瑪麗蓮·魯辛克
提到“病毒”一詞,總讓人聯(lián)想到無形陰影帶來的死亡恐怖。
人們腦海中可能浮想起這些印象。穿戴全身防護(hù)服的醫(yī)護(hù)人員,正在抗擊致命的埃博拉病毒。每隔一些年就會出現(xiàn)流感大暴發(fā),發(fā)生在約100年前的西班牙大流感曾造成全世界約5億人感染,2000多萬人死亡;2019—2020年流感季,美國估計(jì)已有至少2900萬例流感病例……
2003年SARS(嚴(yán)重急性呼吸綜合征)的記憶還歷歷在目,2020年新型冠狀病毒肺炎給我們的生產(chǎn)和生活造成的影響還在繼續(xù)。
這些人類疾病都是由病毒導(dǎo)致的,但是,致病在病毒的故事中只占很小的一部分。實(shí)際上病毒會感染所有的生物,并不僅僅是人類。而且,很多病毒實(shí)際上根本不致病。
一、你以為你知道什么是病毒,實(shí)際上病毒很難定義
病毒,在我們?nèi)粘I钪兴坪跻彩且粋€(gè)司空見慣的概念,但如果讓病毒學(xué)家說來,“病毒”本身根本并不那么好定義。
在過去100多年里,病毒學(xué)家一直在思考如何給病毒下一個(gè)滴水不漏的定義。但是,每次當(dāng)他們覺得可能找到了適合的定義的時(shí)候,總有新發(fā)現(xiàn)的病毒不符合這個(gè)定義。
在牛津詞典里,病毒的定義是“一個(gè)通常由蛋白質(zhì)和包裹在其中的核酸組成的病原體,非常小,以至于在光學(xué)顯微鏡下看不到,只有在活的宿主細(xì)胞中才能繁殖”。
這個(gè)定義實(shí)際上也存在不少漏洞。比如,“非常小,以至于在光學(xué)顯微鏡下看不到”,但有些病毒大到在普通的光學(xué)顯微鏡下就能看到,典型的如發(fā)現(xiàn)于阿米巴原蟲體內(nèi)的巨大病毒。再比如,“只有在活的宿主細(xì)胞中才能繁殖”,這個(gè)特性并不排他,有些細(xì)菌也只能在活的宿主細(xì)胞中才能繁殖。
病毒就像一個(gè)狡猾的對象,每當(dāng)我們對病毒的了解更深一步時(shí),病毒的定義就得發(fā)生變化。
二、病毒只感染人類和動植物嗎?病毒瘋狂起來連自己都感染
說起有哪些病毒,大家可能歷歷數(shù)來:SARS病毒、MERS(中東呼吸窘迫綜合征)病毒、埃博拉病毒、狂犬病毒、天花病毒、艾滋病毒……這些病毒基本都是和人類疾病相關(guān)。
然而,實(shí)際上只有極少數(shù)的病毒,會把人類當(dāng)作自己唯一的宿主,如天花病毒,以及小兒麻痹癥的“元兇”——脊髓灰質(zhì)炎病毒。病毒能感染所有的生命形式,除了動植物,它還感染細(xì)菌、古菌,甚至病毒自身。
有些病毒僅感染野生動物及家養(yǎng)動物。比如在家貓及野貓中,存在一種可以導(dǎo)致貓罹患血癌的病毒——貓白血病病毒。被這種病毒感染的貓出現(xiàn)的癥狀非常多變:有些貓可能完全沒有癥狀,也有很多貓被感染后,一開始的癥狀是嗜睡和輕微發(fā)熱。這種病毒在歐洲和北美的患病率約為3%~4%,但在泰國則高達(dá)25%。
有些病毒的宿主是植物。比如,最早發(fā)現(xiàn)于斐濟(jì)、進(jìn)而傳播到全世界香蕉束頂病毒。它由蚜蟲傳播,也隨被感染植物的移動傳播,對全球香蕉產(chǎn)業(yè)造成巨大威脅。又如,最早發(fā)現(xiàn)于巴西,被稱為tristeza(葡萄牙語中意為“悲傷”)的柑橘衰退病毒,這種病毒在全世界造成了大約1億株柑橘樹的死亡。再比如我們常吃的馬鈴薯,它實(shí)際上是一種非常愛招惹病毒的作物。馬鈴薯的克星——馬鈴薯Y病毒,是馬鈴薯Y 病毒科的第一個(gè)成員,該科就是根據(jù)這個(gè)病毒命名的,目前已經(jīng)有幾百種不同的病毒被發(fā)現(xiàn)。
病毒能感染所有的生命形式,包括細(xì)菌、古菌,甚至病毒自身!幾年前發(fā)現(xiàn)的一種擬菌病毒,可以被自己的病毒感染。擬菌病毒的意思即“模擬細(xì)菌”,它們的基因組與細(xì)菌的基因組相當(dāng)、甚至更大。這種可以被自己的病毒所感染的擬菌病毒,是一種小的DNA病毒,依賴擬菌病毒來復(fù)制,被稱為“媽媽病毒”,而感染它的病毒,被稱為“人造衛(wèi)星”,類似于衛(wèi)星的特性。
三、病毒和宿主其實(shí)是“相愛相殺”
病毒無處不在,且數(shù)量驚人,每毫升海水中有大約1000萬個(gè)病毒粒子。
如果認(rèn)為這無處不在的病毒僅僅與致病有關(guān),那是對病毒的巨大誤解。實(shí)際上,把VIRUS翻譯成“病毒”是一個(gè)極大的誤會,因?yàn)楹芏郪IRUS不但沒有“毒”,而且有益于人類和其他生物。
病毒與其宿主之間實(shí)際上存在非常微妙的生態(tài)平衡。很多病毒是不致病的,絕大多數(shù)病毒可能與其宿主共生,也就是說,它們從宿主那里獲得所需要的,但并不給宿主帶來危害。有些病毒與宿主是互利的,它們給宿主帶來生存所需的好處,同時(shí)也從宿主身上獲利。
美國黃石國家公園中的地?zé)嵬寥?,本不利于植物生長;但是,在真菌以及寄生在真菌中的病毒的幫助下,植物能在比通??梢阅褪艿母叩枚嗟耐寥罍囟认麓婊?。
例如,老鼠攜帶有多種皰疹病毒,這些病毒可能有助于老鼠抵御細(xì)菌感染,包括鼠疫。一個(gè)更奇特的例子是一種真菌病毒,這種真菌寄生在植物體內(nèi),如果離開了病毒,無論是真菌還是植物,都不可能在美國黃石國家公園的地?zé)嵬寥乐猩L。有些寄生蜂的卵,離開了病毒就不能發(fā)育;另外一種植物病毒,當(dāng)蚜蟲取食的植物上過于擁擠的時(shí)候,能讓蚜蟲長出翅膀。
事實(shí)上,引起疾病,對病毒而言,就像對其宿主而言一樣,是不受歡迎的。病毒在一個(gè)生病的宿主體內(nèi),可能沒有在一個(gè)健康的宿主體內(nèi)復(fù)制得好,尤其是當(dāng)生病的宿主不能與其他潛在的宿主進(jìn)行交際時(shí)。如果病毒在傳播之前,就導(dǎo)致了宿主的死亡,這對病毒而言,就像對宿主一樣是不利的。
四、這種人類病毒,全球90%的人身上都攜帶
嚴(yán)重的疾病或死亡說明病毒與宿主的關(guān)系尚處于相互博弈的初期階段。隨著時(shí)間的推移,病毒一般會進(jìn)化得不那么致命。
有一種奇特的病毒,90%的人都攜帶,卻不引起任何疾病,它就是細(xì)環(huán)病毒。1997年,該病毒首次發(fā)現(xiàn)于一名日本肝炎患者體內(nèi),卻從未被證實(shí)與任何疾病相關(guān)。研究結(jié)果顯示,這是一種遍布世界各地,并感染各年齡段人群的病毒。是否攜帶病毒,與年齡、性別或者個(gè)人疾病史沒有顯著關(guān)聯(lián)。
但是,人體內(nèi)的細(xì)環(huán)病毒含量,與人們免疫系統(tǒng)的抑制水平之間存在相關(guān)性:在免疫抑制人體內(nèi),病毒的載量較高。因此,這種病毒可以作為免疫抑制的標(biāo)志物。比如說,接受器官移植的病人,需要用藥物抑制病人的免疫系統(tǒng),以減少排異反應(yīng)。此時(shí),細(xì)環(huán)病毒就像一個(gè)靈敏的檢測器,可以用來檢測藥物的有效性。
人類與病毒之間存在各種恩恩怨怨。當(dāng)你了解了病毒,你會知道,如果沒有病毒,就不會有人類,也不會有其他物種。