病毒是地球上最小、結(jié)構(gòu)最簡單的生命了。它的直徑只有20-300納米,用電子顯微鏡才能看得到。它沒有細胞結(jié)構(gòu),僅由遺傳物質(zhì)核酸和蛋白質(zhì)外殼兩部分組成,因此它不能獨立進行新陳代謝,只能寄生在宿主細胞內(nèi)。在一些專家眼里,病毒連究竟算不算生物都存在爭議,專家將它稱為“生命邊緣的有機體”。
與其他生命形式一樣,病毒最重要的就是生存和繁殖,將自己的基因傳遞下去。如果一種病毒不能成功復(fù)制自己的基因,就算它再厲害也注定只是曇花一現(xiàn),很快就會被自然選擇淘汰。因此,病毒存在的終極目標(biāo),就是傳播基因。
病毒
為了實現(xiàn)這一終極目標(biāo),病毒的生命里就兩件事可做。一是傳播:病毒進入宿主細胞。二是增殖:病毒借用宿主細胞的能量,將自己的核酸復(fù)制,合成蛋白質(zhì)外殼,組裝成新的病毒,繼續(xù)傳播。
傳播能力越強越好
因此,一種病毒要想獲得成功,它的傳播能力要足夠強。比如說人類免疫缺陷病毒,即艾滋病毒,能感染人體免疫細胞,使人體免疫系統(tǒng)癱瘓,最終死于繼發(fā)性的細菌感染或惡性腫瘤。艾滋病毒最初存在于野生靈長動物體內(nèi),20世紀(jì)初因西非有人食用黑猩猩而感染,從此就在人與人之間傳播。
自1980年首次確診以來,艾滋病毒已經(jīng)導(dǎo)致3200多萬人死亡。但由于該病毒感染條件比較苛刻,只有性傳播、體液傳播和母嬰傳播三個途徑,無法通過一般的非性接觸感染。因此,該病毒在非洲之外的傳播一直受到限制,算不上是非常成功的病毒。
病毒
一種病毒要想獲得更多增殖機會,能感染的宿主范圍要足夠廣。例如,狂犬病毒可感染人類以及狗、貓、蝙蝠等多種野獸,艾滋病毒也是跨越了種間屏障,從非洲綠猴、白領(lǐng)白眉猴和黑猩猩體內(nèi)進入人體。
這里有個相反的例子是天花病毒。這種病毒非??膳拢瑤浊陙硪恢眹乐赝{人類的生存。這病毒的生存力和感染性都極強,能在體外存活一年多。在古代是無藥可救的,死亡率約為30%,在它流行的最后100年里殺死了五億人。上至達官貴人、下至貧苦百姓,得了這病只能自求多福,據(jù)記載,清順治皇帝就死于天花,而康熙皇帝小時候也得過天花,僥幸活了下來。
然而,這種可怕的病毒卻在1980年被人類消滅了,這主要應(yīng)該歸功于愛德華·琴納醫(yī)生在1798年發(fā)明的天花疫苗,但該病毒的先天缺陷也是它能被人類消滅的重要原因。這種病毒比較保守,不容易變異,它只有兩個種——大天花病毒和小天花病毒,很容易被疫苗針對。
愛德華·琴納
而且,它的唯一宿主是人類,人類患病情況比野生動物容易掌握得多,也好管理得多,只要所有人都接種了疫苗,天花病毒就無處可逃了。現(xiàn)在,只有美國、俄羅斯等國的實驗室里仍保存著天花病毒。一種病毒混到只能存在于實驗室這份上,也是混得夠失敗了。
說到這,就不得不說我們?nèi)粘V凶畛R姷牟《?mdash;—流感病毒了,人類至今拿它沒辦法。流感病毒主要有甲、乙、丙三大類型,每種類型又分眾多亞型,這類病毒非常容易發(fā)生變異,很難研制出針對性的疫苗。而且,它們跨物種傳播能力特別強,是少數(shù)幾類可以跨綱(鳥和哺乳動物)傳播的病毒之一。一些野生動物的流感病毒傳染到人身上,有時會引發(fā)流感的大爆發(fā),如禽流感。
接種疫苗
毒性越弱越好
有些惡性病毒一旦感染,其所表達出的有害蛋白質(zhì)就會引發(fā)細胞病變作用,導(dǎo)致細胞裂解或凋亡。然而,絕大多數(shù)病毒并不想傷害宿主細胞,它們更愿意與宿主細胞和平共存。很多情況下不是病毒想殺死宿主,而是宿主的免疫系統(tǒng)容不下病毒,斗得兩敗俱傷。免疫系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)游離病毒核酸后會啟動劇烈的炎癥反應(yīng),傷及大量攜帶病毒的自身細胞,最后在免疫系統(tǒng)精疲力盡的時候發(fā)生繼發(fā)性細菌感染,要了宿主的命。
拿此次流行的新型冠狀病毒來說,它在蝙蝠體內(nèi)就與蝙蝠實現(xiàn)了和平共存。蝙蝠對這些病毒的炎癥反應(yīng)比較弱,既能抑制病毒,又不會傷及自身。同時,蝙蝠能產(chǎn)生強大的干擾素,令病毒對它無可奈何。而人體免疫系統(tǒng)對這種陌生的病毒會產(chǎn)生過度炎癥反應(yīng),引起肺炎甚至死亡。
蝙蝠
有一類病毒被稱為內(nèi)源性病毒,它們不是體外感染的,而是早就整合到宿主細胞的基因組內(nèi),隨著宿主細胞復(fù)制而復(fù)制。生物體內(nèi)都有很多這樣的病毒,這類病毒在細胞內(nèi)只有核酸而沒有蛋白質(zhì)外殼,我們稱之為原病毒。只有原病毒一直保持沉默狀態(tài),是不會對細胞造成危害的。宿主細胞也完全無視了它們,允許它們隨著復(fù)制,還會遺傳給下一代。
一種病毒如果毒性太強,導(dǎo)致宿主很快死亡,會它的好日子也就到頭了。因此,那些傳播能力很強而毒性很弱的病毒才能實現(xiàn)它的終極目標(biāo)。從這一角度來講,那些已經(jīng)成功植入宿主基因組的內(nèi)源性病毒才是最成功的,它們能最大限度地傳播自己的基因。
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