科普：需要多少微生物才能讓你生��？

那些你不知道的事兒！

編者按：微生物無(wú)所不在，手機上、衣服上、外賣(mài)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(guān)，比如腸道疾病、胃病，更為嚴重著(zhù)會(huì )誘發(fā)癌癥。那么，究竟接觸的微生物要達到多少劑量才會(huì )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(lái)自翻譯，希望能對你有所啟示。

人體接觸的病原體要超過(guò)一定閾值之后，才可能引起致病。首先，它必須穿過(guò)皮膚、粘液、纖毛和胃酸等天然屏障進(jìn)入人體。然后，它需要繁殖。一些細菌和寄生蟲(chóng)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(shí)，它還必須抵御人體自身免疫系統的攻擊。

因此，雖然我們經(jīng)常接觸微生物，但進(jìn)入我們體內的微生物數量通常太少，無(wú)法穿過(guò)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(kāi)始大量繁衍復制時(shí)，我們就會(huì )生病。通常這只是一場(chǎng)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(chēng)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(fā)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(guò)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(gè)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(huì )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(huì )引發(fā)感染，而病毒載量則是感染的測量標準：簡(jiǎn)單的說(shuō)就是通過(guò)測量從而顯示每毫升血液里病毒的數量。這一術(shù)語(yǔ)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(fā)后，該術(shù)語(yǔ)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(mén)不精確的科學(xué)。這項被稱(chēng)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(cháng)期并發(fā)癥的風(fēng)險。

因此，研究人員會(huì )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(dòng)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(guò)口腔或肺部進(jìn)入的微生物相比，直接進(jìn)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(guò)許多宿主的防御。這就是為什么，例如，通過(guò)輸血或針頭感染艾滋病毒的風(fēng)險要比通過(guò)性途徑感染的風(fēng)險高得多。

第三種計算感染劑量的方法是使用觀(guān)察性研究，研究人員通過(guò)觀(guān)察接觸者(特別是在家庭或其他密切接觸環(huán)境中)患病所需的時(shí)間來(lái)推斷感染劑量。你可能會(huì )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(méi)有確切的研究結論。這可能與入侵者的運作方式有關(guān)。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(zhì)繼續傷害宿主細胞），那么就需要更大劑量的細菌來(lái)感染宿主。2012 年的一項針對病毒、真菌和寄生蟲(chóng)的研究也支持這一觀(guān)點(diǎn)，但我們仍需要對更多種類(lèi)的微生物進(jìn)行進(jìn)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(lái)的近四年時(shí)間里，我們研究并學(xué)到了很多東西，但其中大部分來(lái)自動(dòng)物感染模型和人類(lèi)觀(guān)察研究。大多數動(dòng)物模型需要高劑量的病毒，比如10,000 到 100 萬(wàn)個(gè)“斑塊形成單位”（PFU），每個(gè)單位足以感染組織培養中的一個(gè)細胞并殺死它。然而，對人類(lèi)的觀(guān)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(lèi)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(jìn)行比較時(shí)，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(gè)病毒副本。盡管我們無(wú)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(lái)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(lái)開(kāi)始感染。

疫苗會(huì )提高感染劑量嗎?

當一個(gè)人第二次遇到病毒病原體時(shí)（無(wú)論是因為疾病還是接種疫苗），宿主防御系統就會(huì )開(kāi)始發(fā)揮作用。接種疫苗或之前感染產(chǎn)生的抗體會(huì )與入侵的微生物結合，這些抗體會(huì )干擾微生物附著(zhù)在宿主細胞上的能力，或將微生物挑出來(lái)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(lái)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(shí)間的函數，所以如果你能減少這兩者中的任何一個(gè)，你就能更好地避免傳染病。

這就是為什么從新冠疫情開(kāi)始，專(zhuān)家們就建議采取分層保護的“瑞士奶酪”模式進(jìn)行分層保護，其中與他人保持社交距離起著(zhù)關(guān)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(zhì)量的呼吸器（如 N95 型），可以進(jìn)一步減少吸入的病毒數量。通風(fēng)也會(huì )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(guò)濾器會(huì )降低您的感染風(fēng)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(guò)增加感染所需的感染劑量來(lái)降低感染風(fēng)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(fēng)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(dòng)態(tài)是復雜的，但我們可以采取的保護自己的干預措施相對簡(jiǎn)單。