新冠病毒、流感病毒、埃博拉病毒……病毒太可怕了!能不能和病毒交朋友,讓它們幫助人類做事呢?
已經(jīng)有一群人專門和病毒交朋友了,讓我們?nèi)タ纯此麄冏尣《咀隽耸裁垂ぷ靼伞?/p>
病毒當(dāng)“運貨卡車”
科學(xué)家在研究病毒的過程中,發(fā)現(xiàn)可以把病毒改造成“運貨卡車”,用來進(jìn)行科學(xué)研究。
病毒“送貨卡車”送的“貨物”是什么呢?就是基因。在研究某個基因時,科學(xué)家會把這個基因轉(zhuǎn)移到細(xì)胞里,看看有了這個基因之后,細(xì)胞會發(fā)生什么變化。已經(jīng)有很多種方法把基因送進(jìn)細(xì)胞里,如高壓電擊、通過陽離子試劑、采用脂質(zhì)體等,除此之外,還有一種高效的運送方法,就是利用病毒。具體做法是先在病毒中導(dǎo)入一段基因,然后用這種病毒去感染細(xì)胞,這樣一來,基因就被送進(jìn)細(xì)胞里了。
病毒做“導(dǎo)航員”
病毒還能進(jìn)入我們的大腦里,成為“導(dǎo)航員”。
人類大腦中有數(shù)千億個的神經(jīng)元,神經(jīng)元通過相互連接,形成了高度復(fù)雜的龐大網(wǎng)絡(luò),并進(jìn)而控制我們的所有行動。而病毒可以幫我們“看”到特定的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
有些病毒可以感染神經(jīng)系統(tǒng)。科學(xué)家把它們送進(jìn)大腦,它們就會侵入神經(jīng)細(xì)胞,并以此為據(jù)點復(fù)制擴增,然后這些新產(chǎn)生的病毒就能沿著神經(jīng)細(xì)胞之間的連接一步步傳播下去,就像導(dǎo)航員一樣,標(biāo)記神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的狀況,科學(xué)家可以據(jù)此研究大腦情況。
病毒來“防疫”
病毒可以讓人生病,還能參與防疫。
在新冠肺炎流行期間,我們都注射了疫苗。疫苗其實就是由病毒制成的,只不過這種病毒的毒性特別低,或者是死去的病毒。將疫苗注射進(jìn)人體,人體免疫系統(tǒng)通過“交戰(zhàn)”,可以“鍛煉”自身。之后一旦毒性高的病毒侵入,免疫系統(tǒng)就能第一時間武裝起來對抗了。
大家一定聽說過超級細(xì)菌,也就是能夠抵抗抗生素、變得“百毒不侵”、具有耐藥性的細(xì)菌。有一種病毒可以對付超級細(xì)菌,那就是噬菌體。顧名思義,噬菌體就是專門吃細(xì)菌的病毒。利用噬菌體對抗超級細(xì)菌的治療方法,叫做噬菌體療法。
病毒治癌癥
癌癥是由不受控制、過度生長的腫瘤細(xì)胞導(dǎo)致的,如果能找到一種只感染腫瘤細(xì)胞的病毒,讓它在腫瘤細(xì)胞里生長,而不影響周圍的正常細(xì)胞,就有可能控制甚至殺死腫瘤細(xì)胞。
科學(xué)家找到了溶瘤病毒,它們可以殺死腫瘤細(xì)胞。不過,如何讓溶瘤病毒只殺死腫瘤細(xì)胞卻不傷害正常細(xì)胞,仍然是難點。
病毒成為納米“外殼”
納米材料是科學(xué)研究的熱點領(lǐng)域,很多常見物質(zhì)被加工到納米尺度后,會產(chǎn)生很多新特性,獲得新用途。
病毒的大小一般在幾十到幾百納米之間,于是有的科學(xué)家就想到,能不能利用病毒來進(jìn)行納米研究呢?答案是肯定的。有些研究者嘗試把病毒“掏空”,僅保留外殼,作為容器把藥物放進(jìn)去,做成納米藥物。這種納米藥物能夠更好地在組織里擴散,更容易被人體吸收,治療效果也更好。
還有人嘗試把長管狀的病毒作為支架,用來生產(chǎn)納米管,也取得了一定的成果。
病毒來防蟲
為了對付病蟲害,農(nóng)民們往往要噴灑很多農(nóng)藥,這不僅會造成環(huán)境污染,還會誤傷益蟲,時間長了害蟲還可能產(chǎn)生抗藥性。利用病毒來防治病蟲害,是一種非常高效的方法。
很多地方已經(jīng)開始推廣使用核型多角體病毒作為殺蟲劑,它可以防治幾十種鱗翅目害蟲,比如小菜蛾、地老虎、甜菜夜蛾、棉鈴蟲、煙青蟲、甘藍(lán)夜蛾、粘蟲等。這種病毒只感染害蟲不感染人類,因此非常安全。
病毒防水華
病毒還可以用于防治水華。水華是因為水體富營養(yǎng)化,導(dǎo)致的藍(lán)藻等藻類大量爆發(fā)性生長的現(xiàn)象??梢岳锰囟ǖ牟《?,比如藍(lán)藻病毒或小球藻病毒等來消滅這些過度生長的藻類,從而治理水華。不過,這種病毒防治的方法還沒有大規(guī)模使用,仍需要評估治理效果和對環(huán)境的影響。
病毒當(dāng)“醫(yī)生”
前面說了,病毒可以當(dāng)“運貨卡車”把基因送進(jìn)細(xì)胞里,那么,假如細(xì)胞里的某個基因出了問題,自然也可以利用病毒“卡車”把正確的基因換進(jìn)去。病毒就像個微型醫(yī)生,能幫人類治病,這種治療方法就是基因治療。
當(dāng)然,用于基因治療的病毒經(jīng)過了大刀闊斧的改造,不能引發(fā)疾病,只有這樣才能安全治病而不致病。引發(fā)艾滋病的免疫缺陷病毒(HIV)、引發(fā)肺炎的腺病毒等,都是目前基因治療的研究熱點,已經(jīng)有幾種病毒藥物得到批準(zhǔn)用于臨床治療了。
病毒做防腐劑
前面介紹了,噬菌體是專門感染細(xì)菌的病毒。食物腐敗主要是因為細(xì)菌大量繁殖,因此可以用噬菌體去防止食物腐敗變質(zhì),這叫做噬菌體防腐技術(shù)。某一種噬菌體只能針對特定的細(xì)菌,在需要殺滅特定細(xì)菌的場合很有用。在工業(yè)生產(chǎn)時,因為感染的細(xì)菌種類較多,因此需要將不同噬菌體組合成混合試劑來使用。
目前在一些國家,噬菌體防腐技術(shù)已經(jīng)合法商用了,它的安全性是有保證的。