微生物 —— 是敵是友？

微生物這個詞大家一定都不陌生。因為從小家長、老師等就告訴我們，微生物會引起疾病，因此要講究衛生、勤洗手。特別是從2019年年底至2023年年初流行于全世界的新冠疫情，攪得整個地球都天翻地覆，至少有700萬人因此失去生命，全球人口的預期壽命減少了近2歲，更是讓人覺得微生物是人類的大敵。但是實際上，絕大多數的微生物是不致病的，或是對人類有益的，有些甚至是必須的。由此看來，微生物應該是人類的朋友。微生物與人類是敵是友？讓我們從微生物學的角度來探討一下。

微生物是存在于自然界的一大群形體微小，結構簡單，肉眼直接看不見需借助顯微鏡放大數百乃至數萬倍才能觀察到的微小生物。根據微生物的結構，我們把微生物分為三大類：（1）非細胞型微生物：沒有細胞結構，缺乏能量代謝系統及一些酶類，因此必須嚴格的寄生在活細胞內，通過宿主細胞完成自身的復制、增殖。此類微生物最典型的代表是病毒（圖1）；（2）原核細胞型微生物：有原始的細胞核，細胞器不完善，但可獨立生長。這類微生物是一個龐大的家族，包括細菌、支原體、衣原體、立克次、體螺旋體和放線菌（圖2）；（3）真核細胞型微生物：有完整的細胞核和細胞器。這類微生物的典型代表是真菌（圖3）。

圖1 病毒掃描電鏡圖（圖片來自網絡）

圖2細菌模式圖（圖片源自作者）

圖3真菌菌落（圖片源自作者）

實際上，我們人類是生活在微生物的海洋之中，在我們周圍微生物無處不在，比如空氣、土壤、水、人體及動物等，都有微生物的存在。即便是在非常極端的環境下，如沙漠、冰川、深海、熱泉等，也均有相應的微生物存在。這些微生物有什么作用呢？

首先，它們可以維持但氮、碳循環，保證自然界食物鏈形成。例如，土壤中有大量的微生物存在，這些微生物為植物提供了養分。植物生長之后又為食草動物提供了食物。食草動物成長之后，又為食肉動物提供了食物。形成自然界的食物鏈。而當這些動植物死亡之后，他們死亡的機體又要靠微生物完成最后的分解，變成無機的氮、碳等元素，參加新的自然循環。如果我們這個星球沒有微生物的存在，那么人類根本無法生存。

其次，微生物可以廣泛應用于工業、農業及生活等多個領域。比如在工業方面，皮革、造紙工業、制藥、食品等工業生產都與微生物密切相關。在我們日常生活中，我們平時吃的面包、泡菜、喝的啤酒、酸奶等都是通過微生物發酵之后形成。

另外，微生物在遺傳學、分子生物學中可以作為研究材料或模型。在基因工程技術中使用更加廣泛。

在我們人體內，正常情況下大約有1~2公斤的微生物，主要是細菌。這些細菌可以分為三大類：第一類為正常微菌群在人體各部位，經常寄居而對人體無害的細菌。這部分細菌與人體共存，有些對人體是必須的。如大腸埃希菌可產生維生素B、維生素K等供人體使用；第二類是條件致病菌。這類細菌在正常情況下為機體的正常菌群，不會致病。但這類細菌具有兩面性，當機體抵抗力低下或寄生部位改變時才導致疾病。例如葡萄球菌、鏈球菌等；第三類是病原菌。這類細菌進入人體后即可引起疾病，例如鼠疫桿菌、破傷風梭菌、霍亂弧菌等。

一般來說，上述三種細菌的分布呈三角形。絕大部分微生物是非致病性的，位于三角形的底部，中間一少部分是條件致病菌也叫機會致病菌，只有極少數屬于真正的致病菌，位于三角形的頂部。由此可見，絕大多數的微生物對人類是有益的，是人類的朋友。只有極少數微生物對人類或動植物有致病作用，是人類的敵人。

作者簡介：徐紀茹，西安交通大學醫學部基礎醫學院病原生物學與免疫學系教授、博士生導師，陜西省微生物學會理事長、中國微生物學會理事。主要從事醫學微生物學教學、科研工作，2022年獲“陜西最美科技工作者”稱號。