
驚!病毒、細菌這些讓人一聽就皺眉的小東西也是人類的好伙伴?大伙兒一看標題估計就要跳腳了:"不知道病毒多坑人嗎?還說它們好?"是呢,一般人對病毒的理解往往是負面的,細菌、病毒、寄生蟲這些微生物如同陽光空氣般無處不在,因為無論是口蹄疫、瘋牛病還是禽流感或是肝炎、艾滋病,它們都給人類帶來了巨大的損失和災難。人類出現(xiàn)伊始,這些可惡的東西便時刻向我們發(fā)起進攻。在醫(yī)療條件落后的過去,它們每任性一次,人類就要受傷一次,面對他們的游戲,我們真是忿恨卻又束手無策。
那么所有的病毒都這么任性嗎?難道他們帶給我們的就只有災難?難道和這些微生物之間只有戰(zhàn)爭,不能和平共處?其實,當病毒細菌入侵人體時,他們也在幫助我們建立更加強大完整的免疫系統(tǒng),淘汰掉不適應大自然的弱小個體,不斷促進人類進化生存?茖W家們在努力勛章對抗它們的方法的同時,也發(fā)現(xiàn)了它們的用途。今天,就讓我們來看看他們究竟有哪些對人類有益的一面。
10.優(yōu)勝劣汰 ,古老病毒們有奇功
隨著病毒分子遺傳學的進步,我們才知道原來有那么多寄生蟲在影響著人類進化。準確地說,這些把人類當順風車的寄生蟲在人類遷徙進化的歷程中幫了不少忙。首先,這些外來微生物寄居在人體內(nèi),使人體產(chǎn)生一定排斥反應,從而形成一種迫使人類進化的推動力,正是在這種作用下,我們才有了今天這樣強大的免疫系統(tǒng)。另外,在人體細胞表面有一些可以和細菌等微生物結(jié)合的特定受體,這些細菌和受體結(jié)合發(fā)生復雜的反應,往往會導致人體受損生病。因此這些黏附在細胞表面的受體,大大增加了人體患病的概率。不過寄生在人體內(nèi)的病毒可以清理掉許多細菌的"內(nèi)應",使人體擺脫這些疾病的干擾。抵擋住其他外來者的入侵,不僅自己的生存環(huán)境更加安全,人體也是受益良多的。
除此之外,這些病毒,寄生蟲還發(fā)揮了另一項非常重要的作用。在遠古猿人時期,猿人為了生存要和其他物種競爭資源。正是它們,幫助猿人進化成智人,登上食物鏈的最頂端。在人類發(fā)展中,疾病使得人類遺傳基因多樣化以便更加適應環(huán)境的改變,幫助剔除不適應大自然的弱小個體。
當?shù)谝慌侨穗x開原先居住的大陸時,這些傳染性的病毒、寄生蟲、細菌也跟著出發(fā),散播到世界各地。微生物的擴散曾給人類帶來災難性的打擊,其中北美洲和歐洲的天花病毒大爆發(fā)影響最大,是人類抗擊病毒歷史當中最為沉重的一課。尼安德特人的滅絕也和病毒、細菌傳播有關,尼安德特人原本生活在歐洲,隨著其他原人的進入,他們隨身攜帶的病毒性寄生蟲也傳播開來。一方面穴居的尼安德特人從未接觸過這些外來物種,另一方面他們已經(jīng)適應北歐的寒冷氣候,鼻梁寬大,因此不能充分過濾空氣中的外來微生物,因而這些微生物足以使他們致命。盡管尼人的滅絕還受其他因素影響,但病毒入侵這一點不容忽視。
疾病是促進人類進化的一大驅(qū)動力。隨著人類離開非洲大陸,人口不斷擴增,進入新石器時代,疾病與人類發(fā)展的關系更加密切。研究發(fā)現(xiàn),一些人的染色體中含有博納病毒的基因序列,而這段基因是在四千萬年前和人類本身遺傳物質(zhì)融合的。這表明許多古老的病毒通過逆轉(zhuǎn)錄將自己的基因嵌入到人類的DNA序列當中,這些對人體本身運作毫無用處的基因片段被稱為"垃圾DNA",而這種病毒被稱為逆轉(zhuǎn)錄病毒?茖W家們從垃圾DNA中提取出一萬對基因片段,經(jīng)過加工處理使其重新具備合成蛋白質(zhì)的能力,隨后再植入到實驗倉鼠和貓的遺傳信息中。驚人的是,這些休眠數(shù)十萬年的病毒活力依舊,又開始在小動物的體內(nèi)肆虐了。
9.水蛭、蛆的使用價值很高
數(shù)千年以來,歐洲水蛭一直被用作放血術的實用藥材,從痔瘡到中耳炎各種病癥,用途廣泛。歐洲水蛭的具體醫(yī)療用法可以從公元前1500年前的埃及壁畫中窺見一斑。但后來隨著人們對細菌的了解逐漸深入,開始應用微生物理論來解決醫(yī)療問題,便不再使用水蛭了。
然而,在上世紀七十年代到八十年, 這種水蛭又重新登上醫(yī)學舞臺。當時的外科整容行業(yè)發(fā)現(xiàn)用歐洲水蛭將黑眼圈、大腿、手指、腫脹的臉里的淤血吸出來效果非常明顯,除此之外,水蛭還可以促進血液流動,抑制傷口愈合以及將皮瓣組織重新連接起來。
蛆,這種無頭幼蟲專吃各種腐爛或受病毒感染的尸體。醫(yī)療中常用它們清理腐爛的傷口,驅(qū)除異物,在治療潰瘍、燒傷、皮膚癌等許多方面效果都非常顯著。這種技術就叫做清創(chuàng)術。許多人看到這種白色不停蠕動的無頭蟲感到很心塞,事實上,它們可是大自然的清理工呢。
盡管水蛭、蛆這些蠕動的軟體動物讓人覺得心塞無比,但它們的實用價值實在是高,在2010年被美國食品藥品管理局選為首推活藥材。可以說是它們創(chuàng)造了一個新興領域——生物醫(yī)學療法。由此也應運而生許多機構(gòu)和公司開始推廣這種新的醫(yī)療手段,并在市場上銷售歐洲水蛭和無頭幼蟲。
8.為了抗過敏,我們的免疫系統(tǒng)和寄生蟲實現(xiàn)了共同進化
在研究了胃腸道中寄生蟲對人類的影響后,研究人員提出了一個驚人的理論。他們認為,從寄生蟲入侵我們的胃腸道系統(tǒng)至今,為了抑制我們的免疫系統(tǒng),它們一直在不斷地進化著。與此同時,為了抵消這樣的影響,我們的身體也在不斷進化著。
對人體健康來說,最讓人震驚的莫過于,一旦用現(xiàn)代藥物將水和土壤中的寄生蟲和微生物從人體內(nèi)他們的生存環(huán)境中移除,我們的免疫系統(tǒng)實際上會因填補這種缺失而導致過敏,哮喘和濕疹發(fā)作的可能性也隨之增加。
新技術的應用,使得我們能夠辨別出那些千百年來幫助我們的微生物。盡管還停留在基礎階段,"故友假設"(也稱為衛(wèi)生健康假設)也于近年來受到了日益廣泛的支持。目前,人們已經(jīng)在臨床試驗中對蠕蟲進行了抗綜合硬化癥、炎癥性腸。↖BD)和過敏的測試。
這項"舊友假設"的主要提出者是來自倫敦大學學院的格雷厄姆A.W.路客(Graham A.W. Rook)。他在2003年第一次提出這一理論,此后,醫(yī)學界認為,該理論可以解釋某些緊張和抑郁癥的成因。
有些人在"故友理論"這個問題上走了極端,他們認為,如果把寄生蟲從人體中移除會導致健康問題,那么我們就得把他們接回來。2008年,來自威斯康辛大學(University of Wisconsin)的神經(jīng)學教授約翰·弗萊明(John Fleming)進行了一項實驗。在實驗中,他通過寄生蠕蟲在綜合硬化癥病人體內(nèi)造成感染,從而觀察病人的抗病效率。在三個月里,病人大腦神經(jīng)細胞周圍活躍的病變數(shù)從原本的平均6.6個降到2個。但是,在實驗結(jié)束后,病變的數(shù)量在兩個月內(nèi)反彈到了5.8個。在早期的實驗中,這些寄生蟲確實對治療潰瘍性大腸炎和克羅恩氏。–rohn’s disease)發(fā)揮了積極作用。
目前,寄生蟲治療還停留在試驗階段。然而,它的消極作用超過了它的積極作用,F(xiàn)在,在食品和藥物管理局(FDA)對蠕蟲進行限定性規(guī)定,安全性得到證明以前暫時不能銷售。只許可豬鞭蟲(Trichuris suis)這一個品種進入新藥的試驗階段。
7.病毒治療有很重要的治療疾病的作用
近十年來,病毒治療可以說是最讓人驚喜和有效的醫(yī)學分科之一了。病毒治療通過生物科學技術來將病毒進行重新組合,從而達到治療疾病的目的。2005年,加利福尼亞大學洛杉磯分校(UCLA)的研究人員宣布他們已經(jīng)成功把人類最致命的敵人變成了癌癥克星。他們對一個轉(zhuǎn)化艾滋病菌種進行重新組合來狙擊和摧毀癌細胞。與此同時,明尼蘇達州羅切斯特市(Rochester, Minnesota)的梅奧診所(Mayo Clinic)的研究人員通過轉(zhuǎn)化麻疹病毒也實現(xiàn)了同樣的目的。
與培育基因工程植物一樣,病毒在這項技術里同樣扮演著基因載體的角色。人們將它視為最有效的基因載體。這個系統(tǒng)廣泛應用于生產(chǎn)某種蛋白,這種蛋白可在基因療法中使用。同時,它在治療免疫系統(tǒng)紊亂導致的肝炎和艾滋病時也有一定的潛力。
從二十世紀五十年代起,人們就已經(jīng)知道了病毒在治療癌癥上的潛力。但是,化學療法的出現(xiàn)減緩了這一進程。現(xiàn)如今,研究證明,病毒療法能夠極為有效的抗擊腫瘤而不傷害其周圍的健康細胞。在臨床實驗中,腫瘤的病毒療法的毒性較低且效果顯著。在2013年,一種新的藥物alimogene laherparepvec (TVEC)在最后階段的試驗中獲得成功,成為第一種以抗癌病毒為基礎的病毒。
研究人員面臨的最大的一個挑戰(zhàn)就是如何在人體對"入侵的病毒"進行防御之前,將病毒放置在它可以發(fā)揮最大效用的地方。現(xiàn)階段的研究致力于尋找一種自然的腫瘤靶向載體細胞,從而實現(xiàn)在放置病毒的同時不損傷細胞或病毒的正常生物功能的目的。
6.利用病毒可以治療細菌感染
噬菌體是一類專門攻擊細菌的病毒。這種病毒是在1915年由弗雷德里克?特沃特(Frederick Twort)發(fā)現(xiàn),1917費力克斯?德海萊(Felix d’Herelle)也發(fā)現(xiàn)該病毒。自19世紀30年代以來,他們一直致力于對這種病毒的多方面研究。這類病毒與細菌都生長于土壤之中,土壤是許多細菌的成長大本營。
因為噬菌體能打亂細菌的新陳代謝并破壞它們,所以科學家們意識到,噬菌體在治療細菌性疾病方面能夠發(fā)揮作用。但是因為抗生素的革新,噬菌體的療法被擱置了。直到耐抗生素的病毒出現(xiàn),科學家們才重新對這一領域產(chǎn)生興趣。
一種噬菌體通常只對很小一部分的細菌有效,甚至只對一種細菌(主要宿主)有效。在最初,這也被看成它的一個缺點。但隨著我們對自然植物特性了解的增多這卻被看成了噬菌體的一個優(yōu)點。與抗生素任意地攻擊細菌不同,噬菌體能在不傷害任何居住在我們體內(nèi)細菌的情況下,攻擊致病微生物。
雖然細菌會阻礙抗生素和噬菌體的生長,但是開發(fā)一種新的噬菌體只需花幾個星期而不是幾年時間,并且,噬菌體更容易穿透人體并且找到它們的目標,一旦它們的目標細菌被消滅了,這些噬菌體也會停止繁殖,并很快死亡。
5.疫苗能夠消滅很多疾病
1790年,愛德華·詹納(Edward Jenner)發(fā)明了世界上第一支用"牛痘"的微毒菌株合成的疫苗。從那時起,人們開始注射疫苗來預防天花,蕓蕓眾生也因此得到了拯救。隨著時間的推移,各種疫苗也陸續(xù)得以面世。
減毒活疫苗能對病毒進行改變或者減毒,因此,疫苗病毒并不會對人體健康產(chǎn)生威脅。另外,那些被殺滅了毒素的滅活疫苗則經(jīng)常被運用到細菌感染的治療中。而亞單位疫苗、合成疫苗、重組疫苗、基因工程疫苗則是利用病原體的一部分來制作疫苗。
當人們接受完疫苗注射后,病原體便開始在體內(nèi)發(fā)揮作用了。但是,人體內(nèi)注射的病毒并不足以使它們有足夠高的繁殖率以致在人體內(nèi)扎根,隨著少量病毒進入體內(nèi),人體的免疫反應也會增強,免疫系統(tǒng)會積極消滅病原體或者削弱毒物的致病幾率。在經(jīng)過一番"演習"后,人體免疫系統(tǒng)便有了與此類病毒的"作戰(zhàn)經(jīng)驗",并且能牢牢記住"敵人"面孔,在下一次同樣的病毒"入侵"時便可以輕易"擊敗"它們。換句話說,科學家們弄明白了如何運用病原體幫助人類防御病毒的道理?茖W家們甚至已經(jīng)開始了癌癥疫苗的初步研究,其中,已有三種疫苗得到了美國食品藥品管理局的支持,這三種疫苗分別是:乙型肝炎病毒疫苗(該病毒通常導致肝癌)、乳頭狀瘤病毒16型和18型疫苗(該病毒通常導致宮頸癌)和針對男性的轉(zhuǎn)移性前列腺癌疫苗。
多虧了疫苗,很多疾病才被徹徹底底地消滅掉,天花就是一個典型的例子,另外,脊髓灰質(zhì)炎這種疾病即使至今沒有完全根除,但是它也離末日不遠了。如果當初疫苗進入發(fā)展中國家更加順利一些的話,許多其他疾病在當今也已不復存在了。但是,事情并沒有那么樂觀,病毒總是在人們意想不到的地方出現(xiàn),因此,人們不該放松警惕,尤其是經(jīng)濟富裕、受教育程度高的西方國家的人們更應該重視這一問題。
不幸的是,反疫苗接種運動使部分病情曾得到快控制的地區(qū)再次爆發(fā)疫情。在1963年麻風疫苗問世之前,美國每年大約有500,000人感染麻風病,其中大約500人是兒童,并且大多死亡。到了1983年,僅僅有1497例麻風病例被報道。在20世紀80年代到90年代間,除了一次短暫的爆發(fā),2004年麻風病降低到僅僅37例。然而,在反疫苗接種運動受到追捧后的2011年,僅僅美國就報道了118例麻風病例。并且這個數(shù)字仍在持續(xù)增長,來自于各個地區(qū)的旅行者由于對病毒的抵抗力較弱,總是更容易感染上病毒。就連一度被認為在美國已經(jīng)絕跡的百日咳也在逐漸出現(xiàn)。
4.細菌能夠分解廢物
地球上存在著一些十分簡單而微小的生物,它們均在保護生命健康方面起著某些至關重要的作用。細菌可以分解廢物并使其循環(huán)再利用,因此,細菌也許在這些生物身上扮演著最重要的角色。
動植物的殘余物,有機體的排泄物當中,都含有重要的營養(yǎng)物質(zhì),它們儲存著大量的能量。但是,如果無法對這些營養(yǎng)物質(zhì)進行回收再利用,這些可用資源就會很快枯竭。值得慶幸的是,許多細菌都靠這些能源才能得以生存,它們可以把這些能源分解成微粒,然后使其回到土壤里,以便它們再次進入食物鏈的循環(huán)系統(tǒng)里。
這個過程十分值得借鑒,人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多方法利用這一過程來得到更多的益處。如今,細菌用于污水處理,工業(yè)廢水處理,凈化油溢出物、廢水和泄露的藥品。細菌也已經(jīng)成功地用于淡水養(yǎng)殖,抑制藻類生長,還有無水馬桶的使用。最近,研究人員和工程師們正在尋求細菌在環(huán)境友好型生物塑料、膠粘物以及建筑材料的進一步可用價值。細菌也許可用于分解塑料垃圾。
3.腸道細菌的缺失會威脅我們的生命
腸道中的生物細菌同我們的免疫系統(tǒng)一起發(fā)揮作用:驅(qū)除病原體,產(chǎn)生維生素k,促進腸道蠕動,還有最重要的一點,幫助消化食物,而這一點直到現(xiàn)在才被人們發(fā)現(xiàn)(盡管我們?nèi)灾跎龠有待大量研究)。沒有腸道細菌,這些功能都無法正常發(fā)揮作用,我們甚至會很快喪失生命。
我們關于腸道細菌中益菌菌株了解的越多,就能最大限度地用于健康生活。在確定了某些腸道細菌能有效針對肥胖之后,益生菌就風靡起來。益生菌是寄生于發(fā)酵食品中的一種細菌,人們將其當做補充食物銷售。大多數(shù)酸奶中含有雙歧桿菌,像這樣的細菌菌種能創(chuàng)造一個酸性極高的環(huán)境,無益的微生物就不能存活。高脂肪食物和壓力有害我們的腸道菌群,因為它們能夠殺死益菌,那些有害的細菌便侵入身體,導致脹氣,腫脹和"腸漏癥候群"。
研究腸道細菌以及它們的用處已經(jīng)取得巨大進展,中國和丹麥組成了一支研究隊伍,研究人員們發(fā)現(xiàn)了一種使用DNA序列數(shù)據(jù)的新方法來認證這些微生物。有500多種良性細菌已經(jīng)被確定,還確定了800種人類賴以生存的新類病毒,這些發(fā)現(xiàn)給與其相關的疾病的治療帶來福音,比如糖尿病,肥胖癥和哮喘的治療。
2.皮膚細菌是我們的免疫系統(tǒng)的第一道防線
當我們的生命從母體受孕那一刻開始,就會遭受皮膚細菌的攻擊。它們片刻之間便伏擊了你,把你身體的每一寸肌膚變成它們的殖民地, 此后始終陪伴在你的左右。它們是原核生物和其他細菌,如果沒有數(shù)百萬年來,人類與它們之間產(chǎn)生的進化關系,你一出生便會夭折。
最常見的一種皮膚細菌是表皮葡萄球菌(Staphlococcus epidermis), 它是一種現(xiàn)在眾所周知的在對抗利什曼原蟲( Leishmania major)上扮演了很重要角色的小蟲,這種討厭的疾病叫做 利什曼。 leishmaniasis),它會導致皮膚癤和開放性潰瘍。 這種益蟲會引發(fā)一種叫做IL-1的人類自身不能產(chǎn)生的免疫應答物質(zhì), 使得葡萄球菌成為如同對于人類生存同等重要的器官一般的人體至關重要的組成部分。
原核生物在消化道開拓殖民地,覆蓋每一寸皮膚外表面。連同剩下的一部份有益的皮膚菌群, 當它們開始與那些"不太友善"的微生物競爭領地時,它們成為了我們的一部分。連同我們皮膚的免疫細胞,它們保護我們免受病原菌和機遇性致病真菌的入侵。這使得我們的身體花費更少的精力保護我們的外部,把更多精力放在諸如如何對抗病毒和癌前細胞等上。
1.沒有藍藻細菌也就沒有生命
藍藻細菌、藍藻很有可能是地球上僅存的最古老的物種,通過化石可以追溯到35億年前。它們是聚居的單細胞細菌,要不是它們,你就不會在這里,幾乎所有生命的形態(tài)也不復存在。
藍藻是世界上第一個光合作用系統(tǒng),它們利用來自太陽的能源和原始的海洋的化學物質(zhì)和大氣中的惰性氮合成它們的食物。至于廢料,它們將其生成氧氣——對于當時幾乎每一個其它的物種生命來說相當于毒藥,也是最早期大規(guī)模物種滅絕事件的成因。大約3億年前的一段時間內(nèi), 在太古代和元古代時期所有這些氧氣制造有助于形成我們所知道的大氣層。
這不是我們所知道的這種細菌開啟生活的唯一途徑。在元古代和早寒武紀時期的某個時候,它們與某些真核生物細胞形成了一種共生關系,它們?yōu)榧毎峁┦澄镆該Q取一個稱之為家的穩(wěn)定環(huán)境。這些真核線粒體的鼻祖是最初的植物,這對于動物生命是至關重要的。
然而有一些形式的藍藻是有毒的,一個命名為阿茲特克螺旋藻的物種是阿茲特克人重要的食物來源,被許多亞洲國家的人經(jīng)常食用。如今,它經(jīng)常以粉末還有片劑的形式作為健康的食品保健品。
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