科普：需要多少微生物才能让你生病？

那些你不知道的事儿！

编者按：微生物无所不在，手机上、衣服上、外卖上、电脑上，哪怕是洗干净的手上，以及全身各处都有。微生物和人体疾病密切相关，比如肠道疾病、胃病，更为严重着会诱发癌症。那么，究竟接触的微生物要达到多少剂量才会让我们生病呢？本文将一一解答微生物的各种未解之谜，文章来自翻译，希望能对你有所启示。

人体接触的病原体要超过一定阈值之后，才可能引起致病。首先，它必须穿过皮肤、粘液、纤毛和胃酸等天然屏障进入人体。然后，它需要繁殖。一些细菌和寄生虫几乎可以在体内任何地方繁殖，而病毒和其他一些病原体只能在细胞内繁殖。同时，它还必须抵御人体自身免疫系统的攻击。

因此，虽然我们经常接触微生物，但进入我们体内的微生物数量通常太少，无法穿过人体自身防御系统。足够小的剂量甚至可以有助于提醒免疫系统病原体的存在，增强抗体反应，使我们免受病原体的侵害。

当足够多的病原体设法突破人体防御系统并开始大量繁衍复制时，我们就会生病。通常这只是一场数字游戏。抵御入侵的细菌和病毒等微生物越多，你就越有可能生病。

多少微生物入侵人体才能让我们身体感到不适？

这因病原体而异，被称为微生物的“感染剂量”。通常需要相当多的微生物才能让我们的身体感到不适，但有些微生物只需要极少量就能引发感染。以诺如病毒为例，只要人们密切接触诺如病毒患者或者接触患者其触摸过的物品，就有可能被传染。诺如病毒传染性强、致病力强，据报道，最少18个病毒颗粒即可引起人体感染，这使得它传播性极高。即使在体外，这种病毒也非常顽强，所以被感染的人体表会携带大量的病毒，即使几天后也很容易感染其他人。

“病毒载量”的概念是什么？它和感染剂量一样吗？

这两者的概念相似，但感染剂量指的是有多少生物体会引发感染，而病毒载量则是感染的测量标准：简单的说就是通过测量从而显示每毫升血液里病毒的数量。这一术语最初是作为我们对艾滋病毒/艾滋病理解的一部分向公众介绍的，并且在新冠疫情大爆发后，该术语的使用有所增加。

研究人员如何计算微生物的感染剂量?

这仍然是一门不精确的科学。这项被称为人体挑战研究的黄金标准研究包括故意给人们注射一剂病原体。不幸的是，这种方法在道德伦理上行不通，因为它显然存在严重疾病和潜在的长期并发症的风险。

因此，研究人员会根据病原体的不同，让豚鼠、大鼠、小鼠或雪貂接触病原体。但很难直接将动物感染剂量推断为人体感染剂量。

此外，感染途径也很重要。例如，与通过口腔或肺部进入的微生物相比，直接进入你血液的东西可能需要的微生物要少得多，因为血液可以让病原体绕过许多宿主的防御。这就是为什么，例如，通过输血或针头感染艾滋病毒的风险要比通过性途径感染的风险高得多。

第三种计算感染剂量的方法是使用观察性研究，研究人员通过观察接触者(特别是在家庭或其他密切接触环境中)患病所需的时间来推断感染剂量。你可能会怀疑，与前两种方法相比，这通常是不精确的。

为什么某些病原体的感染剂量高于或低于其他病原体?

目前，我们对此还没有确切的研究结论。这可能与入侵者的运作方式有关。研究人员认为，需要直接接触宿主细胞的病原体往往更有效，因此它们的感染剂量相当低。但如果细菌间接攻击宿主细胞（如分泌蛋白质继续伤害宿主细胞），那么就需要更大剂量的细菌来感染宿主。2012 年的一项针对病毒、真菌和寄生虫的研究也支持这一观点，但我们仍需要对更多种类的微生物进行进一步确认。

我们对导致新冠病毒（Covid）的感染剂量了解多少?

自该病毒首次出现以来的近四年时间里，我们研究并学到了很多东西，但其中大部分来自动物感染模型和人类观察研究。大多数动物模型需要高剂量的病毒，比如10,000 到 100 万个“斑块形成单位”（PFU），每个单位足以感染组织培养中的一个细胞并杀死它。然而，对人类的观察研究表明，感染剂量平均约为 100 至 400 PFU。

这些研究表明，这种病毒如此容易传播的原因之一是它的感染剂量相对较低，类似于其他呼吸道病毒，如RSV和流感病毒(低于大多数流感病毒株的感染剂量)。

当我们将感染剂量与受感染者呼出的病毒量进行比较时，病毒传播如此之快就不足为奇了。最近的一份研究显示，新冠患者在出现症状后的大约八天内，每分钟可呼气出高达 800 个病毒副本。尽管我们无法将病毒副本直接转化为活病毒粒子的数量，但如果这些 病毒副本中哪怕有一半来自当前具有传染性的病毒，那么理论上有可能在短短一分钟内获得足够大的剂量来开始感染。

疫苗会提高感染剂量吗?

当一个人第二次遇到病毒病原体时（无论是因为疾病还是接种疫苗），宿主防御系统就会开始发挥作用。接种疫苗或之前感染产生的抗体会与入侵的微生物结合，这些抗体会干扰微生物附着在宿主细胞上的能力，或将微生物挑出来让中性粒细胞吞噬。如果病毒成功入侵宿主细胞，它将成为记忆 T 细胞消灭的目标。

由于人体免疫系统的快速反应，与首次接触病原体相比，再次入侵的微生物存活下来的数量更少，从而有效地提高了感染剂量。

这些知识如何帮助我们避免疾病?

暴露是病原体浓度和接触时间的函数，所以如果你能减少这两者中的任何一个，你就能更好地避免传染病。

这就是为什么从新冠疫情开始，专家们就建议采取分层保护的“瑞士奶酪”模式进行分层保护，其中与他人保持社交距离起着关键作用。离感染者越远，你接触到的病毒颗粒就越少。戴上口罩，尤其是高质量的呼吸器（如 N95 型），可以进一步减少吸入的病毒数量。通风也会稀释空气中的病毒颗粒数量，因此在室外或室内使用空气过滤器会降低您的感染风险。

接种疫苗是降低感染新冠病毒的另一种方法。虽然疫苗并不完善，但接种疫苗仍可通过增加感染所需的感染剂量来降低感染风险。接种疫苗还能降低感染后患重病的几率。一些研究还表明，接种疫苗可减少病毒载量。

戴口罩、增加通风和保持距离可以减少你接触到的微生物数量。接种疫苗可增加感染剂量。它们是抵御几乎所有病原体感染的支柱。传播动态是复杂的，但我们可以采取的保护自己的干预措施相对简单。