是敌是友?
——关于病毒,你需要知道得更多

2024-03-31 09:25奇异大叔
小学生时代 2024年2期
关键词:天花噬菌体科学家

□奇异大叔

说到病毒,大多数人都会吓得不行,唯恐这看不见摸不着的小东西和自己沾上一丝边儿。可不,肆虐全球的新冠病毒,造成了那么多人的痛苦,“阳”了的感觉,实在是太难受啦。虽然现在新冠疫情已得到有效控制,可还有流感病毒等会对人的健康造成伤害。病毒在某个角落里潜伏着,像毒蛇一样随时可能咬你一口,好可怕!你大概特别希望有一种方法,能一下子把世界上的病毒清除干净,从此天下太平。

病毒=威胁+伤害,清除病毒=一劳永逸,这事儿真那么简单吗?

无所不在的病毒

在距离墨西哥奇瓦瓦州东南80 千米的沙漠里,人们偶然发现了一个与世隔绝已经2600 余万年,没有任何肉眼可见生物的水晶洞,可即使在这样的地方,科学家依然发现洞中水池的每滴水里约有2 亿个病毒!

从深深的地下到撒哈拉沙漠的沙里,再到南极冰盖之下,新发现的病毒无处不在,数量极其庞大。而且它们可以通过劫持其他生命体来壮大族群,把宿主细胞变成帮自己复制的“代工厂”。一粒病毒进入一个细胞,一天之内,就可能变出上千个分身。

科学家曾经以为,海水里除了来自陆地污水中,且很快就会自我消亡的病毒外,通常是不会有什么病毒的,但实际情况却令人震惊。研究结果表明,每升海水中平均含有多达1000 亿个病毒!据科学家测算,在海洋中,病毒的数量是其他所有海洋居民加起来总量的约15 倍,如果你把海洋中所有病毒挨个儿排成一排,会延长到4200 万光年之外(1 光年约等于9.46 万亿千米)!你大概以为健康人的体内没有病毒,但科学家发现的事实是,仅健康人的肺里,就平均驻扎了174 种病毒,其中约90%是完全陌生的,我们每个人每时每刻都与数以亿计的病毒“同呼吸,共命运”。

既然病毒无所不在,而数十亿年来海洋和地球生态圈都生机勃勃,孕育了无数生命,我们人类也没有被病毒消灭,那就应该重新琢磨一下我们与病毒的关系。

亦敌亦友的病毒

病毒在很多时候确实是个大麻烦。

大家所熟悉的普通感冒、流感的传染致病机制,其实和我们闻之色变的新冠病毒感染非常相似,都是相关病毒通过飞沫、体液、接触等途径迅速扩散,巧妙地骗过人体的免疫系统进入人体细胞后,一边无限“克隆”自己,一边侵害各种组织。而人体细胞在遭感染的同时会释放海量促炎因子,使人体产生炎性反应,正是自身免疫系统的“奋勇抵抗”,让我们感觉糟糕透了。

让我们患上普通感冒的罪魁祸首是鼻病毒。直到今天,人类还没有一种能真正对付变化多端的鼻病毒的疫苗或特效药。至于会引起更严重症状的流感,更是不断带给全球阶段性的大灾难。世界卫生组织估计,每年流感会影响到全球5%至10%的成人及20%至30%的孩子,每年约有25 万至50 万人被流感夺去生命。

那些“大魔王”病毒,比如具有极高死亡率的埃博拉病毒、引起“中东呼吸综合征”的MERS 病毒、能通过鸟类和蚊子传播的西尼罗河病毒、已成为全球性灾难的艾滋病毒等,更是像一个个人类进化途中的噩梦,给无数人带来恐惧的阴影。

可正如生活中“敌人”和“朋友”的角色有时会有意想不到的反转,病毒与人类的关系亦是如此。还是拿引起普通感冒的鼻病毒举例,感染鼻病毒可以训练我们的免疫系统,使之不会轻易产生炎性反应,在需要时才攻击真正的敌人。医学实践证据显示,小时候常得感冒的孩子,长大后因为免疫系统失调,引起过敏、克罗恩病等疾病的概率反倒会减小。

海洋病毒虽然数量庞大,但绝大多数是以海洋中的细菌和其他单细胞微生物为目标的噬菌体。它们每天能杀死海洋中15%至40%的细菌,彪悍的战斗能力可帮了我们人类大忙。例如,当经水传播的霍乱弧菌暴发,导致霍乱流行时,噬菌体也跟着大肆繁殖,而弧菌繁殖的速度可没有被噬菌体杀死的速度快,霍乱的流行也因此平息。

制止霍乱爆发对于海洋病毒来说只是顺带操作。海洋病毒与我们人类真正息息相关的是它们自身多达一百余万种的基因库。

科学研究显示,随时可能将宿主基因转移到“下家”的海洋病毒每年都会在不同的宿主之间传递数量极其庞大的基因。比如能大量释放氧气的海洋聚球藻,体内的光合作用基因就来自病毒。据估算,地球上10%的光合作用都是由病毒基因开展的,也就是说,你每呼吸十次,就有一口气是病毒的“礼物”。

可以说,正是海洋病毒和微生物的亿万年角力,造就了适宜人类和其他生命生存的地球环境,造就了所有动物、植物或微生物的进化和多样性,甚至我们人类基因组里面就有大量病毒基因的痕迹。科学研究发现,我们每个人的基因组中携带了近十万个内源性逆转录病毒的DNA 片段,占到人类DNA 总量的8%。举个例子,要是没有一种名为HERV-W 的病毒,人类就不会有产生胎盘的合胞素蛋白,我们甚至都没法出生!

围剿+驯服,一样都不能少

对于那些真正祸害世界的病毒,人类从未停止过围剿。

在人类历史上,死于天花的人可能比地球上任何其他疾病杀死的人都多。大约在公元900 年,中国医生发明了用天花患者伤疤上的脓液或痂做成人痘,为健康人接种,让接种者对天花免疫的方法;18 世纪末,英国医生埃德华·詹纳用牛痘制造了天花疫苗;1977 年,埃塞俄比亚记录了世界上最后一例天花病例。人类花了3000 年,完成了在自然界中完全消灭天花病毒的壮举。

浙江长兴县疾控中心组织学生体验疫苗接种

2019 年12 月,由新型冠状病毒感染的肺炎病例首次被发现;2020 年1 月3日,中国疾病预防控制中心发表新冠病毒基因组序列,世界卫生组织据此发布了病毒的核酸检测指南,用于新冠肺炎诊断;2021 年6 月,获批上市或紧急使用的新冠疫苗达16 款,疫苗最大产能超150 亿剂;2023 年5 月5 日,新冠肺炎疫情爆发3年多后,世卫组织宣布新冠疫情不再构成“国际关注的突发公共卫生事件”。

人类围剿病毒的战斗进程大大加快,这得益于在跟天花的战斗中学会的疫苗制造技术,更有赖于对生物体中的遗传物质进行测序的方法。通过对病毒基因组进行测序,有了对病毒本质的更深入了解,公共卫生工作人员就能建立起快速追踪病毒爆发的全球监测系统,普通人也能拥有便捷、廉价的检测手段,在局部疫情爆发后迅速找到源头并扑灭,哪怕病毒变异也难以逃脱;科学家才能发明更有效的疫苗和更有针对性的特效药,让人体细胞能迅速识别并果断消灭病毒,同时阻断其复制繁衍的一切途径。

除了围剿,人类也在尝试驯服病毒。病原性细菌是导致很多恶性传染病的罪魁祸首,早在上世纪初,就有医生发现了噬菌体病毒能杀死细菌的现象。事实上,每天噬菌体都在我们体内杀死大量细菌,而这个自然过程也并没有给我们的健康带来任何损害。科学家认为,噬菌体杀菌针对性明显,而要是把多种噬菌体混合在一起,还能同时杀灭多种细菌。目前,这种“鸡尾酒”噬菌体疗法已经在很多临床实践中获得了成功。更有意思的是,噬菌体在自我复制的同时会不断演化,突破细菌的抗性,这可比越来越赶不上细菌抗性变化的抗生素厉害多啦。同时,科学家还设法改造噬菌体的遗传特性,使其获得对付细菌的新方法。未来,用病毒治疗由细菌感染的疾病,也许会成为一种较为常见的方式。

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