我可能沒上過生物課,病毒和細菌竟有這麼多不同

文｜中國科普博覽 劉馨遠

在剛聽說新型冠狀病毒引起的肺炎疫情的時候，就有朋友問我，這病要怎麼治療？是不是要用很多抗生素？

實際上，治療病毒引起的肺炎並不需要抗生素，因為抗生素是針對細菌感染的藥物，對病毒感染無效。

其實，雖然都是可能讓人體生病的病原體，細菌和病毒，無論是從它們自身來說，還是從致病原理、治療方式來說，都大不相同。

Part.1、雖然都很小，但細菌往往比病毒大得多

病毒和細菌是我們經常會聽到的詞語，但它們的差異可不少。

首先，它們的大小有差別。

細菌個體往往比較大，通過普通的光學顯微鏡，我們就可以輕鬆的觀察到它們。而與之相比，病毒則會顯得「嬌小」一些，我們需要藉助放大倍數超過萬倍的電子顯微鏡才能揭開它的面紗。

其次，它們的細胞結構也有很大區別。細菌是由單細胞或多細胞組成的簡單生物，並擁有細胞壁，而病毒並不存在這種細胞結構。

典型的細菌結構（圖片來源：人教版初中生物教材）

病毒結構較簡單，主要是蛋白質外殼包裹遺傳物質

上圖為病毒的兩種典型結構：左側病毒沒有包膜，右側有包膜（圖片來源見水印）

再其次，細菌可分為自養菌和異養菌，自養菌可以獨立生存，廣泛分布於土壤和水中，而病毒只能依靠其它生物的活細胞才能生存。

不過，細菌中的異養菌包括腐生菌和寄生菌，腐生菌指從已死的動植物或其他有機物中吸取養料，以維持自身正常生活的細菌；而寄生細菌就和病毒有相似之處了，寄生細菌寄生於生物體內，由生物提供營養和場所，如傷寒桿菌、痢疾桿菌等，但細菌大部分不會像病毒那樣進入細胞，僅寄生於細胞外。

需要關注的還有它們代謝方式的不同，細菌有很多不同的代謝方式，而病毒並沒有自己的代謝系統，它們只能選擇通過寄生的方式依賴宿主的代謝系統來進行代謝。

Part.2、細菌進入人體的「手段」比病毒豐富得多

眾所周知，人類生活在各種微生物的包圍之中，肉眼所及的一切範圍都可能是各種病毒與細菌的聚集地，我們長期存在於這樣的環境中，患病機率卻沒有因此而大大增加，皆因每個人都擁有各自的保護衛士——免疫系統。

皮膚和黏膜是人體的第一道免疫防線，如果人體無皮膚損傷以及未被蚊蟲等叮咬，病毒就無法通過皮膚進入體內，此時狡猾的病毒就只能通過呼吸道、眼睛等處於暴露狀態下的黏膜進入人體。

新型冠狀病毒 (圖片來源於搜狗百科)

因此面對此次通過呼吸道感染的新型冠狀病毒，聰明的你就會知道，科學佩戴口罩可以大概率阻止病毒接觸到呼吸道，從而保護我們免受病毒感染。

但對於細菌來說，雖然皮膚也是防止它進入人體的第一道屏障，但還存在不少特殊情況。

引起霍亂的霍亂弧菌就可以通過汙染水源進入人體（圖片來源：互動百科）

有些細菌，比如布魯氏菌，能夠打破「皮膚」這道屏障感染人體，最終可能會導致流產以及不孕不育等嚴重後果；而有一些致病菌，比如結核桿菌，會附著在空氣中的塵埃上，伴隨著我們每時每刻的呼吸從而順利的進入我們的呼吸道；還有些細菌會選擇通過消化道進入人體，比如，當我們的水源被汙染後，細菌就會在水中生長，在我們飲用了這些汙染的水源後，細菌就會隨之進入人體。

真是太狡猾了！

Part.3、病毒進入人體後

要想感染人體還需要進入細胞

一般來說，病毒常見的進入細胞的方式有以下幾種：注射式侵入，多見於噬菌體的侵入；細胞內吞，常見於動物病毒的入侵；膜融合，多為有包膜病毒的入侵方式。新型冠狀病毒的入侵方法為細胞內吞，新型冠狀病毒進入人體後，最外層的刺突蛋白能夠與人的呼吸道上皮細胞表面的特異性受體結合，最終通過細胞的胞吞作用進入細胞。

此刻，你可能想問，那細菌如何進入細胞？其實大多數的細菌是生活在細胞外的，它們並不能侵染進入宿主細胞。

而當病毒進入細胞後，會開啟「工作模式」。病毒會利用細胞內的能量與物質，複製、生產更多的病毒，最終通過細胞內的高爾基體分泌至細胞外，完成製造新的子代病毒的「使命」。

而相較來說，細菌的繁殖就較為自主、簡單。

培養細菌，提供營養成分即可，上圖中就是一個長滿細菌的培養皿。但是要想培養病毒，必須接種在活的細胞上（圖片來源：http://www.bio-review.com/）

細菌一般通過二分裂的方式進行無性繁殖，個別細菌有其他的繁殖方式。

細菌分裂時，也需要進行遺傳物質的複製，但如果是自養細菌的話，不需要像病毒那樣藉助外界力量，且在分離成兩個子細胞時，不會像動植物細胞一樣產生成膜體，而是細胞中部的細胞膜和細胞壁由外向內陷入，成為兩個細胞。

Part.4、道不同不相為謀，病毒與細菌感染人的方式並不相同

病毒之所以能讓人生病，和人體自身的免疫系統有很大的關係。

當病毒入侵人體後，人體自身的免疫系統會做出應答，在消滅病毒的同時，會產生一系列的炎症反應。如果炎症反應過強，就會導致人體自身的部分細胞受損，從而釋放出大量細胞內容物，機體內過多的內容物會引起免疫系統進一步工作，這種正反饋現象最終會導致人體崩潰，嚴重時甚至會引起死亡。

以新型冠狀病毒所引發的肺炎為例，正是因為這種強烈的免疫應答發生於人體的肺部，大量免疫細胞湧入肺部參與免疫反應，才引起一系列的炎症反應、血管通透性增加，導致人體出現發熱、乾咳、乏力等症狀，產生急速呼吸窘迫症候群、凝血功能障礙等疾病，最終導致肺功能衰竭，為我們的健康帶來極大威脅。

但是，只有一部分病毒能感染人。病毒具有自己特定的宿主，如菸草花葉病毒和噬菌體等，這些病毒都對人體沒有特定的致病性，因此可與人和平相處。

相比於可怕的新型冠狀病毒，細菌就會顯得稍微可愛一些，因為絕大多數的細菌都對人和動植物無害，甚至有益，只有極少數我們稱之為病原菌的細菌會對人體造成傷害，而這種病原菌致病性的強弱主要取決於兩個因素-侵襲力和毒素。

侵襲力是指病原菌突破機體的防衛屏障，侵入宿主活組織並在其中生長繁殖和向四周擴散的能力，而毒素則是某些病原微生物產生的強有力的特殊毒性物質，它們可以大大增強病原菌的毒害作用。

細菌毒素可以按其來源、性質和作用的不同分為外毒素和內毒素，外毒素對組織細胞有選擇性毒害效應，不引起發熱，但會抑制蛋白質合成，有細胞毒性、神經毒性、紊亂水鹽代謝，毒性強，微量就可以使實驗動物致死；而內毒素相對毒性較弱，會引發發熱、瀰漫性血管內凝血、粒細胞減少血症等。

那些讓我們聞之色變的致病菌之所以能引起極其嚴重的後果，就是因為它們有著強大的侵襲力並能在生長過程中以及死亡破裂後產生毒性極強的毒素。

病毒和細菌的區別如此之大，那麼病毒感染和細菌感染有什麼區別呢？

儘管病毒感染和細菌感染都有可能引發發燒、咳嗽等症狀，但是細菌感染膿性分泌物會較為常見，如膿鼻涕、膿痰等，但病毒感染少有膿性分泌物。其次，細菌感染使用抗生素後，症狀會明顯改善，但對於病毒感染，抗生素卻收效甚微，通常我們需要藉助化驗指標來判斷到底是何種感染。

鑑於病毒感染和細菌感染的區別，我們的治療也需要採取不同的方案，做到對症下藥。病毒感染需根據病毒感染的部位不同，使用不同的抗病毒藥物，同時也要注意激發、提高自身免疫力；而對於細菌感染，多選用抗生素治療，對於不同的細菌，選用不同的抗生素。

Part.5、作為病原體，病毒與細菌還是有相同之處的

作為病原體，病毒和細菌的傳播方式基本相同，在人與人之間的常見傳播途徑有水平傳播和垂直傳播兩種。

水平傳播指病毒和細菌在人群中不同個體間的傳播，主要為呼吸道或消化道傳播、直接接觸和性接觸傳播、蟲媒傳播和經輸血注射傳播等；垂直傳播是指通過胎盤或產道，直接由親代傳播給子代的方式。

新型冠狀病毒主要通過飛沫傳播和接觸傳播，通俗來說就是病毒感染者在打噴嚏，咳嗽，說話過程中噴出的飛沫以及呼出的氣體中都帶有病毒，其他人員近距離和病毒感染者接觸就很有可能也被感染；還需要注意的是在密閉不通風的情況下，帶有病毒的飛沫會沾染在物體表面，我們的手如果在接觸這些被汙染的地方而沒有及時清洗消毒，此時再用手去觸碰口腔、鼻腔、眼睛等黏膜，也會導致感染。

寫到這兒，相信大家應該已經明白，為什麼新冠病毒引發的肺炎不能用抗生素治療了。雖然疫情已經有了好轉的勢頭，大家還是要繼續加強防護，減少外出。讓我們共同期待疫情的結束！

出品：科普中國

製作：劉馨遠

監製：中國科學院計算機網絡信息中心

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