微生物 —— 是敵是友？

微生物這個詞大家一定都不陌生。因為從小家長、老師等就告訴我們，微生物會引起疾病，因此要講究衛(wèi)生、勤洗手。特別是從2019年年底至2023年年初流行于全世界的新冠疫情，攪得整個地球都天翻地覆，至少有700萬人因此失去生命，全球人口的預(yù)期壽命減少了近2歲，更是讓人覺得微生物是人類的大敵。但是實際上，絕大多數(shù)的微生物是不致病的，或是對人類有益的，有些甚至是必須的。由此看來，微生物應(yīng)該是人類的朋友。微生物與人類是敵是友？讓我們從微生物學(xué)的角度來探討一下。

微生物是存在于自然界的一大群形體微小，結(jié)構(gòu)簡單，肉眼直接看不見需借助顯微鏡放大數(shù)百乃至數(shù)萬倍才能觀察到的微小生物。根據(jù)微生物的結(jié)構(gòu)，我們把微生物分為三大類：（1）非細(xì)胞型微生物：沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，缺乏能量代謝系統(tǒng)及一些酶類，因此必須嚴(yán)格的寄生在活細(xì)胞內(nèi)，通過宿主細(xì)胞完成自身的復(fù)制、增殖。此類微生物最典型的代表是病毒（圖1）；（2）原核細(xì)胞型微生物：有原始的細(xì)胞核，細(xì)胞器不完善，但可獨立生長。這類微生物是一個龐大的家族，包括細(xì)菌、支原體、衣原體、立克次、體螺旋體和放線菌（圖2）；（3）真核細(xì)胞型微生物：有完整的細(xì)胞核和細(xì)胞器。這類微生物的典型代表是真菌（圖3）。

圖1 病毒掃描電鏡圖（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

圖2細(xì)菌模式圖（圖片源自作者）

圖3真菌菌落（圖片源自作者）

實際上，我們?nèi)祟愂巧钤谖⑸锏暮Ｑ笾校谖覀冎車⑸餆o處不在，比如空氣、土壤、水、人體及動物等，都有微生物的存在。即便是在非常極端的環(huán)境下，如沙漠、冰川、深海、熱泉等，也均有相應(yīng)的微生物存在。這些微生物有什么作用呢？

首先，它們可以維持但氮、碳循環(huán)，保證自然界食物鏈形成。例如，土壤中有大量的微生物存在，這些微生物為植物提供了養(yǎng)分。植物生長之后又為食草動物提供了食物。食草動物成長之后，又為食肉動物提供了食物。形成自然界的食物鏈。而當(dāng)這些動植物死亡之后，他們死亡的機(jī)體又要靠微生物完成最后的分解，變成無機(jī)的氮、碳等元素，參加新的自然循環(huán)。如果我們這個星球沒有微生物的存在，那么人類根本無法生存。

其次，微生物可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生活等多個領(lǐng)域。比如在工業(yè)方面，皮革、造紙工業(yè)、制藥、食品等工業(yè)生產(chǎn)都與微生物密切相關(guān)。在我們?nèi)粘Ｉ钪校覀兤綍r吃的面包、泡菜、喝的啤酒、酸奶等都是通過微生物發(fā)酵之后形成。

另外，微生物在遺傳學(xué)、分子生物學(xué)中可以作為研究材料或模型。在基因工程技術(shù)中使用更加廣泛。

在我們?nèi)梭w內(nèi)，正常情況下大約有1~2公斤的微生物，主要是細(xì)菌。這些細(xì)菌可以分為三大類：第一類為正常微菌群在人體各部位，經(jīng)常寄居而對人體無害的細(xì)菌。這部分細(xì)菌與人體共存，有些對人體是必須的。如大腸埃希菌可產(chǎn)生維生素B、維生素K等供人體使用；第二類是條件致病菌。這類細(xì)菌在正常情況下為機(jī)體的正常菌群，不會致病。但這類細(xì)菌具有兩面性，當(dāng)機(jī)體抵抗力低下或寄生部位改變時才導(dǎo)致疾病。例如葡萄球菌、鏈球菌等；第三類是病原菌。這類細(xì)菌進(jìn)入人體后即可引起疾病，例如鼠疫桿菌、破傷風(fēng)梭菌、霍亂弧菌等。

一般來說，上述三種細(xì)菌的分布呈三角形。絕大部分微生物是非致病性的，位于三角形的底部，中間一少部分是條件致病菌也叫機(jī)會致病菌，只有極少數(shù)屬于真正的致病菌，位于三角形的頂部。由此可見，絕大多數(shù)的微生物對人類是有益的，是人類的朋友。只有極少數(shù)微生物對人類或動植物有致病作用，是人類的敵人。

作者簡介：徐紀(jì)茹，西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)部基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院病原生物學(xué)與免疫學(xué)系教授、博士生導(dǎo)師，陜西省微生物學(xué)會理事長、中國微生物學(xué)會理事。主要從事醫(yī)學(xué)微生物學(xué)教學(xué)、科研工作，2022年獲“陜西最美科技工作者”稱號。