[美]卡爾·齊默
流感,influenza。如果你閉上眼,大聲把這個(gè)詞念出來(lái),它聽起來(lái)真是非常可愛,如果用來(lái)做一個(gè)古老宜人的意大利村莊的名字,一定非常合適。事實(shí)上,這個(gè)詞真的是意大利語(yǔ),是“影響”(influence)的意思。它也的確是一個(gè)古老的名字,一直可以追溯至中世紀(jì)。中世紀(jì)醫(yī)生認(rèn)為,天上的星星會(huì)影響他們病人的身體健康,有時(shí)候還會(huì)引發(fā)莫名其妙的高燒,病癥在歐洲大陸上迅速蔓延,每幾十年就來(lái)一輪。流感不斷帶給全球階段性的大災(zāi)難。1918年一次嚴(yán)重的流感爆發(fā),導(dǎo)致5億人患病,這可是當(dāng)時(shí)1/3的世界人口,其中5000萬(wàn)人喪命。即使在沒有大規(guī)模流行的年份,流感也讓人們損失慘重。世界衛(wèi)生組織(WHO)估計(jì),每年流感會(huì)影響到全球5%-10%的成人及20%-30%的孩子。每年,約有25-50萬(wàn)人被流感奪去性命。
現(xiàn)在,科學(xué)家早已經(jīng)知道流感并不是天賜的,而是一種極小的病毒所為。如同造成普通感冒的鼻病毒,流感病毒的遺傳信息也非常簡(jiǎn)單,只有13個(gè)基因。憑借這么少的信息,流感病毒就能行使威力。流感病毒隨著病人的咳嗽、噴嚏和鼻涕飛沫擴(kuò)散。人偶然吸入含有病毒的飛沫,或者摸了沾有病毒的門把手再摸嘴,就有可能成為下一個(gè)受害者。流感病毒進(jìn)入鼻孔或者嗓子,落到氣管壁細(xì)胞上,繼而會(huì)鉆到細(xì)胞內(nèi)部。在氣管壁上,它們從一個(gè)細(xì)胞擴(kuò)散到另一個(gè)細(xì)胞,所到之處,氣管壁上的黏液和細(xì)胞破壞殆盡,就像割草機(jī)工作過(guò)的草地。
健康人感染了流感病毒,免疫系統(tǒng)在幾天內(nèi)就會(huì)展開反攻。正因?yàn)槿绱?,流感?huì)引起一系列癥狀,包括頭疼、發(fā)熱、乏力,不過(guò)這些嚴(yán)重的反應(yīng)通常會(huì)在一個(gè)星期內(nèi)緩解。有些受害者就沒有那么幸運(yùn)了,流感病毒會(huì)讓身體出現(xiàn)漏洞,讓其他更嚴(yán)重的感染伺機(jī)而入,所幸這部分人只是少數(shù)。正常情況下,人體組織最外面一層細(xì)胞都行使著天然屏障的作用,幫助我們抵御各種各樣的病原體。病原體會(huì)被黏液困住,接著,細(xì)胞就可以用表面的纖毛把它們清除掉,并迅速通知免疫系統(tǒng)有入侵者。然而,一旦流感病毒像除草機(jī)一樣把保護(hù)層破壞,病原體就可以長(zhǎng)驅(qū)直入,引發(fā)危險(xiǎn)的肺部感染,甚至危及生命。
流感造成了很多自相矛盾的效應(yīng),至今仍困惑著病毒學(xué)家。季節(jié)性流感對(duì)于那些免疫系統(tǒng)脆弱的人是最危險(xiǎn)的,尤其是小孩子和老人,因?yàn)樗麄兊拿庖呦到y(tǒng)最可能出紕漏。然而,在1918年的大流感中,免疫系統(tǒng)最穩(wěn)固的青年卻最為脆弱。一個(gè)理論是說(shuō),流感的某些病毒株能刺激免疫系統(tǒng)做出過(guò)激反應(yīng),結(jié)果不但不能把病毒清除掉,反而摧毀了宿主。對(duì)此部分科學(xué)家并不買賬,他們相信這里面一定有更合理的解釋。其中一種猜測(cè)是,1918年的流感病毒同1889年大流感期間的病毒相似,1918年大爆發(fā)時(shí),老一代人攜帶了1889年獲得的抗體,這些抗體保護(hù)了他們。
雖然流感病毒的殺傷力仍然讓人捉摸不透,其來(lái)源卻已經(jīng)非常確鑿。流感病毒源自鳥類。感染人類的所有流感病毒,都能在鳥類那里找到身影。同時(shí),鳥類還攜帶了更多不會(huì)感染人類的流感病毒。很多鳥類攜帶病毒,本身卻不得病。而且鳥被感染的不是呼吸道,而是消化道。病毒藏匿在鳥屎里,健康的鳥喝了含有病毒的水,就會(huì)被感染。
有時(shí),某些禽流感病毒會(huì)流竄到“人間”。在養(yǎng)雞場(chǎng)工作的人或者在市場(chǎng)上屠宰家禽的人都可能成為第一批受害者。著陸到人類呼吸道里的禽流感病毒,看起來(lái)是跑錯(cuò)了地方,實(shí)際上,人類呼吸道細(xì)胞表面的受體,和鳥類消化道細(xì)胞的受體非常相像。禽流感病毒能找到這些受體,再鉆到細(xì)胞里面去。
不過(guò),病毒從鳥類到人類的過(guò)渡,也并非如此簡(jiǎn)單。禽流感病毒在鳥類體內(nèi)繁衍所需的基因和在人體中的基因并不完全相同。比如,人比鳥類的體溫要低,這個(gè)差異意味著病毒內(nèi)的分子想要有效工作,需要采取不同的結(jié)構(gòu)。
因此,從鳥類跨越到人類的病毒,往往由于無(wú)法進(jìn)行人際傳播而早夭。例如,從2005年開始,一個(gè)從鳥類傳播到人類的名為H5N1的流感病毒株,就在東南亞讓數(shù)百人得了病。這種流感病毒株比季節(jié)性流感要致命得多,因此公共衛(wèi)生工作者緊密追蹤,采取各種措施阻止它擴(kuò)散。年復(fù)一年,它始終沒能從一個(gè)人傳染到另一個(gè)人身上。H5N1病毒和它的人類宿主總保持著你死我活的關(guān)系,它們要么被宿主干掉,要么就要了宿主的命。
但大多數(shù)情況下,禽流感病毒可以適應(yīng)我們的身體。它們每次復(fù)制,新病毒的遺傳物質(zhì)都會(huì)出點(diǎn)小差錯(cuò),我們稱這些小錯(cuò)誤為“突變”。有些突變實(shí)際上沒有任何效果,有些則讓病毒不能自我復(fù)制,還有極少數(shù)突變能給禽流感病毒帶來(lái)繁殖優(yōu)勢(shì)。
自然選擇了有利于病毒的突變。有些突變能改變錨定在病毒表面的蛋白的形狀,讓病毒更有效地攀附在人細(xì)胞表面,還有的突變能幫助它們進(jìn)行人際傳播。
一旦某個(gè)病毒株在人體內(nèi)穩(wěn)定下來(lái),就能在全世界范圍傳播,繼而建立起季節(jié)性的漲落節(jié)律。在美國(guó),流感集中在冬季爆發(fā)。目前一個(gè)假說(shuō)是,冬天那幾個(gè)月空氣干燥,含有病毒的飛沫可以在空氣中飄浮數(shù)小時(shí)之久,增加了它們遇上新宿主的機(jī)會(huì)。其他時(shí)候,空氣潮濕,飛沫就容易積聚水汽變大,繼而落到地上。
流感病毒借助飛沫感染上新宿主,有時(shí)候新宿主細(xì)胞里已經(jīng)進(jìn)駐了其他病毒。兩種不同的病毒在一個(gè)細(xì)胞里生存和繁殖的時(shí)候,場(chǎng)面就會(huì)有點(diǎn)混亂了。流感病毒的基因存儲(chǔ)在8條獨(dú)立片段里,當(dāng)宿主細(xì)胞同時(shí)復(fù)制來(lái)自兩種病毒的基因片斷時(shí),這些片斷就可能混合在一起。這樣,產(chǎn)生的新一代病毒就會(huì)不小心帶上來(lái)自兩種病毒的遺傳物質(zhì)。這種基因混亂的現(xiàn)象叫做基因重配,也就是病毒世界的“性”。人類生孩子的時(shí)候,雙親的基因會(huì)混合在一起,這樣,兩組DNA之間,就可能出現(xiàn)新的組織。通過(guò)基因重配,流感病毒也能把基因混合在一起造出新的組合來(lái)。
攜帶流感病毒的鳥類身上,有1/4都同時(shí)攜帶著兩種甚至更多種病毒株。病毒之間互相交換基因,就有可能獲得新的適應(yīng)性狀,例如通過(guò)這個(gè)機(jī)制,它們就能從野生鳥類傳到雞,甚至傳到哺乳動(dòng)物如馬或者豬的身上。在極個(gè)別的情況下,通過(guò)基因重配,來(lái)自鳥類和人的病毒的基因組織到一起,為一場(chǎng)浩劫埋下種子。新的病毒株能輕易在人和人之間擴(kuò)散。又因?yàn)檫@個(gè)新病毒株從未在人群中傳播過(guò),因此它所向披靡,沒有什么能放慢它擴(kuò)散的腳步。
禽流感病毒一旦深化成人類的病原體,這些不同病毒之間會(huì)繼續(xù)交換基因。基因重配同樣可以幫助這些病毒躲過(guò)被消滅的命運(yùn)。在人的免疫系統(tǒng)熟識(shí)流感病毒表面蛋白之前,它們?cè)缫淹ㄟ^(guò)小小的病毒性生活獲得了新的偽裝。
基因重配在最近一次大流感中起到的作用格外復(fù)雜。這次的新病毒株,叫2009年甲型H1N1流感病毒(Human/Swine 2009 H1N1,“豬流感”),最初于2009年3月在墨西哥露面,那時(shí)它已經(jīng)歷了數(shù)十年的演化。
科學(xué)家通過(guò)基因測(cè)序,追溯了這株病毒的源頭,最后確定到4株不同的病毒。其中最古老的一株,從1918年流感大爆發(fā)就開始感染豬了(當(dāng)然完全有可能豬也是被我們?nèi)藗魅镜模5诙暝?0世紀(jì)70年代出現(xiàn),那次是一株離流感病毒感染了歐洲或亞洲的豬。第三株在美國(guó)出現(xiàn),這次病毒又是從鳥類轉(zhuǎn)移到豬身上。到了20世紀(jì)90年代,這三株病毒合而為一,用科學(xué)家的話來(lái)說(shuō),這個(gè)新病毒經(jīng)歷了三次基因重配。其后,它悄無(wú)聲息地在大型的封閉農(nóng)場(chǎng)里,在豬和豬之間互相傳播。三次基因重配的產(chǎn)物后來(lái)又和另一個(gè)豬流感病毒發(fā)生重配,最終具備了感染人類的能力?,F(xiàn)在看來(lái),2009年的甲型H1N1流感病毒,是在2008年秋完成的“物種遷移”。在其后幾個(gè)月時(shí)間里一直在感染人,直到2009年春天,終于受到了人們的關(guān)注。
公共衛(wèi)生工作者意識(shí)到新的大流感來(lái)襲,他們立馬在全球范圍內(nèi)進(jìn)行圍追堵截。盡管如此,2009年甲型H1N1流感病毒仍然在全球肆虐,和之前的大流感一樣,它感染了全球10%-20%的人口。美國(guó)手忙腳亂地開始研發(fā)針對(duì)甲型H1N1流感病毒的疫苗,但疫苗直到同年秋天才就緒,而且針對(duì)病毒的免疫效果也一般。所幸這次甲型H1N1流感病毒的致命性沒有1918年大流感那么強(qiáng),不然人類要面對(duì)的肯定又是百萬(wàn)量級(jí)的死亡。這場(chǎng)疫情最終奪走了25萬(wàn)人的性命,之后才銷聲匿跡。
2015年我曾寫過(guò),科學(xué)家一直在試圖鎖定下一次大范圍流感的潛在元兇。一株禽流感病毒,可能只需要幾個(gè)簡(jiǎn)單的突變,就搖身變作能夠感染人類的新流感病毒。基因重配會(huì)加速這個(gè)過(guò)程。沒人知道什么時(shí)候,也沒人知道哪個(gè)病毒株會(huì)完成這個(gè)遷移。然而,面對(duì)病毒演化,人類也不是只能束手就擒。我們?nèi)匀荒懿扇∫恍┐胧﹣?lái)限制流感的傳播,例如勤洗手就是一招。與此同時(shí),科學(xué)家也在追蹤流感病毒的演化過(guò)程,盡量?jī)?yōu)化對(duì)下次流感中最危險(xiǎn)美麗的預(yù)測(cè),不斷學(xué)習(xí)如何做出更有效的疫苗。目前,盡管人類在同流感病毒的對(duì)決中還不占上風(fēng),但起碼得病的時(shí)候,我們不再只能祈求星星的照看了。
(默默摘自《病毒星球》[美]卡爾·齊默著,廣西師范大學(xué)出版社出版)