病毒會隨著大流行而變?nèi)鯁幔?/h1>
2022-05-30 00:49:45雪霽
科學(xué)之謎 2022年3期
雪霽
從新冠疫情發(fā)生初始，人們就抱持著這樣一種期待：隨著時間的推移，新冠病毒的毒性會減弱，變得不那么致命。病毒毒性減弱是雙贏局面，宿主不死亡也有利于病毒長期生存，為了更利于傳播和生存，新冠病毒理所應(yīng)當(dāng)會像被馴化的狗，失去自己的致命“尖牙”，變得像普通感冒病毒一樣無害。但是，這種期待可能要落空了。
19世紀(jì)50年代，歐洲人登陸澳大利亞后，為了發(fā)展經(jīng)濟，將歐洲經(jīng)濟支撐產(chǎn)業(yè)——兔養(yǎng)殖業(yè)引入了澳大利亞。僅僅50年，穴兔就占領(lǐng)了澳大利亞——穴兔繁殖極為迅速且澳大利亞沒有食肉動物，穴兔得以無限制地繁衍。過量的穴兔很快導(dǎo)致草原植被破壞，生態(tài)失衡，給當(dāng)?shù)貛砹藰O大的危害。
為了控制穴兔數(shù)量，澳大利亞政府引進了兔的烈性病毒——粘液瘤病毒。起初，病毒的效果十分顯著，穴兔的病死率曾達到99%，穴兔數(shù)量大減。但是，不過幾年，病毒就幾乎失效了，科學(xué)家認(rèn)為，這是因為粘液瘤病毒與穴兔出現(xiàn)了共同進化——病毒毒性減弱而穴兔的免疫力增強，最終病毒和兔群達到了平衡，各自實現(xiàn)了持續(xù)繁衍和穩(wěn)定生存。
但有專家認(rèn)為，如果說這是因為病毒毒性減弱，也許不太準(zhǔn)確，因為當(dāng)歐洲的穴兔遇到粘液瘤病毒時，病毒的威力絲毫未減。1952年，為了清除自家莊園里的穴兔，一位法國醫(yī)生給兩只穴兔接種了粘液瘤病毒，沒想到，病毒很快擴散出去——接下來的2年里，粘液瘤病毒在西歐迅速擴散，幾乎殺死了全西歐的穴兔。在那場兔子瘟疫后，法國的兔子數(shù)量減少了90%～95%，西班牙的下降了95%，英國的下降了99%。
讓兔子聞之色變的粘液瘤病毒
因此，與其說兔子能在與病毒的斗爭中存活是因為病毒毒性減弱，不如說是因為兔子的免疫力大大增強了。一個來自英國劍橋大學(xué)的研究團隊從出生于1865年至2013年的近200只兔子的尸體中提取了DNA，然后，用這些樣本進行了基因測序?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)兔子的多個基因都發(fā)生了突變，而這些基因在兔子的免疫系統(tǒng)中起著關(guān)鍵作用，其中一些突變能預(yù)警病毒的入侵，另一些突變則能減輕病毒對機體的傷害。
病毒是由一堆發(fā)出復(fù)制指令的基因和由此合成的蛋白質(zhì)組成的，基因的復(fù)制過程就像手寫信件一樣，容易出現(xiàn)拼寫錯誤，也就是基因突變?；蛲蛔兪菦]有方向的隨機變化，病毒并不能選擇朝著毒性減弱的方向變化，事實上，有時候其毒性反而可能增強。
1918年至1919年期間，一場可怕的災(zāi)難降臨到了人間，共有5億人表現(xiàn)出了程度不一的不適癥狀（當(dāng)時世界人口約17億人），包括頭痛、發(fā)燒、食欲變差、肌肉痛和咳血等，短短的兩年間，至少有2500萬人因此死去（甚至有可能上億人），比在這期間爆發(fā)的一戰(zhàn)的死亡人數(shù)多得多。這就是歷史上悲慘的“西班牙流感”。在瘋狂的爆發(fā)后，由于一些未知的原因，災(zāi)難忽然消失了，人們雖然心有余悸，但還是漸漸緩了過來。
此后，人們一直沒放棄追尋災(zāi)難的源頭。1933年，科學(xué)家分離出了人類流感病毒，人們這才知道，所謂災(zāi)難其實是一場由病毒引起的疫情;1997年，美國病理學(xué)家陶本伯杰通過對比分析引起疫情的病毒的RNA片斷，認(rèn)為罪魁禍?zhǔn)灼鋵嵤侨祟惲鞲胁《?2001年，澳大利亞的科學(xué)家重構(gòu)了這種病毒，發(fā)現(xiàn)該病毒基因的前部和后部是人類流感病毒的編碼，而在基因的中段則是豬流感病毒的編碼，認(rèn)為病毒應(yīng)該是人類流感病毒和豬流感病毒的雜合體。
流感病毒的恐怖，在于它們能“雜交”。流行性感冒病毒傳播于鳥類、哺乳動物之間，每一次傳播都可能出現(xiàn)突變，而最恐怖的變化常常源自于禽流感、豬流感之間的“雜交”。二者可能會交換抗原，從而獲得更強的殺傷力、抗藥性。一般情況下，流感病毒并不會致命，但當(dāng)兩種病毒雜交成為一種新病毒時，人們從未遭遇過新病毒，沒有相應(yīng)的抵抗力，新的流感病毒就會奪走人們的生命。
現(xiàn)代社會中也出現(xiàn)過許多變異的流感病毒，比如造成1957年亞洲疫情的H2N2流感病毒、1968年首現(xiàn)于香港的H3N2流感病毒和引發(fā)1977年俄國流感的H1N1亞型流感病毒等。它們的成因大同小異，都離不開同源病毒的“雜交”，每一種新型雜交病毒的出現(xiàn)都給人類社會帶來了巨大的恐慌和損失?？梢哉f，我們迄今仍籠罩在“熟悉”的流感病毒的陰影之下。
即使病毒不發(fā)生突變，病毒毒性不發(fā)生任何改變，也幾乎不會影響它的存在，譬如狂犬病病毒。
對人類而言，狂犬病病毒是烈性病毒，致死率達到了百分之百，從發(fā)病到死亡最短僅需數(shù)天時間?？袢〔《緦ι窠?jīng)系統(tǒng)有很強的親和力，病毒侵入機體后，它就會先在傷口局部進行繁殖，然后從傷口慢慢滲入，最后到達中樞神經(jīng)系統(tǒng)。中樞神經(jīng)本身的免疫防御作用比較弱，由于血腦屏障的存在，致使免疫細胞不能進入到中樞神經(jīng)中，不能有效地控制病毒，因此一旦狂犬病病毒入侵到中樞神經(jīng)，那等待患者的就只有死亡了。
人類難以理解，狂犬病病毒如此烈性，短短時間就能讓包括人類在內(nèi)的大部分宿主死亡，病毒本身要如何存活呢？這是因為除了人類，狂犬病病毒還有許多宿主，包括貓、狗、浣熊和蝙蝠等，沒了人類，病毒還可以在動物宿主中生存和傳播。另外，狂犬病病毒可以和某些宿主和諧共處，并不會致其死亡，比如蝙蝠。蝙蝠身上攜帶有許多在人類看來十分可怕的病毒，比如狂犬病病毒、埃博拉病毒和SARS冠狀病毒等，然而，這些病毒并不會使蝙蝠發(fā)病。蝙蝠是哺乳類中古老而十分特化的一支，在漫長的演化歷程中，蝙蝠進化出了一些獨一無二的特征，比如體溫更高、免疫能力強、獨特的免疫基因等，這些特征讓蝙蝠可以和“烈性病毒”和諧共處。
擁有了足夠的后備宿主庫，又有了可以和平共處的盟友，病毒就可以頻繁更換宿主，不必擔(dān)心毒死了宿主后沒有新的宿主了。
由此可見，期待病毒會隨著時間推移而減弱毒性不過是人類的一廂情愿，與其期待新冠病毒毒性變?nèi)?，我們不如遵守衛(wèi)生學(xué)家的專業(yè)建議，做好防毒和治療工作。
狂犬病病毒
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19世紀(jì)50年代，歐洲人登陸澳大利亞后，為了發(fā)展經(jīng)濟，將歐洲經(jīng)濟支撐產(chǎn)業(yè)——兔養(yǎng)殖業(yè)引入了澳大利亞。僅僅50年，穴兔就占領(lǐng)了澳大利亞——穴兔繁殖極為迅速且澳大利亞沒有食肉動物，穴兔得以無限制地繁衍。過量的穴兔很快導(dǎo)致草原植被破壞，生態(tài)失衡，給當(dāng)?shù)貛砹藰O大的危害。
為了控制穴兔數(shù)量，澳大利亞政府引進了兔的烈性病毒——粘液瘤病毒。起初，病毒的效果十分顯著，穴兔的病死率曾達到99%，穴兔數(shù)量大減。但是，不過幾年，病毒就幾乎失效了，科學(xué)家認(rèn)為，這是因為粘液瘤病毒與穴兔出現(xiàn)了共同進化——病毒毒性減弱而穴兔的免疫力增強，最終病毒和兔群達到了平衡，各自實現(xiàn)了持續(xù)繁衍和穩(wěn)定生存。
但有專家認(rèn)為，如果說這是因為病毒毒性減弱，也許不太準(zhǔn)確，因為當(dāng)歐洲的穴兔遇到粘液瘤病毒時，病毒的威力絲毫未減。1952年，為了清除自家莊園里的穴兔，一位法國醫(yī)生給兩只穴兔接種了粘液瘤病毒，沒想到，病毒很快擴散出去——接下來的2年里，粘液瘤病毒在西歐迅速擴散，幾乎殺死了全西歐的穴兔。在那場兔子瘟疫后，法國的兔子數(shù)量減少了90%～95%，西班牙的下降了95%，英國的下降了99%。
讓兔子聞之色變的粘液瘤病毒
因此，與其說兔子能在與病毒的斗爭中存活是因為病毒毒性減弱，不如說是因為兔子的免疫力大大增強了。一個來自英國劍橋大學(xué)的研究團隊從出生于1865年至2013年的近200只兔子的尸體中提取了DNA，然后，用這些樣本進行了基因測序?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)兔子的多個基因都發(fā)生了突變，而這些基因在兔子的免疫系統(tǒng)中起著關(guān)鍵作用，其中一些突變能預(yù)警病毒的入侵，另一些突變則能減輕病毒對機體的傷害。
病毒是由一堆發(fā)出復(fù)制指令的基因和由此合成的蛋白質(zhì)組成的，基因的復(fù)制過程就像手寫信件一樣，容易出現(xiàn)拼寫錯誤，也就是基因突變?；蛲蛔兪菦]有方向的隨機變化，病毒并不能選擇朝著毒性減弱的方向變化，事實上，有時候其毒性反而可能增強。
1918年至1919年期間，一場可怕的災(zāi)難降臨到了人間，共有5億人表現(xiàn)出了程度不一的不適癥狀（當(dāng)時世界人口約17億人），包括頭痛、發(fā)燒、食欲變差、肌肉痛和咳血等，短短的兩年間，至少有2500萬人因此死去（甚至有可能上億人），比在這期間爆發(fā)的一戰(zhàn)的死亡人數(shù)多得多。這就是歷史上悲慘的“西班牙流感”。在瘋狂的爆發(fā)后，由于一些未知的原因，災(zāi)難忽然消失了，人們雖然心有余悸，但還是漸漸緩了過來。
此后，人們一直沒放棄追尋災(zāi)難的源頭。1933年，科學(xué)家分離出了人類流感病毒，人們這才知道，所謂災(zāi)難其實是一場由病毒引起的疫情;1997年，美國病理學(xué)家陶本伯杰通過對比分析引起疫情的病毒的RNA片斷，認(rèn)為罪魁禍?zhǔn)灼鋵嵤侨祟惲鞲胁《?2001年，澳大利亞的科學(xué)家重構(gòu)了這種病毒，發(fā)現(xiàn)該病毒基因的前部和后部是人類流感病毒的編碼，而在基因的中段則是豬流感病毒的編碼，認(rèn)為病毒應(yīng)該是人類流感病毒和豬流感病毒的雜合體。
流感病毒的恐怖，在于它們能“雜交”。流行性感冒病毒傳播于鳥類、哺乳動物之間，每一次傳播都可能出現(xiàn)突變，而最恐怖的變化常常源自于禽流感、豬流感之間的“雜交”。二者可能會交換抗原，從而獲得更強的殺傷力、抗藥性。一般情況下，流感病毒并不會致命，但當(dāng)兩種病毒雜交成為一種新病毒時，人們從未遭遇過新病毒，沒有相應(yīng)的抵抗力，新的流感病毒就會奪走人們的生命。
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即使病毒不發(fā)生突變，病毒毒性不發(fā)生任何改變，也幾乎不會影響它的存在，譬如狂犬病病毒。
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