微生物与人类健康

选修课

学年论文题目微生物与人类健康

摘要：本文通过对微生物对人类健康影响的重新定位，阐述了当今人们对微生物的错误理解的一次梳理，。

关键词：微生物、人类健康

正文：

微生物学在它诞生之初，引起全人类关注的焦点也正是这门科学对于防治人类和家畜传染病有立竿见影的效果。微生物学家发现了许多严重危害人类健康和家畜繁育的病原菌，阻挡或者消灭它们就能防治疾病。由于巴斯德用不可动摇的实验证据否定了生物自然发生的可能，兼之一整套微生物学方法的建立和完善，19世纪末到20世纪初是发现病原微生物最频繁的时代，几乎每年都有能导致严重疾病的病原菌被人类缉拿归案。

1.人类生存的头号杀手——传染病

我们今天已经进入了21世纪，虽然我们能够制服引起一般传染病的微生物，但是，艾滋病和新出现的疾病依然严重威胁着人类，还有些一度被控制的传染病又开始死灰复燃。例如，世界各地一度似乎销声匿迹的结核病，近年来却死灰复燃，患病率节节上升。据世界卫生组织的资料，全世界每年死亡的5千2百万人中，有3分之一是由传染病造成的。

1.1消灭病原微生物是微生物学的首要任务

为了防除这些疾病，全世界虽然已经花费了无法统计的经费，但有些疾病的罪魁

祸首却仍然没有被征服，甚至艾滋病的患者和感染者还在每年成倍增长。人类和病原

微生物的斗争也许是一场永远看不到尽头的战争。因此有的学者认为微生物学甚至比

别的学科重要得多，如果人类被病原微生物消灭了，其它科学又有什么意义呢？

每个人都有生病的经验，但不一定了解为什么会生病。人和动植物都会患病，但

不是所有的疾病都是由微生物引发的。例如血吸虫病是较高等的软体动物引起的，肺

癌多半由环境因素（如吸烟）造成，流血不止的血友病则是遗传性疾病。虽然今天不

是由微生物引发的疾病，例如某些癌症、心血管疾病和中风等在人类死亡原因中的比

例逐年在增加，然而大量致病微生物却仍然给我们的生活带来了极大的危害，还是人

类死亡的头号杀手。

致病微生物引起的疾病，即传染病种类繁多。传染病的发生、传播、预防和治疗，

是医学微生物学的任务，也是微生物学的首要任务。

1.2病原微生物简介

可以侵犯人体引起感染甚至传染病的微生物，叫做病原微生物，或称病原体。病原体中以细菌和病毒的危害性最大。病原体侵入人体后，人体就是病原体生存的场所，我们称为病原体的宿主，病原体在宿主中进行生长繁殖、释放毒性物质等引起机体不同程度的病理变化，这一过程称为感染。不过人体或动物不像人工培养细菌的培养基，可以让病菌不受限制地肆意生长繁殖，轻易地导致机体死亡。病原体入侵人体后，在发生感染的同时，能激发人体免疫系统产生一系列免疫应答与之对抗，这称之为免疫。感染和免疫是一对矛盾，其结局如何，根据病原体和宿主两方面力量强弱而定。如果宿主足够强壮，可以根本不形成感染；即使形成了感染，病原体也多半会逐渐消亡，于是患者康复；如果宿主很虚弱而病原体很凶猛，则感染扩散，病人将会死亡。除了宿主自身的力量，有效的抗菌药物和其它措施的协同作用也是必不可少的，在多种因素的共同作用下，大多数疾病是可以很快治好的。依靠不断发展的

科学进步，总是能够不断控制和消灭有害人类和动物的微生物。医学微生物学是维护人类健康的利器。

2. 人体的微生态系统

2.1人体常见的正常菌群

2.1.1 人体常见的正常菌群简介

虽然呱呱落地的婴儿体内几乎是无菌的，但离开母体后，就同周围富含微生物的自然环境密切接触，因而人体的体表皮肤和与外界相通的口腔、上呼吸道、肠道、泌尿生殖道等粘膜及其腔道寄居着不同种类和数量的微生物。这些微生物中有相当一部分是会引起疾病的，但是我们称它们为正常菌群，因为这些寄生物在正常情况下与宿主相安无事，互相适应，而且各种微生物之间也相互制约而保持一个彼此共存的状态。任何一种自然界的生物，如果体内连一个微生物细胞都没有是不可能的，除非采取特殊的办法繁殖。多汗的地方，例如胳肢窝和脚趾缝里微生物也多，通常所说的汗臭味就是由微生物分解汗液造成的。婴儿臀部常容易出现湿疹，这不是因为尿本身刺激皮肤所致，而是由于细菌在残留尿液中生长并产生氨气引起的。因为氨气对皮肤有强烈刺激性。当长期不洗澡或洗脸不认真时，就可能由细菌或霉菌在身上或脸上引起皮疹，发炎，继而流出大量的脓和污物。皮肤大面积烧伤或粘膜破损时，葡萄球菌便会侵袭创伤面而大量繁殖，引起创伤发炎溃烂；当机体着凉或疲劳过度时，在健康人的呼吸道一定能分离到的，造成典型肺炎的肺炎链球菌便会引起咽炎和扁桃体炎。龋齿是牙齿腐坏的一种常见形式，可能主要是由于正常菌群的稳定性被破坏而使某些厌氧细菌造成的。

2.1.2正常菌群对宿主的有益作用

营养作用：正常菌群的营养来自宿主组织细胞的分泌液、脱落细胞，以及某些腔道

中的食物碎屑和残渣等。菌群的代谢产物除供给细菌自身利用外，一部分可以被宿主

吸收利用。例如，过去外科医生不太重视肠道正常菌群中的大肠埃希氏菌能合成B族

维生素和维生素K的功能，所以在肠道手术后为避免发生感染，常用抗生素作预防性

治疗，结果是手术后感染是防止了，病人却出现了厌食和贫血等维生素B和K的缺乏

症，因为大肠杆菌也被抗生素杀死了。所以现在遇到这类需施行肠道手术的患者，在

给予广谱抗生素预防术后感染的同时，必须补充足量的微生素B和维生素K。

免疫作用：正常菌群的细胞中，有许多成分可以促进宿主免疫器官的发育成熟。有

学者曾经做过实验，他们把刚孵化出来的小鸡分成两组，一组放在没有细菌的环境中

生活，成为无菌鸡；另一组让它们正常生活，即带菌鸡。结果发现无菌鸡的小肠和回

肓部的淋巴结都要比普通带菌鸡的少80%左右。如果将这些无菌鸡暴露在普通有菌的

环境中饲养，使之建立正常菌群，则经2周后，它们的免疫器官的发育和功能就可与

普通鸡相近。此外，有些正常菌群的细胞组分与病原菌的相同，因此，它们能刺激宿

主免疫系统产生像抗体一类的免疫物质，这些免疫物质也能对抗相应病原菌的侵袭。

2.2生态失调的不良后果

2.2.1菌群失调

在宿主某部位寄居的正常菌群中，细菌的种类和数量比例是比较恒定的。在治疗疾病过程中，医生往往在使用抗菌药物治疗感染性疾病过程中引发了另一种新的感染病症，其原因就是因为长期或大量应用抗菌药物后，大多数正常菌群被杀死或抑制，而原来处于劣势的少数菌群或外来的不能被抗菌药物杀死（耐药菌株）的细菌便会趁机大量繁殖，使原来的菌群种类和数量比例大大改变。这种因严重的菌群失调导致的疾病称为二重感染。引起二重感染的常见菌有金黄色葡萄球菌、白假丝酵母、艰难梭菌（Clostridium difficile）和一些革兰氏阴性杆菌。临床表现为假膜性肠炎、肺炎、鹅口疮等。若发生二重感染，除停用原来的抗菌

药物外，对标本中分离培养出来的优势菌要作药敏试验，看看用甚么药物能够杀死它们，从中选用合适的。同时，也可配合使用相应的保健食品或改善肠道正常菌群的微生物制剂，来协助调整菌群的类型和数量，加快患者康复。

2.2.2 宿主免疫功能低下

这种平衡失调主要是因宿主的局部或全身性免疫功能下降而引起，而正常菌群的种类和数量比例并无变化。局部免疫低下的情况并不罕见。例如拔牙或实行扁挑体摘除手术后，寄居在口腔或鼻咽部的甲型链球菌可经手术伤口进入血流，如果病人有先天性心脏缺损，便往往会引起细菌性心内膜炎。在自身免疫病、器管移植、肿瘤等患者的治疗过程中，常需使用大剂量的皮质激素、抗肿瘤药物或放射治疗等，这些医疗措施会造成机体全身性免疫功能降低，从而使一些正常菌群进入血液，它们此时可以穿越原来把它们阻档在外面的粘膜屏障，造成败血症甚至死亡。

3.人体对微生物感染的防御功能

3.1传染病是微生物与宿主相互作用的结果

传染病是寄生物和宿主发生相互作用造成宿主身体某部分损伤和不适，因此传染是一个寄生过程。在这个过程中，一种微生物侵入宿主的某一部位并且大量繁殖，破坏了宿主与原有微生物的平衡关系，引起宿主产生疾病。

人体对微生物的入侵和繁殖并不是听之任之的。当一种微生物侵入宿主并大量繁殖时，宿主自身的生物防御功能会被激发，事实上人体对微生物的入侵至少有４道防线。第一道防线是宿主的皮肤和粘膜，它们除可以作为一道机械的屏障外，皮肤上的汗腺、皮脂腺，胃和鼻腔粘膜以及唾液、眼泪中都含有一种称为溶菌酶的物质，能够溶解许多细菌，同时，生活在皮肤上的一些正常菌群产生的物质也可以在一定程度上抑制某些致病菌的生长，例如有种丙酸杆菌产生的脂类化合物可以抑制金黄色葡萄球菌和酿脓链球菌的生长。第二道防线是一组统称为干扰素的物质，它是由被病毒感染的细胞产生的干扰病毒生长的蛋白质。第三道防线是血液中存在的白细胞，它很象变形虫，其中一些称作巨噬细胞，可以吞噬并消化任何外来的微生物，还能够在免疫反应中起协同作用，即使一个小伤口也会吸引这些巨噬细胞聚集到伤口周围来防范感染，我们常常在伤口看到化脓，脓实际上是宿主卫士白细胞在抵抗微生物侵入时牺牲后的尸体。在高等动物还有最后一道防线，即一整套免疫器官，包括中枢免疫器官和外周免疫器官，前者如骨髓、胸腺，后者如淋巴结和脾脏等，它们可以在需要时产生后备巨噬细胞。

在上述防御系统没有阻挡住微生物大量繁殖时，微生物便进入血液并繁殖起来，在短时间数量便超过亿万个，这时巨噬细胞寡不敌众，败退下来。随后患者病情加重，如果这些致病微生物产生致命的毒素，那么患者很可能就一命呜呼了。倘若病人恢复健康了，那是因为人体的第四道防线发挥了作用，即宿主的免疫系统击退了来犯之敌。

3.2人体免疫系统

人体内有一个免疫系统，它是人体抵御病原菌侵犯最重要的保卫系统。这个系统由免疫器官（骨髓、胸腺、脾脏、淋巴结、扁桃体、小肠集合淋巴结、阑尾等）、免疫细胞（淋巴细胞、单核吞噬细胞、中性粒细胞、嗜碱粒细胞、嗜酸粒细胞、肥大细胞、血小板等），以及免疫分子（补体、免疫球蛋白、细胞因子等）组成。

骨髓是主要的造血器官，是各类血细胞的发源地。胚胎期血细胞生成场所最早在卵黄囊，后移至胚肝和胚脾，最后由骨髓替代。成年期造血功能主要发生在胸骨、脊椎、骼骨和肋骨等扁骨的红髓。血细胞的祖先是多能干细胞，继而增殖分化为淋巴系和髓系干细胞，再进一步增殖分化为单能干细胞或前体细胞进入血流。禽类的前体B细胞进入法氏囊成熟，哺乳类包括人类的前体B细胞仍继续留在骨髓内直至成熟。

胸腺是T细胞分化和成熟的场所，因而T细胞亦称胸腺依赖性T淋巴细胞。骨髓中的T淋巴系前体细胞（前体T细胞）经血循环进入胸腺后，也称胸腺细胞。它们在胸腺激素影响下，最终分化为成熟T细胞，随后释放入血液循环中。

成熟T细胞和B细胞通过血液循环到达淋巴结、脾脏和扁桃体等组织或器官，它们分别定居在固定的部位，成为机体的常驻警卫部队。若遇到病原体等抗原物质入侵，就能发生特异性免疫应答反应，产生免疫物质与之对抗。我们身体某个部位发生创伤炎症时，该部位附近的淋巴结便会肿大，这就是这些部位增加了“警卫部队”并在和病原体作战。

在感染过程中，各免疫器官、组织、细胞和分子间互相协作、互相制约、密切配合，共同完成复杂的免疫防御功能。病原体侵入人体后，首先遇到的是天然免疫功能的抵御。一般经7-10天，产生了获得性免疫；然后两者配合，共同杀灭病原体。