扒一扒人類和病毒的那些事兒

夏天

病毒，一個讓人不寒而栗的名詞，總是與疾病和死亡緊密聯(lián)系在一起。幾千年來，人類一直面臨著各種病毒的侵襲。狂犬病毒、流感病毒、SARS病毒、新冠肺炎病毒……這些常常在新聞中出現(xiàn)的名字與我們的生活息息相關(guān)。

然而，想象一下，沒有病毒的地球會是什么樣？

結(jié)果沒有你想象中那樣一目了然。其實我們生活在病毒的世界里，病毒種類繁多，數(shù)不勝數(shù)。除了數(shù)量龐大，病毒還影響重大。對于包括人類在內(nèi)的地球生命而言，很多病毒不僅無害，反而帶來了進化優(yōu)勢。

沒有病毒，我們難以存續(xù)；沒有病毒，我們無法走出原始泥淖。例如，有兩段脫氧核糖核酸（DNA）源于病毒，現(xiàn)在已經(jīng)在人類等靈長目動物的基因組中安營扎寨。令人吃驚的是，沒有這兩段DNA，就不會有妊娠。更令人吃驚的是，另一種病毒DNA有助于打包和儲存記憶。還有其他來自病毒的基因，或是促進胚胎發(fā)育，或是調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)，或是抵御癌癥，它們的重要意義現(xiàn)在才剛剛為人所知。

事實證明，病毒還在引發(fā)重大進化方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。假如清除了所有病毒，地球的生物多樣性就會轟然崩潰，好像美麗的木屋驟然間被拆掉了所有釘子。

從未知到發(fā)現(xiàn)

要說清病毒與人類的戰(zhàn)役，那真的是很久很久以前的故事了。能有多久呢？

考古學(xué)家們挖出三千年前被制作成木乃伊的拉美西斯五世，他的身上還有著天花發(fā)作過的痕跡，這是人類歷史上找到的第一個天花病患者。雖說病毒與人類的糾纏由來已久，但直至19世紀，人們才逐步有了“病毒”這一概念，對這一病原體的研究才漸漸明朗了起來。

19世紀晚期，在荷蘭的煙草農(nóng)田上，一場疾病肆虐著田間的作物，鮮活的植物經(jīng)過疾病的摧殘后只留下一片片死去的組織，農(nóng)場收成全部化為云煙?？蓱z的荷蘭農(nóng)場主只好去求助年輕的農(nóng)業(yè)化學(xué)家阿道夫·邁耶，邁耶將患病的煙草提取汁液接種到健康的煙草上，幾周后這些健康的煙草也患上了同樣的疾病，于是證明了這是一種傳染性的疾病，并將它稱為煙草花葉病。

由于在當(dāng)時的醫(yī)學(xué)界“細菌致病說”占據(jù)主流，通過科赫法則能夠驗證細菌與傳染病的關(guān)系，科赫法則也是當(dāng)時研究傳染病病原的金科玉律。因此，邁耶也想要通過科赫法則找到煙草花葉病的病原體，但是卻發(fā)現(xiàn)，將從患病煙草提取液中分離得到的細菌接種到健康植株上并不能使其患上煙草花葉病。所以，基于當(dāng)時的研究結(jié)果，他并沒有辦法證明煙草花葉病是由細菌感染所引起的傳染病。

隨后，在1892年，俄國的科學(xué)家伊凡諾夫斯基用當(dāng)時最先進的細菌過濾器過濾患病煙草提取液，再用過濾液感染健康煙草，結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)過濾掉細菌的提取液依然具有傳染性，于是他推測可能是細菌產(chǎn)生的毒素或者是一種可以通過細菌過濾器的十分細小的細菌引起了煙草花葉病?？赡苁鞘墚?dāng)時主流氛圍的影響，伊凡諾夫斯基雖然發(fā)現(xiàn)了這一重要的科學(xué)現(xiàn)象，但是他依然堅信這是由細菌導(dǎo)致的。

1898年，荷蘭的微生物學(xué)教授拜耶林克同樣重復(fù)了用細菌過濾器過濾煙草提取液，繼而感染健康煙草的實驗，當(dāng)時人們只能通過光學(xué)顯微鏡來觀察微生物，而拜耶林克在光學(xué)顯微鏡下并沒有在濾液里觀察到任何的生物。

為了進一步探索濾液中具有感染力的東西究竟是什么，他將濾液稀釋后再進行感染，結(jié)果發(fā)現(xiàn)稀釋后的濾液對健康煙草的感染情況與未稀釋組相比并沒有明顯差異，因此他相信引起這種傳染病的肯定不是一種沒有生命的化學(xué)物質(zhì)，而是一種具有生命的活性物質(zhì)。

緊接著他又將患病煙草濾液與健康煙草濾液或者蒸餾水混合，感染健康的植株，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這兩種感染條件下煙草的感染癥狀一樣，這說明致病因子沒有在健康煙草的濾液中增殖，從而他得出結(jié)論這種致病因子只能在細胞里發(fā)生增殖。

于是，拜耶林克就把這種可以通過細菌過濾器、具有傳染性、可以在生物體內(nèi)增殖卻不能在體外增殖的病原體稱為病毒。這便是人類發(fā)現(xiàn)病毒的開始。

隨后人們又發(fā)現(xiàn)了更多的病毒，甚至可以通過培養(yǎng)在培養(yǎng)皿中的一些細胞讓病毒增殖。但對于“病毒是什么”這一問題，科學(xué)家們?nèi)愿鲌?zhí)己見。有的認為病毒是一種化學(xué)物質(zhì)，還有人認為病毒是生物體的一種寄生生物，始終沒有一個統(tǒng)一的定論。

隨著發(fā)現(xiàn)的病毒數(shù)量增多，有的病毒因其電荷特性也無法通過細菌過濾器，“過濾性”這一特征最后被擯棄，而多虧電子顯微鏡的發(fā)明，使得人們可以鑒定具有確定大小和形態(tài)的病毒粒子了，這無疑為病毒本質(zhì)的探究提供了基礎(chǔ)條件。

病毒究竟是什么

20世紀初，有一位叫作溫德爾·斯坦利的化學(xué)家發(fā)現(xiàn)胃蛋白酶可以破壞煙草花葉病毒的感染力，由此好奇：病毒的本質(zhì)是否是蛋白質(zhì)？

于是他從成噸重的感染花葉病的煙葉中提取病毒，并按照純化酶的方法讓病毒結(jié)晶，隨后他將病毒存儲起來，置之不理，數(shù)月后再將其溶于水中，得到的液體仍然有使健康植株患病的能力。于是斯坦利認為，病毒是一種蛋白質(zhì)。

但是，斯坦利還是犯了一個錯誤。來自英國的科學(xué)家弗雷德·鮑登和諾曼·皮里發(fā)現(xiàn)煙草花葉病毒提純液中含有相當(dāng)量的硫和磷，而這兩種元素在蛋白質(zhì)里少有存在但是卻存在于核酸。1936年，兩人發(fā)表觀點，認為煙草花葉病毒是一種核蛋白。這一結(jié)論在當(dāng)時的病毒學(xué)界引起了不小的重視，隨后人們對各種病毒展開了大量的研究分析，最終達成了一致的結(jié)論：病毒是由蛋白質(zhì)與核酸構(gòu)成的。而其后10年中，人們通過不斷的反復(fù)試驗，得出了更為重要的結(jié)論：核酸是病毒感染、致病及復(fù)制的主體。

病毒是目前人類發(fā)現(xiàn)的最小的生命單位，必須要借助于宿主細胞才能開展自己的生命活動，它的結(jié)構(gòu)非常簡單，通常是由核酸與蛋白質(zhì)外殼（核衣殼）組成，有一些病毒在核衣殼的外面還會有一層包膜。病毒的生命周期包括：吸附（病毒與宿主細胞表面受體結(jié)合）、入侵（病毒將自身的遺傳物質(zhì)注入宿主細胞內(nèi)）、合成（在宿主細胞內(nèi)合成病毒的核酸與蛋白質(zhì)）、裝配與釋放（在宿主細胞內(nèi)完成自帶病毒顆粒的組裝并釋放出細胞）。

隨著不斷的研究，人們又發(fā)現(xiàn)了類病毒和朊病毒，類病毒是一種具有感染性的單鏈RNA，朊蛋白是一種具有感染性的蛋白質(zhì)，這兩種病毒的發(fā)現(xiàn)再次刷新了人們對于生命的認識，類病毒和朊蛋白是目前已知的最簡單的生命形式了。更重要的是，朊病毒后來被發(fā)現(xiàn)其實是由動物腦組織里的一種正常的蛋白變構(gòu)而來的，因此它可以成功逃脫免疫系統(tǒng)的防守，同時這種病變的蛋白還可以誘導(dǎo)周圍的正常蛋白發(fā)生變構(gòu)，從而加速組織的病變。相信在科學(xué)家們不斷地探索下，我們會了解到更多關(guān)于病毒的未知的知識，弄清楚它們的來歷。

病毒與人類將走向何方

2020年初，一條新聞引起了人們的廣泛關(guān)注：有科學(xué)家發(fā)表論文稱，在西藏青藏高原冰核樣本中發(fā)現(xiàn)古老病毒存在的證據(jù)，其中28種是新病毒。然而，這已經(jīng)不是人們第一次在冰川中發(fā)現(xiàn)古代病毒存在的證據(jù)了，其實在2014年，就有法國科研團隊在俄羅斯遠東地區(qū)的楚科奇自治區(qū)采集到的一份凍土樣本中發(fā)現(xiàn)了一種新的巨型病毒——西伯利亞闊口罐病毒，而這種史前病毒已經(jīng)在俄羅斯西伯利亞地區(qū)的凍土層中封存了三萬多年?？茖W(xué)家們利用阿米巴蟲對病毒進行復(fù)活實驗，發(fā)現(xiàn)病毒不僅被復(fù)活了并且復(fù)活的病毒仍然具有感染性，可以殺死阿米巴蟲，但對于人類來說是安全的。

即便如此，我們也不得不擔(dān)心，假如冰川和永凍層因為氣候變暖而融化，那么封存在其中的病毒重新蘇醒很有可能會對人類健康造成巨大的風(fēng)險。這也是在預(yù)警我們，過度的開發(fā)利用大自然，不僅會威脅到其他生物的生命安全，最后也會害了人類自己。

人們之所以懼怕病毒，是因為我們發(fā)現(xiàn)病毒能夠引起嚴重的傳染病，危害人類的健康與發(fā)展，但是真正對人類有害的病毒其實非常少。

按照病毒宿主來分類的話，病毒可以分為植物病毒、細菌病毒和動物病毒，而人類作為動物的一員，也只有一小部分病毒可以感染人類，并在人與人之間進行傳播，比如流感病毒、艾滋病毒、登革熱病毒、SARS病毒、天花病毒等，其余大部分的病毒則只會在特定的宿主身上生活，并不會危害人類的健康。

病毒學(xué)家統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，在目前所發(fā)現(xiàn)的可以在人與人之間傳播的病毒中，有75%是來自于其他動物，在人類與這些動物接觸的過程中才給病毒創(chuàng)造了入侵人體的機會。比如艾滋病毒本身是存在于黑猩猩體內(nèi)的，但它對黑猩猩并沒有什么危害，在非洲人與黑猩猩的接觸中，感染上了艾滋病毒，才使得艾滋病在全世界流行；SARS病毒是從蝙蝠傳播到了果子貍，而人類又對果子貍進行捕食，病毒從果子貍傳播到人，最后才導(dǎo)致SARS病毒在人與人之間的傳播。我們可以發(fā)現(xiàn)其實病毒在自然宿主里是能夠與宿主和平共存的，正是我們?nèi)祟惒稓⒁吧鷦游锊抛屵@些病毒有機會跨越物種，它們可能還不能適應(yīng)新的生活環(huán)境，沒有找到合適的相處之道，所以才有了傳染病對人類的危害。

或許我們應(yīng)該保持與大自然之間的距離，維護自然界的平衡，和大自然共同和平地生活在地球上，這樣才能避免病毒的跨物種傳播。而對于那些在人之間傳播的病毒，或許我們可以在野生動物與病毒的共生共存中看到我們與病毒的未來，經(jīng)歷漫長的進化和人類的馴化，或許未來病毒也可以與人類達到互利共生的平衡狀態(tài)。

回顧歷史我們可以發(fā)現(xiàn)，在人類文明的發(fā)展路程中，一直都有病毒的身影，病毒導(dǎo)致一次又一次傳染病的肆虐，而人類則一次又一次憑借著智慧找到戰(zhàn)勝疾病的方法，每一次人類與病毒的對抗無疑都在推動著人類文明的進步。

我們與病毒共同生活在地球上，共享著地球上的資源，難免會發(fā)生一些碰撞，在不斷的碰撞中，人類與病毒都在學(xué)習(xí)和進化，或許在不久的將來我們便能夠與病毒和平共存甚至是互利共生……

延伸閱讀 病毒為什么容易變異？病毒變異意味著什么？

病毒是一種非常簡單的生物。除類病毒外，病毒可以說是生命體中最簡單的成員。它的遺傳密碼或基因組主要集中在核酸鏈上，只要這種核酸鏈發(fā)生任何變化都會影響它們后代的特性表現(xiàn)。實際上，病毒的基因組在其增殖過程中不是一成不變的，而是時時刻刻都自動地發(fā)生突變。其中大多數(shù)突變是致死性的，只有少數(shù)能生存下來。由于病毒在一次感染中，一個病毒粒子要增殖幾百萬次，存在產(chǎn)生突變的機會。因此一種病毒從群體水平看，在遺傳學(xué)上不是同源的，所以病毒的“種”在嚴格意義上，不是分類學(xué)上的種，而應(yīng)稱之為準種。病毒的自然變異是非常緩慢的，但這種變異過程可通過外界強烈因素的刺激而加快變異。

病毒變異提醒我們，應(yīng)理性對待抗病毒藥物。由于病毒變異很快，而人類無法預(yù)測病毒變異的模式和走向，只能在病毒流行后逐漸認識其特性，再根據(jù)其特性開發(fā)抗病毒藥物（或疫苗）。

當(dāng)病毒發(fā)生新的變異后，原本有效的抗病毒藥物或許就變得無效了，最終還是要靠人體免疫系統(tǒng)殺死病毒。當(dāng)然，對于病毒的變異，也無需過度恐慌。隨著人類對病毒認識的不斷加深，加上生命支持技術(shù)的提高，死亡率會持續(xù)降低。普通人只需要記?。鹤⒁夥雷o不放松，早診早治早干預(yù)。