病毒家族那些事

胡犇 石正麗

病毒，是我們熟悉而又陌生的一類小生命。雖然新冠病毒是個(gè)不速之客，而病毒卻是人類生活中的常客，一個(gè)人的一生中可能會(huì)感染上百種病毒。然而除了專門從事病毒學(xué)研究的科研人員，幾乎沒(méi)有人真正見(jiàn)識(shí)過(guò)病毒本尊。那么病毒到底是什么？它和另一種肉眼看不見(jiàn)的生物——細(xì)菌相比，又有哪些區(qū)別呢？接下來(lái)就讓我們探訪這個(gè)既陌生又熟悉的生物——病毒。

病毒只有在遇到合適的宿主細(xì)胞時(shí)才會(huì)表現(xiàn)出生命特征

我們是小小寄生者

我們是身形極其微小的微生物。和細(xì)菌家族比起來(lái)，我們要迷你得多，通常都以納米為單位，比細(xì)菌小了幾個(gè)數(shù)量級(jí)。觀察細(xì)菌的光學(xué)顯微鏡根本看不到我們，只能用放大倍數(shù)達(dá)到上萬(wàn)倍的電子顯微鏡才能窺見(jiàn)我們的容貌。除了小以外，我們的身體構(gòu)造也非常簡(jiǎn)單，僅由蛋白質(zhì)外殼和內(nèi)部包裹的核酸組成，不像細(xì)菌等其它微生物那樣具有細(xì)胞核、細(xì)胞器等細(xì)胞結(jié)構(gòu)。更重要的是，我們是嚴(yán)格的細(xì)胞內(nèi)寄生生物。我們想要維持生命，必須依賴被我們所感染的宿主細(xì)胞系統(tǒng)，只有在宿主細(xì)胞這個(gè)“大房子”里，我們才有足夠的“食物”生存和繁衍。一旦離開宿主細(xì)胞，我們即使可以繼續(xù)存活一段時(shí)間，也無(wú)法維持正常的生命活動(dòng)。相比之下，細(xì)菌離開了宿主也可以獨(dú)立生存。在實(shí)驗(yàn)室里，科學(xué)家們用含有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基就可以培養(yǎng)細(xì)菌，但是如果要培養(yǎng)我們，那就需要用細(xì)胞或者實(shí)驗(yàn)動(dòng)物來(lái)培養(yǎng)。概括而言，我們是微觀世界里的一種奇特的非細(xì)胞生物，本質(zhì)上是含有蛋白質(zhì)和核酸的生物大分子，而在遇到合適的宿主細(xì)胞時(shí)我們會(huì)蘇醒，表現(xiàn)出生命特征并茁壯成長(zhǎng)。

我的七大姑八大姨

我們這個(gè)大家庭和動(dòng)植物王國(guó)一樣，豐富多樣，種類紛繁。大體上講，可以把這個(gè)大家族按照感染宿主的類型，分為人類病毒、動(dòng)物病毒、植物病毒、細(xì)菌病毒（噬菌體）等。不同的病毒通常都有與之相對(duì)應(yīng)的宿主。例如，植物病毒只能感染植物而不會(huì)感染動(dòng)物。感染魚類等低等脊椎動(dòng)物的病毒一般不會(huì)感染哺乳動(dòng)物等高等脊椎動(dòng)物。由于人類其實(shí)是高等動(dòng)物中的一種，因此一些病毒既可以感染動(dòng)物，也可以感染人，比如狂犬病毒。

從更加專業(yè)的角度來(lái)看，病毒學(xué)家又根據(jù)不同病毒家族的生物學(xué)特性和進(jìn)化上的親緣關(guān)系，將病毒家族按照目、科、屬、種等分類學(xué)等級(jí)進(jìn)行了科學(xué)、系統(tǒng)的劃分。目前已知的病毒超過(guò)140個(gè)科，每一個(gè)病毒科又可以依次被劃分為若干個(gè)病毒屬和病毒種。即使是同一個(gè)種里面，還包括有多個(gè)不同的病毒。如果說(shuō)病毒科是由一些特征相似的病毒組成的大家族，那么病毒種就好比是大家族內(nèi)部親緣關(guān)系更近的成員組成的小家庭。

我們的多樣性還表現(xiàn)在形態(tài)上。一般來(lái)說(shuō)，我的近親家屬們（同一個(gè)科的病毒）往往具有相似的外形。如果不是同一家族，就會(huì)長(zhǎng)得風(fēng)格迥異，各式各樣。例如冠狀病毒呈球形，看上去像一頂王冠;狂犬病毒屬于彈狀病毒科，形似一顆子彈;埃博拉病毒體態(tài)纖細(xì)，有如中國(guó)古代的“如意”。T4噬菌體造型科幻，形似仿生蜘蛛機(jī)器人。

冠狀病毒主要通過(guò)呼吸道入侵，類似的還有流感病毒

我們是如何在人體內(nèi)“調(diào)皮搗蛋”的

傳染病是人類健康面臨的主要威脅之一，其中大部分的傳染病是我們的“杰作”。在侵犯人體的時(shí)候我們往往會(huì)采取不同的“進(jìn)攻方式”。冠狀病毒們和流感病毒們主要通過(guò)呼吸道入侵;輪狀病毒、諾如病毒則是通過(guò)消化道侵入的病原體，也就是俗稱的“病從口入”;而乙腦、登革病毒等蟲媒病毒在蚊蟲叮咬的時(shí)候會(huì)潛入人類身體里;被狗咬傷、抓傷后的破損皮膚粘膜則是狂犬病毒“進(jìn)攻”人體的必經(jīng)之路。

病毒入侵宿主的途徑和病毒的傳播方式密切相關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，經(jīng)呼吸道傳播的病毒傳播能力更強(qiáng)，打噴嚏甚至是講話排出的空氣飛沫中就可能含有病毒。不同的病毒在侵入人體之后會(huì)感染不同的組織器官，導(dǎo)致不一樣的疾病。新冠病毒以呼吸系統(tǒng)為主要的靶器官，造成咳嗽、肺炎等呼吸道疾病，嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)呼吸困難。有的病毒主要感染胃腸道、肝臟等消化器官，引起拉肚子、肝炎等消化系統(tǒng)疾病?？袢《厩质傻氖巧窠?jīng)系統(tǒng)，而狡猾的艾滋病毒攻擊的則是人的免疫系統(tǒng)，造成病人免疫功能缺陷。烈性病毒比如埃博拉病毒，人感染后會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的出血熱，是最可怕的病毒病。我們?cè)谡J(rèn)識(shí)一種病毒時(shí)會(huì)將致病性作為它的重要屬性。很多常見(jiàn)病毒都是低致病性的病毒，比如普通的感冒病毒，感冒后幾天就能自然痊愈，但高致病性的病毒卻可能要人的命。

我們的克星，抗病衛(wèi)士——疫苗

如果一個(gè)人患的是病毒感染引起的疾病，吃抗生素（也就是常說(shuō)的消炎藥）是不管用的?？股刂委煹氖羌?xì)菌，面對(duì)病毒它束手無(wú)策。治療病毒病，需要專門的抗病毒藥物。每一種抗病毒藥物都有它特定的靶點(diǎn)，針對(duì)病毒在入侵細(xì)胞、復(fù)制等各個(gè)感染環(huán)節(jié)進(jìn)行定向擊破，進(jìn)而阻斷病毒在人體內(nèi)的增殖。

另一種能幫助抵抗病毒的衛(wèi)士是疫苗。相比感染病毒之后服藥這種被動(dòng)還擊的方式，疫苗則是一種主動(dòng)防御的策略，是預(yù)防病毒成功的手段之一。疫苗本質(zhì)上是含有病毒某些成分的一種生物制品。相比真正的活病毒，滅活疫苗喪失了毒力，減毒疫苗削弱了毒力。當(dāng)疫苗進(jìn)入機(jī)體之后，帶有的病毒抗原成分可以激發(fā)免疫系統(tǒng)產(chǎn)生特定的針對(duì)病毒的抗體。當(dāng)真正遇到病毒來(lái)犯的時(shí)候，抗體就會(huì)快速迎戰(zhàn)，保護(hù)人類免受病毒感染導(dǎo)致的疾病。

狂犬病毒內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

現(xiàn)代疫苗已走過(guò)了百余年的發(fā)展歷程，人類成功研制了抵御幾十種病毒和細(xì)菌性傳染病的疫苗。第一個(gè)滅絕的人類傳染病——天花病毒之所以能被徹底消滅，疫苗功不可沒(méi)?？袢《镜闹滤缆蔬_(dá)到100%，但只要及時(shí)接種疫苗，就可以把人從死神那里奪回來(lái)。中國(guó)從20世紀(jì)70年代起就制定了全民性的特別是針對(duì)少年兒童的免疫接種計(jì)劃，接種疫苗的范疇也在不斷更新擴(kuò)大，脊髓灰質(zhì)炎、麻疹、乙肝、腮腺炎等病毒的疫苗都得到了廣泛接種，大大減少了國(guó)民感染病毒患病的風(fēng)險(xiǎn)。疫苗為防治疾病、保護(hù)人民健康做出了巨大的貢獻(xiàn)。

拒絕消費(fèi)野生動(dòng)物消滅病毒源頭

全球每一兩年都會(huì)有至少一種新發(fā)、突發(fā)病毒性傳染病暴發(fā)。并且這些新發(fā)傳染病中病毒“大多數(shù)”的來(lái)源都與動(dòng)物有關(guān)。

野生動(dòng)物消費(fèi)是多起新發(fā)病毒暴發(fā)的直接原因。在捕獵、馴養(yǎng)、交易和食用攜帶病毒動(dòng)物的過(guò)程中，病毒實(shí)現(xiàn)了從動(dòng)物宿主到人類的跨種傳播。以SARS為例，SARS的源頭在蝙蝠，但如果沒(méi)有濫食野生動(dòng)物的消費(fèi)行為，“蝙蝠-果子貍-人”的傳播鏈就不會(huì)形成。野生動(dòng)物雖然攜帶病毒，但并不是疾病的元兇，愛(ài)吃野味的人和由此催生的野味交易才是真正的罪魁禍?zhǔn)?。另一方面，野生?dòng)物生存環(huán)境遭受破壞也是新發(fā)病毒出現(xiàn)的原因之一。人類活動(dòng)范圍加速擴(kuò)張，不斷地滲透到野生動(dòng)物棲息地里，人和動(dòng)物之間原有的生態(tài)屏障被破壞，人類暴露于病毒野生動(dòng)物宿主的風(fēng)險(xiǎn)升高，讓病毒家族搭乘上了向人類傳播的便車。此外，現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成了生態(tài)環(huán)境的改變，也可能激發(fā)了鼠類、蚊蟲等病媒動(dòng)物的繁殖和活動(dòng)能力，成為病毒傳染病的催化劑。

由不同動(dòng)物傳播的新發(fā)病毒

相比疫情發(fā)生后的被動(dòng)迎戰(zhàn)，根本的疾病預(yù)防策略是從病毒的源頭做起，把火苗撲滅在起點(diǎn)。具體來(lái)說(shuō)就是減少和病源動(dòng)物的接觸，杜絕野生動(dòng)物消費(fèi)，盡量避免對(duì)野生動(dòng)物棲息環(huán)境的侵?jǐn)_和破壞。另外，在病毒露出鋒芒之前，人類可以針對(duì)蝙蝠、野鳥、蚊蟲等重要的病毒宿主動(dòng)物和傳播媒介，主動(dòng)地進(jìn)行病毒監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)、搜尋可能會(huì)引發(fā)人類疾病的病毒。在病毒找到人類之前先找到它們，從源頭進(jìn)行疾病防控。

人類和病毒的抗?fàn)帍墓诺浇褚恢贝嬖凇２《驹谶@個(gè)星球上存在的時(shí)間要比人類久遠(yuǎn)得多，它是大自然生物圈里一塊重要的組成部分。人類未來(lái)還會(huì)不可避免地和各種病毒狹路相逢，和病毒的博弈會(huì)一直持續(xù)下去。病毒時(shí)常令人生畏，但我們也大可不必把它視為妖魔鬼怪。因?yàn)椴《臼亲匀坏漠a(chǎn)物，而科學(xué)可以教會(huì)我們?nèi)绾闻c自然相處?？茖W(xué)技術(shù)也將為我們的健康保駕護(hù)航。

（責(zé)任編輯 / 陳天昊? 美術(shù)編輯 / 李子夜）