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科普:需要多少微生物才能讓你生?


錄入時間:2024-1-25 9:10:58

那些你不知道的事兒!

編者按:微生物無所不在,手機上、衣服上、外賣上、電腦上,哪怕是洗干凈的手上,以及全身各處都有。微生物和人體疾病密切相關,比如腸道疾病、胃病,更為嚴重著會誘發癌癥。那么,究竟接觸的微生物要達到多少劑量才會讓我們生病呢?本文將一一解答微生物的各種未解之謎,文章來自翻譯,希望能對你有所啟示。

人體接觸的病原體要超過一定閾值之后,才可能引起致病。首先,它必須穿過皮膚、粘液、纖毛和胃酸等天然屏障進入人體。然后,它需要繁殖。一些細菌和寄生蟲幾乎可以在體內任何地方繁殖,而病毒和其他一些病原體只能在細胞內繁殖。同時,它還必須抵御人體自身免疫系統的攻擊。

因此,雖然我們經常接觸微生物,但進入我們體內的微生物數量通常太少,無法穿過人體自身防御系統。足夠小的劑量甚至可以有助于提醒免疫系統病原體的存在,增強抗體反應,使我們免受病原體的侵害。

當足夠多的病原體設法突破人體防御系統并開始大量繁衍復制時,我們就會生病。通常這只是一場數字游戲。抵御入侵的細菌和病毒等微生物越多,你就越有可能生病。

多少微生物入侵人體才能讓我們身體感到不適?

這因病原體而異,被稱為微生物的“感染劑量”。通常需要相當多的微生物才能讓我們的身體感到不適,但有些微生物只需要極少量就能引發感染。以諾如病毒為例,只要人們密切接觸諾如病毒患者或者接觸患者其觸摸過的物品,就有可能被傳染。諾如病毒傳染性強、致病力強,據報道,最少18個病毒顆粒即可引起人體感染,這使得它傳播性極高。即使在體外,這種病毒也非常頑強,所以被感染的人體表會攜帶大量的病毒,即使幾天后也很容易感染其他人。

“病毒載量”的概念是什么?它和感染劑量一樣嗎?

這兩者的概念相似,但感染劑量指的是有多少生物體會引發感染,而病毒載量則是感染的測量標準:簡單的說就是通過測量從而顯示每毫升血液里病毒的數量。這一術語最初是作為我們對艾滋病毒/艾滋病理解的一部分向公眾介紹的,并且在新冠疫情大爆發后,該術語的使用有所增加。

研究人員如何計算微生物的感染劑量?

這仍然是一門不精確的科學。這項被稱為人體挑戰研究的黃金標準研究包括故意給人們注射一劑病原體。不幸的是,這種方法在道德倫理上行不通,因為它顯然存在嚴重疾病和潛在的長期并發癥的風險。

因此,研究人員會根據病原體的不同,讓豚鼠、大鼠、小鼠或雪貂接觸病原體。但很難直接將動物感染劑量推斷為人體感染劑量。

此外,感染途徑也很重要。例如,與通過口腔或肺部進入的微生物相比,直接進入你血液的東西可能需要的微生物要少得多,因為血液可以讓病原體繞過許多宿主的防御。這就是為什么,例如,通過輸血或針頭感染艾滋病毒的風險要比通過性途徑感染的風險高得多。

第三種計算感染劑量的方法是使用觀察性研究,研究人員通過觀察接觸者(特別是在家庭或其他密切接觸環境中)患病所需的時間來推斷感染劑量。你可能會懷疑,與前兩種方法相比,這通常是不精確的。

為什么某些病原體的感染劑量高于或低于其他病原體?

目前,我們對此還沒有確切的研究結論。這可能與入侵者的運作方式有關。研究人員認為,需要直接接觸宿主細胞的病原體往往更有效,因此它們的感染劑量相當低。但如果細菌間接攻擊宿主細胞(如分泌蛋白質繼續傷害宿主細胞),那么就需要更大劑量的細菌來感染宿主。2012 年的一項針對病毒、真菌和寄生蟲的研究也支持這一觀點,但我們仍需要對更多種類的微生物進行進一步確認。

我們對導致新冠病毒(Covid)的感染劑量了解多少?

自該病毒首次出現以來的近四年時間里,我們研究并學到了很多東西,但其中大部分來自動物感染模型和人類觀察研究。大多數動物模型需要高劑量的病毒,比如10,000 到 100 萬個“斑塊形成單位”(PFU),每個單位足以感染組織培養中的一個細胞并殺死它。然而,對人類的觀察研究表明,感染劑量平均約為 100 至 400 PFU。

這些研究表明,這種病毒如此容易傳播的原因之一是它的感染劑量相對較低,類似于其他呼吸道病毒,如RSV和流感病毒(低于大多數流感病毒株的感染劑量)。

當我們將感染劑量與受感染者呼出的病毒量進行比較時,病毒傳播如此之快就不足為奇了。最近的一份研究顯示,新冠患者在出現癥狀后的大約八天內,每分鐘可呼氣出高達 800 個病毒副本。盡管我們無法將病毒副本直接轉化為活病毒粒子的數量,但如果這些 病毒副本中哪怕有一半來自當前具有傳染性的病毒,那么理論上有可能在短短一分鐘內獲得足夠大的劑量來開始感染。

疫苗會提高感染劑量嗎?

當一個人第二次遇到病毒病原體時(無論是因為疾病還是接種疫苗),宿主防御系統就會開始發揮作用。接種疫苗或之前感染產生的抗體會與入侵的微生物結合,這些抗體會干擾微生物附著在宿主細胞上的能力,或將微生物挑出來讓中性粒細胞吞噬。如果病毒成功入侵宿主細胞,它將成為記憶 T 細胞消滅的目標。

由于人體免疫系統的快速反應,與首次接觸病原體相比,再次入侵的微生物存活下來的數量更少,從而有效地提高了感染劑量。

這些知識如何幫助我們避免疾病?

暴露是病原體濃度和接觸時間的函數,所以如果你能減少這兩者中的任何一個,你就能更好地避免傳染病。

這就是為什么從新冠疫情開始,專家們就建議采取分層保護的“瑞士奶酪”模式進行分層保護,其中與他人保持社交距離起著關鍵作用。離感染者越遠,你接觸到的病毒顆粒就越少。戴上口罩,尤其是高質量的呼吸器(如 N95 型),可以進一步減少吸入的病毒數量。通風也會稀釋空氣中的病毒顆粒數量,因此在室外或室內使用空氣過濾器會降低您的感染風險。

接種疫苗是降低感染新冠病毒的另一種方法。雖然疫苗并不完善,但接種疫苗仍可通過增加感染所需的感染劑量來降低感染風險。接種疫苗還能降低感染后患重病的幾率。一些研究還表明,接種疫苗可減少病毒載量。

戴口罩、增加通風和保持距離可以減少你接觸到的微生物數量。接種疫苗可增加感染劑量。它們是抵御幾乎所有病原體感染的支柱。傳播動態是復雜的,但我們可以采取的保護自己的干預措施相對簡單。



譯者:Araon_

來源:36氪

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