(新型冠狀病毒電鏡照片,圖片來源@國家病原微生物資源庫) ▼ 淺色圓形為H1N1型甲流病毒;透射電子顯微鏡成像,后期著色。圖片來源@NIAID 馬爾堡病毒(藍色絲狀)附著在被感染的VERO E6細胞上(黃色);掃描電子顯微鏡成像,后期著色。圖片來源@NIAID 埃博拉病毒(藍色絲狀)附著在被感染的VERO E6細胞上(綠色);掃描電子顯微鏡成像,后期著色。圖片來源@NIAID 藍色圓形為尼帕病毒,紫色為被感染的VERO E6細胞;透射電子顯微鏡成像,后期著色。圖片來源@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。圖片來源@NIAID 下圖右側的兩個圓形結構為蜱蟲的腺體,這只蜱蟲的其中一個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。 綠色熒光標記的腺泡已被感染;共聚焦顯微鏡成像。圖片來源@NIAID 這就是被蘭加特病毒(Langat virus)感染的細胞,病毒編碼蛋白NS51與被感染細胞的一種輔肽酶相互作用,可阻止被感染細胞產生抗病毒反應。好在這種蟲媒病毒不可人際傳播,且已開發有效的疫苗。 下圖則是一個感染了輪狀病毒(Rotavirus)的細胞,病毒在細胞質中形成大量“病毒工廠”,并在其中完成子代的復制和裝配。這些病毒可引發急性腸胃炎,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,主要集中于低收入國家。 ▼ 細菌同樣會受到病毒感染,下圖中大量噬菌體病毒正附著在一個細菌的表面,它們的蛋白質外殼一般不進入宿主細胞,而是將DNA“注入”宿主細胞中,利用宿主細胞的物質進行復制和裝配。有的噬菌體最終將使宿主細胞裂解,釋放大量子代。 面積較大的圓形為細菌細胞,外側的大量圓形結構為吸附其上的噬菌體病毒;透射電子顯微鏡成像。圖片來源@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)是僅由蛋白質構成的侵染因子,能引發正常蛋白質發生錯誤折疊。下圖中,這種錯誤折疊的蛋白質正沿著神經細胞細長的突觸傳染相鄰細胞。受感染的神經細胞將逐漸退化,導致神經退化性疾病(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。圖片來源@NIAID ? 但面對病原體的入侵,我們也絕非坐以待斃。下圖是正常的人類血液細胞,除了柿餅狀的紅細胞、圓片狀的血小板外,還可見眾多白細胞。它們是人體重要的免疫細胞,主要包括嗜中性粒細胞、嗜酸性粒細胞、嗜堿性粒細胞、淋巴細胞、單核細胞等5種類型。 掃描電子顯微鏡成像。圖片來源@Wikimedia Commons ? 其中,嗜中性粒細胞(也稱中性粒細胞)是人體白細胞中占比最多的類型,也是人體抵御細菌、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胞。 橙色條狀為炭疽桿菌,黃色為中性粒細胞;掃描電子顯微鏡成像,后期著色。圖片來源@Wikimedia Commons ? 下圖則是正在吞噬耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)的中性粒細胞,幸運的話,這些被吞噬的細菌將被中性粒細胞中的溶菌酶等溶解消化。而殺死細菌后,中性粒細胞也將死亡,成為膿細胞,即人們所說的“化膿”。 黃色球形為MRSA,紫色為人類中性粒細胞;掃描電子顯微鏡成像,后期著色。圖片來源@NIAID 當白細胞中的單核細胞離開血管進入組織后,可分化產生巨噬細胞,它們能吞噬游離的病原體、死亡細胞和細胞殘片等。下圖中一個小鼠巨噬細胞正在延伸它細長的假足以吞噬可能是病原體的顆粒。 ▼ ? 完成吞噬后,巨噬細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胞膜,這種“抗原呈遞”效應將刺激免疫系統針對病原體產生抗體。下圖中,在裂解的小鼠巨噬細胞里,暴露出被吞噬的土拉弗朗西斯菌(Francisella tularensis )。 黃色為巨噬細胞,藍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。圖片來源@NIAID 但這些免疫細胞并非每一次都如此幸運,下圖便是成功殺死人類中性粒細胞并從中逃逸的耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)。這種“超級細菌”于1961年首次在英國發現,對包括甲氧西林在內的多種青霉素類抗生素具有抗藥性,可引發癤甚至壞死性筋膜炎。 ▼ 此外,免疫細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淋巴細胞。進入宿主細胞的HIV會將自己的遺傳物質整合進宿主細胞的DNA中,并隨著宿主細胞一起復制,并可能引發艾滋病,導致免疫功能的缺陷。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3790萬人感染HIV。 藍色為人類T淋巴細胞,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。圖片來源@NIAID 調節T細胞(紅色)正與抗原呈遞細胞(藍色)相互作用,誘導其產生抑制性受體,抑制免疫反應激活;掃描電子顯微鏡成像,后期著色。圖片來源@NIAID 依然孜孜不倦、摸索探尋 為我們解開一場場 恐慌、痛苦、死亡背后的真相 而站在他們的肩膀上 我們才能看見曾經一無所知的世界 我們才有信心依然對明天充滿期待