貝莫亭
前段時間新型冠狀病毒的肆虐,是不是還讓你心有余悸?在科技昌明的今天,一個小小病毒就讓滿世界的人談虎色變,人人自危,是不是讓你感到很不可思議?知道了自然界中還藏有好多我們對付不了的敵人,是不是又讓你心驚膽戰(zhàn)呢?
現(xiàn)在呀,我要告訴你一個更壞的消息:人類最陰險的敵人,不在自然界,而是在我們自己身體里。說它最陰險,是因為它們可以由父母遺傳給后代,世世代代與我們?yōu)閿?。對了,它們也是病毒,是一種特殊的病毒。今天,我們就來談談它們。
大多數(shù)病毒都是我們身體的臨時入侵者(比如這次的新冠病毒)。它們使我們得病,但很快我們要么康復,要么死亡。人和病毒只有你死我活的關系。然而,一個世紀前,美國生物學家佩頓·勞斯在雞身上發(fā)現(xiàn)了一種病毒,它能將其病毒基因嵌入被感染細胞的DNA中,從而在雞的DNA上“定居”下來。
病毒基因被嵌入動物的DNA里,一個嚴重的后果是:如果動物的精子或卵細胞被這種病毒感染,那么病毒基因就可以通過父母傳給后代。因為這些病毒來自動物自身的DNA,所以它們被命名為“內源性病毒”,以區(qū)別來自外部的外源性病毒。隨后,科學家在雞的基因組中又發(fā)現(xiàn)了其他幾種這類病毒。到了1980年代,我們在人身上也發(fā)現(xiàn)了它們。
1990年代,隨著基因測序技術的出現(xiàn),科學家揭示出,內源性病毒在我們身上相當普遍。自從大約5億年前以來,無數(shù)入侵病毒已經將自己的DNA成功嵌入到我們祖先的DNA中,以至于這些古老的病毒基因現(xiàn)在占據(jù)了人類基因組的8%。不過,在進化過程中,它們中的大多數(shù)已經發(fā)生突變,失去活性,變成了基因里的“化石”,或者說垃圾基因。
只有幾個是例外。
在人身上,目前已經發(fā)現(xiàn)了兩個內源性病毒家族,在某些情況下,它們可以被重新激活,在我們身上興妖作怪。下面我們來看一個例子。
美國醫(yī)生阿文達·內特在紐約開了一家治療艾滋病的診所。2005年,他接待了一名奇怪的病人,這位病人幾年前就被診斷出感染了艾滋病毒,但他同時開始肌肉萎縮,表現(xiàn)出與漸凍癥類似的癥狀。漸凍癥是由運動神經元的退化和死亡引起的。我們知道,著名物理學家霍金就患有這種疾病。這是一種罕見的遺傳病,目前尚無藥可治。
為了控制這位病人的艾滋病病毒,內特讓他服用了抗內源性病毒的藥物,這種藥物可以阻止艾滋病病毒復制。令所有人驚訝的是,患者的漸凍癥癥狀也有所改善。
既然漸凍癥是一種DNA疾病,而抗病毒藥物竟可以改善它的癥狀,這就引發(fā)內特猜測:漸凍癥會不會是一種由病毒引起的疾???既然沒有任何證據(jù)表明,一種外部的病毒要為此負責,那病毒會不會來自患者自己的DNA,也就是說,這是一種內源性病毒;這種病毒的基因本來處于休眠狀態(tài),但現(xiàn)在卻被艾滋病病毒激活了?
經過多年的研究,內特的想法被證明是正確的:漸凍癥確實是一種由內源性病毒引發(fā)的疾病,病毒基因在我們每個人身上都存在,只是通常情況下,它處于休眠狀態(tài),但在非常罕見的情況下,它也可以被激活。
隨著研究的深入,現(xiàn)在我們越來越意識到,包括多發(fā)性硬化癥、精神分裂癥,甚至1型糖尿病在內的很多疾病,在某些情況下,可能都是由埋伏在我們基因組中的古老病毒基因引發(fā)的。病毒基因被激活之后,就開始制造病毒蛋白(在休眠狀態(tài),是不會制造病毒蛋白的),我們的免疫系統(tǒng)識別出病毒蛋白之后,就將其當作外來入侵者進行攻擊,但往往防衛(wèi)過當,破壞鄰近的健康組織,從而造成上述疾病。所以這些疾病又是自身免疫疾病。
多發(fā)性硬化癥就是一種自身免疫疾病,患上這種病,病人自身的免疫細胞開始攻擊包裹神經元、對神經元起保護作用的神經鞘(神經元表面的一層薄膜),破壞神經元傳遞的信號。1989年,一位法國科學家在多發(fā)性硬化癥患者的腦組織中發(fā)現(xiàn)了一種未知的病毒蛋白。進一步的實驗表明,這種病毒蛋白是由人類基因組中的某個基因合成的。這個內源性病毒基因被稱為HERV-W。隨后越來越多的證據(jù)表明,HERV-W在精神分裂癥、漸凍癥和1型糖尿病中也扮演了重要的角色。
這個發(fā)現(xiàn)讓我們對這些疾病有了全新的認識,也為未來的治療指明了方向。
需要說明的是,由于內源性病毒基因已經嵌入我們的DNA,我們要將其剔除已不可能,而且也沒必要,因為它們在絕大多數(shù)人身上處于休眠狀態(tài)。至于極少數(shù)身上的內源性病毒基因不幸被激活的患者,由于病毒基因又是通過制造病毒蛋白興妖作怪的,所以我們只要阻止它制造病毒蛋白,或者消滅病毒蛋白即可。
在治療方面,目前最大的進展來自瑞士一家名為GeNeuro的制藥公司。這家公司開發(fā)的一種藥物,可以與由HERV-W制造的病毒蛋白結合,并將其破壞。這樣,人體的免疫系統(tǒng)就不會因興師動眾而誤傷健康組織。臨床試驗表明,該藥物可以減緩40%的腦組織萎縮。該公司正在測試這種藥物對1型糖尿病和精神分裂癥的治療效果。不過總的來說,藥物的研發(fā)目前還在起步階段。
內源性病毒基因的發(fā)現(xiàn)告訴我們,人類與病毒之間從古至今都在進行著激烈的斗爭。人類能存活至今,從某種意義上說,我們大多數(shù)時候已經贏得了勝利。有了藥物之后,我們可能會贏得另一個重要的勝利,即戰(zhàn)勝埋伏在我們基因組中的最陰險的敵人——內源性病毒。
免疫系統(tǒng)在攻擊入侵的病原體時,由于防衛(wèi)過當,傷害了身體的健康組織,從而引發(fā)的疾病,叫自身免疫疾病。
免疫系統(tǒng)防衛(wèi)過當,從而對我們造成傷害的例子很常見。比如這次疫情中,很多人死了。但他們并不是直接死于病毒感染(事實上到后期,他們身上已經沒多少病毒了),而是死于免疫系統(tǒng)在抗擊病毒的過程中誤傷造成的器官衰竭。