主宰人類興亡的推手：改變世界的微生物與傳染病

推動歷史的不是偉人名將，而是看不見的微生物?!
中世紀的黑死病造成西歐崛起，
西班牙流感促進公共衛生進步，
新冠病毒則重組了全球供應鏈。
人類史可說是不斷受到傳染病威脅的歷史，
致勝關鍵就在於充分認識這群隱形的敵人，
並與其和平共處！

2019年底開始大流行的新型冠狀病毒，轉眼之間就改變了全世界人的生活。遠距教學、居家上班、線上娛樂、外送服務……，這些以往大家認為的非日常都已逐漸成為新常態，而造成這一切改變的，正是我們周遭無所不在的微生物（菌類、細菌類）。
人類自遠古以來便遭受無數傳染病的威脅。在原因不明，治療法也未被確立的時代，大流行病造成的影響幾乎每每改變世界歷史。13世紀的漢生病、14世紀的鼠疫、16世紀的梅毒、17世紀的流感、18世紀的天花、19世紀的霍亂和結核病，不勝枚舉。一直要到19世紀中葉以後，人類才總算漸漸搞清楚引發傳染病的病原體真面目，以及對付傳染病的方法。那之後，傳染病所造成的死亡人數便大幅銳減。
傳染病具有不費吹灰之力就能改變世界的力量，而理解傳染病是讓我們放心生活在這世界上的第一步。在地球的生態系中，人類要生存下去，微生物的存在非常重要。它既是我們的朋友也是敵人。事實上，多數的微生物和病毒並不會讓我們生病，幾乎都是無害的。然而我們卻害怕微生物，視它為可恨的東西。那是因為我們對微生物的世界幾乎一無所知。
本書從引發傳染病的病毒，到對健康、生活有益的微生物，以淺顯易懂的方式逐一說明，即使是國中自然科程度的讀者也能全部看懂。唯有掌握正確的知識，我們才能沉著應對這些看不見的敵人，打贏往後的每一場「戰疫」！

撰文者簡介
※數字為執筆的章節編號

左卷健男
東京大學講師。理科老師、科學啟蒙作家。《RikaTan（理科探險）》雜誌總編。曾任東京大學教育學部附屬國、高中老師；京都工藝纖維大學、同志社女子大學、法政大學教職課程中心教授等職務。著作有《生活中的偽科學》、《深入學校的偽科學》（兩者皆為平凡社新書）、《有趣得讓人睡不著的人類演化史》（PHP研究所）等；中文譯作則有《圖解看不見的鄰居，微生物：3小時瞭解病毒與細菌》（十力文化）。
6、7、8、9、14、18、20、24、25、26、28、35、36

左卷惠美子
科學作家。SAMA公司企劃代表。在公立高中任教34年，之後在看護專門學校擔任講師2年。《RikaTan（理科探險）》撰文者。共同著作有《100個匪夷所思的人類遺傳》（東京書籍）、《新高中生物教科書》（講談社）、《大人重讀的國中生物》（SB Creative）等。
1、5、13、19、21、22、23、27

?本輝樹
龜田醫療大學副教授。在保健醫療類教育機構教授資訊科學、生物學、環境科學等。《RikaTan（理科探險）》編輯委員。共同著作有《Windows上無異狀》（技術評論社）、《圖解 3小時搞懂身邊充斥的「科學」》、《圖解 3小時搞懂身邊充斥的「微生物」》（兩者皆為明日香出版社）等。
2、3、4、10、11、12、15、16、17

村山一將
北海道大學CoSTEP 11期修畢，科學技術解說員。曾任教於德國桐蔭學園、札幌創成高中等學校，2020年4月起擔任札幌日本大學國、高中教職員。共同著作有《破解國中3年份生物、地科有趣的65條法則》、《好想告訴人！有用的生物》（兩者皆為明日香出版社）、《那個元素有何用處？》（寶島社新書）等。
29、30、31、32、33、34、37

※以上書名皆為暫譯。

（自序）
前言

此刻，我在中國武漢市發現的新型冠狀病毒感染症大流行（世界性流行）之際，執筆寫這篇稿子。
新型冠狀病毒是引起SARS（嚴重急性呼吸道症候群）、MERS（中東呼吸道症候群）等症狀類似普通感冒的「冠狀病毒（CoV）」的同類。
SARS和MERS的病毒在發現當時也被視為新型冠狀病毒，並跨越國界流行開來。不過，當時在日本感染並未擴大。
流行性感冒也是如此，人類至今已經歷過多次的傳染病大流行。

人具有健忘的一面。
然而，天災和引發大流行的傳染病會在人們已遺忘之時降臨。
這次新型冠狀病毒的大流行正是在人們已遺忘時侵襲全世界。今後未必不會再有第二個、第三個新型冠狀病毒出現。
於是我動念想以淺顯易懂的方式寫一本書，從基礎去思索引發傳染病的微生物、傳染病與人類的關係，讓連國中自然科成績不好的讀者也能看得懂。
因為我認為時時回到原點、鞏固基礎，雖不起眼卻是最有效的事，同時也有助於防患未然。

第一個發現微生物的人，是十七世紀荷蘭的科學家雷文霍克（Antonie Philips van Leeuwenhoek）。
他自製顯微鏡，發現這世界存在無數的細菌或黴菌之類，唯有用顯微鏡才能看到的生物，並公開發表。
之後到了十九世紀末，研究人員在感染菸草鑲嵌病毒的菸葉上，發現了用普通顯微鏡看不到的濾過性病原體（病毒）。

回顧人類的歷史可知，我們歷經漫長的狩獵時代，在大約一萬年前開始農耕和畜牧。不過，傳染病卻因而由家畜傳染給人類，逐漸傳播開來。
單看古埃及時代，第十八王朝的石碑上便繪有單腳萎縮、麻痺，拄著枴杖的人物，從症狀看來，推測應是罹患了小兒麻痺。除此之外，西元前一一五七年去世的拉美西斯五世的木乃伊，皮膚上也可見一個個因天花造成的疤痕。

即使到了十八世紀，人們依舊不清楚傳染病的成因，許多人皆死於傳染病。當時普遍認為是汙濁的空氣和水所產生的瘴氣，或是惡靈的超自然力量導致人生病。因此人們一下子忙著驅魔，一下子又忙著獵巫。
要到十九世紀以後，人類才發現引起傳染病的微生物。

事實上，多數的微生物和病毒並不會讓我們生病，幾乎都是無害的。
然而我們卻害怕微生物，視它為可恨的東西。
那是因為我們對微生物的世界幾乎一無所知。

我們在學校上自然課，只學到有關微生物的簡單知識。
舉例來說，國中自然科所學的內容如下：

•生態系是由生產者、消費者、分解者所組成。
利用光合作用製造有機物的植物等為生產者；草食和肉食動物等為消費者；蚯蚓等土壤中的動物和微生物（菌類、細菌類）會分解生物屍體等的有機物，則為分解者。
•乳酸菌、大腸菌等細菌類中，存在像結核菌這種會引發傳染病的細菌。
•許多微生物的作用都對人類有益。例如，人們利用微生物會分解有機物的作用，製作麵包、優酪乳等發酵食品。

然而，微生物的世界其實更為遼闊並充滿驚奇。
在地球的生態系中，人類要生存下去，微生物的存在非常重要。
它既是我們的朋友也是敵人。
當被問到「所謂的人類是什麼？」時，若想到常在菌的數量比構成人體的細胞多出好幾倍，我們也可以回答：「是微生物！」

本書以深入淺出的方式進行解說，即使只具備國中自然科知識的讀者也能理解。
除此之外，我還想把微生物與傳染病寫得比學校自然科所學的內容更富於想像，這雖然是一門科學，但我盡可能以平易近人的方式敘述。
若能盡量做到這一點，那就太好了。
最後，我要向祥傳社全心投入本書編輯作業的沼口裕美女士、編輯綿谷翔先生致上謝意。

二○二○年六月 編著者　左卷健男

前言

第1章 令人匪夷所思的微生物致病機轉
1　傳染病到底是什麼？
2　人類靠疫苗成功戰勝許多疾病？
3　人類能戰勝傳染病全拜抗生素之賜？
4　我們頻頻感冒的原因
5　何謂對抗傳染病的免疫機制？
6　位居日本人死因前幾名的傳染病――肺炎
7　讓甘迺迪當上總統的馬鈴薯晚疫黴
8　最切身的黴菌疾病――香港腳
9　滅菌、殺菌、消毒、除菌、抗菌……有何不同？

第2章 竟有這麼多！人類對抗傳染病的歷史
10　新型冠狀病毒的大流行
11　SARS、MERS就是這一點可怕
12　流感病毒會繼續成為「人類的強敵」
13　世界三大傳染病之一――瘧疾
14　霍亂現正在世界第七次大流行
15　伊波拉病毒等新興傳染病 094
16　轉眼間便成為世界三大傳染病之一――人類免疫缺乏病毒
17　曾經人人害怕的「亡國病」結核病，至今仍是重大傳染病？
18　死於黃熱病毒的野口英世的研究
19　史上最令人害怕的疾病――天花的撲滅
20　我們身邊充斥會引起食物中毒的微生物

第3章 對我們生活有益的微生物
21　發酵和腐敗的差異為何？
22　葡萄酒、啤酒、日本酒和酵母菌
23　日本人的飲食生活中不可或缺的發酵食品
24　人體的常在菌
25　腸道菌叢的作用
26　優酪乳有益健康嗎？
27　利用肉毒桿菌毒素來美容？
28　微生物對我們的生活極為有用

第4章 世界到處都充滿著微生物
29　微生物是怎樣的生物？
30　何謂細菌類？
31　何謂菌類（黴菌、酵母茵的同類）？
32　何謂病毒？
33　何謂原生生物（變形蟲和藻類的同類）？
34　微生物在生態系中的功用是？
35　生物自然發生論被推翻
36　追溯人類的過去竟是單細胞生物？
37　PCR是檢驗細菌和病毒的優秀技術

參考文獻
撰文者簡介

3　人類能戰勝傳染病
全拜抗生素之賜？

盤尼西林的發現
我們常說「失敗為成功之母」，而實際體現這句話的是發現「盤尼西林」的亞歷山大．弗萊明（Alexander Fleming，一八八一〜一九九五年）。
第一次世界大戰時，弗萊明以醫師的身分從軍，目睹傷兵一個接一個因傳染病倒下，於是埋首研究抑制傳染病的藥劑。不過他似乎不太擅長整理內務，研究室十分凌亂，研究環境也很難算得上是乾淨。
細菌的培養很怕混入其他細菌，因此會使用無菌室或經過滅菌處理的器材，而操作中未免唾液噴濺則會戴上口罩，盡量避免對話、聊天。
然而，弗萊明卻對著細菌培養皿打了噴嚏。幾天後，他注意到只有噴嚏濺到的地方細菌減少了。顯然是唾液裡的某種成分讓細菌的數量減少。

一九一九年，弗萊明發現那種成分就是「溶解酶」。溶解酶是一種酵素，除了唾液之外，人的淚液、鼻水、母乳等也含有這種成分，屬於天然的抗菌物質。它會溶解細菌的細胞壁，現在也被廣泛用來治療感冒等疾病。
那之後過了將近十年，一九二八年弗萊明進行葡萄球菌的培養，過程中不慎讓培養基長出青黴菌。弗萊明觀察該培養基，發現青黴菌周圍的葡萄球菌已經溶解。青黴汁中所含的物質便以青黴菌的屬名Penicillium來命名，即「盤尼西林」。這是全世界第一個抗生素。

熱門電視劇也描繪過提煉盤尼西林的困難
曾被拍成電視劇的漫畫《仁醫》（村上紀香、集英社，中譯《仁者俠醫》、東立出版）裡，穿越時空來到江戶時代的醫師提煉出盤尼西林後大展長才，然而現實中，盤尼西林的提煉非常困難。弗萊明本身並未能精製出高純度的盤尼西林，他的發現被原封不動地擱置了十年以上。
到了一九四○年，霍華德．弗洛里（Howard Walter Florey）和恩斯特．伯利斯．柴恩（Ernst Boris Chain）發現了精製的方法（被稱為盤尼西林的再發現），在第二次世界大戰中，大量生產的盤尼西林挽救了許多士兵的性命。

英國首相邱吉爾也因磺胺劑撿回一命
抗生素來自生物界，但人類慢慢發現，人工合成的物質中有些也具有抗菌作用。有時我們會把這樣的物質稱為抗菌劑，與抗生素作區別。「磺胺劑」即是其中的代表。
以《搶救雷恩大兵》為代表、描寫第二次世界大戰的戰爭片中，便有出現醫護兵將大量粉末撒在受傷士兵的傷口上的場景，那就是磺胺劑。對於愛看漫畫的人，若說是《Dr. STONE》（原作：稻垣理一郎、作畫：Boichi、集英社，中譯《Dr. STONE 新石紀》、東立出版）的主角合成的藥物，也許更容易理解。
磺胺劑會抑制葉酸這種胺基酸的合成，阻礙細菌合成DNA。它相對較容易合成，又具有顯著功效，挽救了許多的人命。英國首相邱吉爾也是因磺胺劑而得救的其中一人。第二次世界大戰中，罹患肺炎的邱吉爾多虧了磺胺劑才能活下來。假使沒有磺胺劑，大戰恐怕會迎來不同的結局，也許現在英國這個歷史悠久的國家已不存在。
現在，我們使用的抗生素種類繁多。在前述的盤尼西林之後被開發出的頭孢子菌素（Cephalosporins）類藥物，隨著抗藥性菌的出現和對象病原菌的變化，已開發出第一代到第四代。各位是否有注意到，最近幾年醫院愈來愈少開抗生素給病人了？

二○五○年將超過癌症？
根據日本厚生勞動省的資料，二○一三年全世界因抗藥性菌而致死的人數，保守估計至少七十萬人。如果不採取任何對策，任由抗藥性菌增加，二○五○年死亡人數有可能突破一千萬人，超過癌症的死亡人數。
一般認為，要是放任抗藥性菌繼續增加的話，未來我們將不能動手術，醫療會有全盤崩壞的危險。
現在，醫師們已減少對病毒性感冒開預防性抗菌劑，或是未經診斷便任意開給病人對多種細菌有效的抗菌劑，試圖藉此減少抗藥性菌的產生。

抗菌劑非常方便好用，效果又好，若能請醫師開立藥物會讓人放心不少，但避免任意開這類藥物，注意衛生情況以減少罹患傳染病，這與守護未來的世代息息相關。
不要只是依賴便利的藥物和醫療，努力去做我們能做的事吧！