(新型冠狀病毒電鏡照片,圖片來(lái)源@國(guó)家病原微生物資源庫(kù)) ▼ 淺色圓形為H1N1型甲流病毒;透射電子顯微鏡成像,后期著色。圖片來(lái)源@NIAID 馬爾堡病毒(藍(lán)色絲狀)附著在被感染的VERO E6細(xì)胞上(黃色);掃描電子顯微鏡成像,后期著色。圖片來(lái)源@NIAID 埃博拉病毒(藍(lán)色絲狀)附著在被感染的VERO E6細(xì)胞上(綠色);掃描電子顯微鏡成像,后期著色。圖片來(lái)源@NIAID 藍(lán)色圓形為尼帕病毒,紫色為被感染的VERO E6細(xì)胞;透射電子顯微鏡成像,后期著色。圖片來(lái)源@NIAID 橙色圓形為SARS病毒;透射電子顯微鏡成像,后期著色。圖片來(lái)源@NIAID 黃色圓形為MERS病毒,可見其外層的“冠狀”包膜蛋白;透射電子顯微鏡成像,后期著色。圖片來(lái)源@NIAID 下圖右側(cè)的兩個(gè)圓形結(jié)構(gòu)為蜱蟲的腺體,這只蜱蟲的其中一個(gè)腺泡已被蘭加特病毒(Langat virus)感染,若它叮咬了人類,可能使人患上蘭加特腦炎。 綠色熒光標(biāo)記的腺泡已被感染;共聚焦顯微鏡成像。圖片來(lái)源@NIAID 這就是被蘭加特病毒(Langat virus)感染的細(xì)胞,病毒編碼蛋白NS51與被感染細(xì)胞的一種輔肽酶相互作用,可阻止被感染細(xì)胞產(chǎn)生抗病毒反應(yīng)。好在這種蟲媒病毒不可人際傳播,且已開發(fā)有效的疫苗。 下圖則是一個(gè)感染了輪狀病毒(Rotavirus)的細(xì)胞,病毒在細(xì)胞質(zhì)中形成大量“病毒工廠”,并在其中完成子代的復(fù)制和裝配。這些病毒可引發(fā)急性腸胃炎,盡管已有較為有效的疫苗,但每年因此死亡的5歲以下兒童仍有約20萬(wàn),主要集中于低收入國(guó)家。 ▼ 細(xì)菌同樣會(huì)受到病毒感染,下圖中大量噬菌體病毒正附著在一個(gè)細(xì)菌的表面,它們的蛋白質(zhì)外殼一般不進(jìn)入宿主細(xì)胞,而是將DNA“注入”宿主細(xì)胞中,利用宿主細(xì)胞的物質(zhì)進(jìn)行復(fù)制和裝配。有的噬菌體最終將使宿主細(xì)胞裂解,釋放大量子代。 面積較大的圓形為細(xì)菌細(xì)胞,外側(cè)的大量圓形結(jié)構(gòu)為吸附其上的噬菌體病毒;透射電子顯微鏡成像。圖片來(lái)源@Wikimedia Commons 有的病原體即便沒有DNA或RNA,卻仍具有傳染性。朊病毒(Prion)是僅由蛋白質(zhì)構(gòu)成的侵染因子,能引發(fā)正常蛋白質(zhì)發(fā)生錯(cuò)誤折疊。下圖中,這種錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)正沿著神經(jīng)細(xì)胞細(xì)長(zhǎng)的突觸傳染相鄰細(xì)胞。受感染的神經(jīng)細(xì)胞將逐漸退化,導(dǎo)致神經(jīng)退化性疾病(主要為傳染性海綿狀腦病,如瘋牛病等)。 紅色為被侵染的蛋白質(zhì)。圖片來(lái)源@NIAID ? 但面對(duì)病原體的入侵,我們也絕非坐以待斃。下圖是正常的人類血液細(xì)胞,除了柿餅狀的紅細(xì)胞、圓片狀的血小板外,還可見眾多白細(xì)胞。它們是人體重要的免疫細(xì)胞,主要包括嗜中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞等5種類型。 掃描電子顯微鏡成像。圖片來(lái)源@Wikimedia Commons ? 其中,嗜中性粒細(xì)胞(也稱中性粒細(xì)胞)是人體白細(xì)胞中占比最多的類型,也是人體抵御細(xì)菌、真菌等病原微生物的重要防線。下圖是正在吞噬炭疽桿菌的中性粒細(xì)胞。 橙色條狀為炭疽桿菌,黃色為中性粒細(xì)胞;掃描電子顯微鏡成像,后期著色。圖片來(lái)源@Wikimedia Commons ? 下圖則是正在吞噬耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)的中性粒細(xì)胞,幸運(yùn)的話,這些被吞噬的細(xì)菌將被中性粒細(xì)胞中的溶菌酶等溶解消化。而殺死細(xì)菌后,中性粒細(xì)胞也將死亡,成為膿細(xì)胞,即人們所說(shuō)的“化膿”。 黃色球形為MRSA,紫色為人類中性粒細(xì)胞;掃描電子顯微鏡成像,后期著色。圖片來(lái)源@NIAID 當(dāng)白細(xì)胞中的單核細(xì)胞離開血管進(jìn)入組織后,可分化產(chǎn)生巨噬細(xì)胞,它們能吞噬游離的病原體、死亡細(xì)胞和細(xì)胞殘片等。下圖中一個(gè)小鼠巨噬細(xì)胞正在延伸它細(xì)長(zhǎng)的假足以吞噬可能是病原體的顆粒。 ▼ ? 完成吞噬后,巨噬細(xì)胞將利用溶酶體消化這些病原體,并將病原體的特異性抗原整合至細(xì)胞膜,這種“抗原呈遞”效應(yīng)將刺激免疫系統(tǒng)針對(duì)病原體產(chǎn)生抗體。下圖中,在裂解的小鼠巨噬細(xì)胞里,暴露出被吞噬的土拉弗朗西斯菌(Francisella tularensis )。 黃色為巨噬細(xì)胞,藍(lán)色球形的是土拉弗朗西斯菌;掃描電子顯微鏡成像,后期著色。圖片來(lái)源@NIAID 但這些免疫細(xì)胞并非每一次都如此幸運(yùn),下圖便是成功殺死人類中性粒細(xì)胞并從中逃逸的耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)。這種“超級(jí)細(xì)菌”于1961年首次在英國(guó)發(fā)現(xiàn),對(duì)包括甲氧西林在內(nèi)的多種青霉素類抗生素具有抗藥性,可引發(fā)癤甚至壞死性筋膜炎。 ▼ 此外,免疫細(xì)胞自身也有可能遭受病原體的感染,從而喪失免疫能力。下圖是被人類免疫缺陷病毒(Human immunodeficiency virus)感染的人類T淋巴細(xì)胞。進(jìn)入宿主細(xì)胞的HIV會(huì)將自己的遺傳物質(zhì)整合進(jìn)宿主細(xì)胞的DNA中,并隨著宿主細(xì)胞一起復(fù)制,并可能引發(fā)艾滋病,導(dǎo)致免疫功能的缺陷。最終宿主將因感染、癌癥等疾病侵襲死亡。截至2018年底,全球約有3790萬(wàn)人感染HIV。 藍(lán)色為人類T淋巴細(xì)胞,附著在其表面的黃色球形為HIV;掃描電子顯微鏡成像,后期著色。圖片來(lái)源@NIAID 調(diào)節(jié)T細(xì)胞(紅色)正與抗原呈遞細(xì)胞(藍(lán)色)相互作用,誘導(dǎo)其產(chǎn)生抑制性受體,抑制免疫反應(yīng)激活;掃描電子顯微鏡成像,后期著色。圖片來(lái)源@NIAID 依然孜孜不倦、摸索探尋 為我們解開一場(chǎng)場(chǎng) 恐慌、痛苦、死亡背后的真相 而站在他們的肩膀上 我們才能看見曾經(jīng)一無(wú)所知的世界 我們才有信心依然對(duì)明天充滿期待