少數細菌。
1
病毒性感冒：初期支持治療以多休息、多喝水、注意營養、清淡飲食、避免辛辣刺激食物等為主，對症治療可適當針對發熱的降溫，對症治療鼻塞流涕止咳等症狀。病因治療方面主要以抗病毒為主，可選用利巴韋林、阿昔洛韋、更昔洛韋等抗病毒的藥物。具體用藥應在醫師指導下進行。
2
細菌性感冒：除了支持、對症治療外，可在醫生指導下進行抗菌治療，也就是使用到我們常說的抗生素藥物。當然了，也可能會同時伴有病毒和細菌的感染導致的感冒。但無論如何，都不可自說自話地濫用抗生素治療。
抗生素是什麼？
抗生素的作用到底是什麼？抗病毒？殺細菌？增強免疫力？萬能神藥？
抗生素是微生物，如細菌、真菌、放線菌等在生存過程中產生的對病原體或腫瘤細胞具有抑制或殺滅作用的物質。抗生素的發明曾拯救過無數人的生命。在過去沒有抗生素的年代，哪怕是小小的劃傷、膿腫、腹瀉都有可能會發展到無法挽救的地步，外科手術更是無法推進，無法控制的術後感染讓即便是再精湛的外科醫生也束手無策。抗生素的出現使這些情況得到極大的改善。
然而，大眾常說的抗生素更多指的是青黴素、三代頭孢、阿莫西林、萬古黴素等，更具體來說，其實都屬於是抗菌藥物。抗菌抗菌自然是針對細菌有殺滅和抑制的作用，如青黴素、頭孢類藥物屬於β-內酰胺類，作用機理是抑制細菌的細胞壁合成，激活細菌自溶酶溶解，達到殺滅細菌的目的。從上文已經知道，病毒的結構那麼簡單，數來數去就那麼幾個組成部分，哪來的細胞壁讓頭孢這類抗生素大展身手呢！所以，這些抗生素不是萬能神藥，要在專業醫生的指導下，對症下藥才是正確之道。
此外，為什麼不提倡隨意使用抗生素呢？這是因為，抗生素雖然可以殺死對我們有害的病原體，但同時也可能破壞人體微生物生態系統，不斷濫用的後果可能是可耐受所有抗生素的超級細菌出現。抗生素濫用已成為全世界需要關注的問題，2015年世界衛生組織（WHO）將每年11月的第三週確定為“世界提高抗生素認識周”，以提高人們對抗生素的認識，推動全社會合理使用抗生素！
知識懂得越多，就越有責任將其傳播給身邊的人，大家下次再有感冒、咽喉痛的症狀時，可不要第一反應是吃抗生素了！
看到這裡，大家都已經清楚地瞭解微生物，瞭解病毒與細菌的結構，也認識到大部分感冒都是病毒性感冒，具有自限性，而我們常說的抗生素對大部分感冒作用不大。“Knowlege is Power”，很多時候，好好學習，用心感受這個世界，也溫暖對待這個世界。
部分圖片與材料來源
[1]NIAID’s Rocky Mountain Laboratories. New Images of Novel Coronavirus SARS-CoV-2 Now Available.[N/OL]. 2020-2-13.[2020-4-9].https://www.niaid.nih.gov/news-events/novel-coronavirus-sarscov2-images
[2]Wrapp D, Wang N, Corbett K S, et al. Cryo-EM structure of the 2019-nCoV spike in the prefusion conformation[J]. Science, 2020,367(6483):1260. DOI: 10.1126/science.abb2507.
繪圖：李川
文章來源：中國康復醫學會科普工作委員會
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