02.25 病毒的邏輯:我不想殺死你!(極簡科普)

文丨奎哥說(公號同名)

病毒的邏輯:我不想殺死你!(極簡科普)

著名生物學家和暢銷書作家理查德·道金斯在他的著作《自私的基因》指出,自然選擇的基本單位不是物種,也不是種群或者群體,而是作為遺傳物質的基本單位,即基因。任何生物群體或者種群都隨時處在動態的變化中,只有基因是穩定的,並通過“複製”或“拷貝”的形式永恆的存在,生存和繁殖是生命體最重要的需求。

一、病毒侵入:欺騙並奪取宿主細胞指揮權

病毒存在於地球數十億年了,直到今天,它們還不是一種細胞生命形態。病毒結構簡單,沒有細胞,只有一個核酸長鏈(DNA或RNA)和簡陋的蛋白質外殼構成,比細菌要小很多很多。病毒只能寄宿在別的生物體細胞裡,才能活下去,“宿主”細胞是病毒存活和繁衍的基礎。

當一個病毒來到宿主細胞附近的時候,它所面對的第一個問題就是怎麼穿越細胞膜。病毒雖然結構簡單,但入侵機制卻極為完善。在病毒的表面通常會有一些細小的凸起,而在這些凸起上存在著一種叫做神經酸氨酶的物質,藉助於這種物質,病毒的外殼膜會和細胞膜發生融合,相當於把病毒和細胞相互連通,然後病毒的核心,也就是RNA就會在核蛋白的包裹下順利進入到細胞內部了。

病毒的邏輯:我不想殺死你!(極簡科普)

在細胞內部,核蛋白會逐漸溶解,只剩下核心的遺傳物質RNA,迅速向宿主細胞核靠近,細胞核並非完全裸露的,它也是有核膜保護的,病毒RNA會通過欺騙取得細胞核膜的信任,然後堂而皇之進入到細胞核之中。

細胞核內是宿主細胞的遺傳物質DNA,整個細胞的正常運作都是為DNA服務,並受DNA的指揮。病毒成功入侵進入宿主細胞核後,相當於劫持了細胞的指揮中樞,並獲得細胞的指揮權。

來到細胞核中的病毒RNA會根據自身序列進行互補配對,生成相應的DNA,這個過程被稱為逆轉錄,完成逆轉錄的病毒遺傳物質也就完全擁有了細胞的指揮權。從此,細胞內的所有細胞器,如內質網、線粒體、高爾基體、核糖體等等都會對病毒聽之任之,接受病毒的指揮,奪取了指揮權的病毒接下來就要準備開始繁衍自己的後代了。

二、病毒的生存:快速複製

適者生存,這是自然進化法則。病毒的生存邏輯十分簡單,就是“複製和傳播”。病毒進入宿主細胞,在奪取了細胞指揮權後,指揮細胞開足馬力、全力運作,大量的新病毒就能被複制生產出來了。

病毒的生產複製大概四個步驟:

第一步,病毒複製合成核心遺傳物質,也就是RNA;

第二步,病毒指揮細胞內的核糖體合成自身所需的蛋白質;

第三步,指揮內質網和高爾基體對已經合成的蛋白質進行摺疊,形成殼蛋白;

第四步,將複製合成的RNA和病毒殼蛋白進行組裝。

經過這四步,新的病毒就源源不斷的生產出來了,一個入侵病毒一天時間能複製1000個自己。複製出來的新的病毒向細胞的邊緣移動,來到細胞膜的邊,慢慢地包裹上細胞膜的一部分作為自己的外衣,然後離開細胞。新的病毒再入侵其它細胞的時候,由於擁有和細胞相同的細胞膜,所以更具有欺騙性,入侵會變得更加順利,這是病毒相對溫柔的釋放方式。

新病毒的釋放還有一種簡單粗暴的方式。當病毒指揮細胞完成了大量的新病毒生產之後,會直接指揮細胞開始自我溶解,細胞溶解之後,大量病毒便直接被釋放了出來。這一方法簡單粗暴但富有效率,唯一的弊端是細胞自我溶解會引起免疫系統的注意,比如吞噬細胞會趕來查看情況,在察覺有異之後便會對病毒發起進攻。

於是病毒和防疫體系的戰鬥開始了。

三、病毒的傳播:製造一切機會

病毒找一個合適的“宿主”(感染者)十分不易,這個宿主傳給另一個宿主更不易。病毒在漫長的宿主選擇中,也找到了一些理想動物宿主,比如蝙蝠,晝伏夜出,喜歡居住在陰冷潮溼的地方,很多種病毒就寄生在它們身上。

人類的聰明和貪婪,極大地幫助了病毒的傳播。人類在食物鏈的最頂端,天上飛的、地上跑的、海里遊的、土裡長的,無一不進入人類食譜,這為病毒的傳播創造了很多渠道,讓病毒家族不斷壯大。

人類對病毒的認知還很有限。這次新冠病毒的宿主本是野生動物,當其宿主被大量獵殺,並對野生動物集體屠宰、在市場交易。野生動物市場上海陸空各類動物無所不有,不同的病毒可以在此碰面,病毒間不斷變異試錯,尋找進入人體的機會。

病毒的最終目的就是廣泛傳播,一旦侵入人體,就會通過各種方式改變宿主行為,如咳嗽、打噴嚏、腹瀉、皮膚瘡(皰疹),還有體液(如艾滋病)、咬人(狂犬病)等等,病毒隱藏其中,伺機傳播給其他人。

此次,新型冠狀病毒就是找到了侵入人類細胞的“萬能鑰匙”,侵入部分人體後,充分利用人們的聚集、共餐、接觸等活動,通過飛沫、觸碰等形式,迅速傳播開來。

四、病毒引發死亡:我不想殺死你!

病毒一般是不希望自己的宿主死去的,那樣它們就會同死亡宿主一起死去。很多時候病毒本身對人類機體危害不大,但人類機體非常高級,防禦機制很強大,對能識別的病毒比較溫和,牢牢控制並和平共處;一旦病毒變異且大量複製,讓人體免疫系統不能識別時,免疫系統會進行無區別(也無法區別,病毒就在細胞中)攻擊,最終造成兩敗俱傷。

引發死亡,不完全是病毒的功勞!目前還沒有特效抗新冠病毒藥物,並且病毒引發的大多是一種自愈性疾病,真正大量殺死新冠病毒的是人的免疫系統,但是過激的免疫反應和產生的大量超氧化物自由基也給機體細胞造成自傷,導致器官功能衰竭,形成危重症,甚至死亡。

所以,對抗病毒過程中,要注重抑制免疫系統過激反應和抗超氧化物自由基,保護機體自身。在治療過程中,機體細胞損傷和免疫力下降,會給細菌造成可乘之機,並引發細菌感染併發症。

過度治療也能引發死亡。藥物都是“雙刃劍”,一旦應用過度,會造成很多不良反應,甚至造成免疫系統功能紊亂或缺失,自己摧毀了自身的防禦陣地,並且惡性循環,給機體造成無法彌補的致命損傷。

五、病毒、人、地球都是命運共同體
世界上的病毒種類繁多,保守估計地球上的病毒種類可以以百萬計,不同的病毒的入侵、釋放的方式會有所不同,而每一種病毒所需要的宿主細胞也並不一樣,沒有任何一種病毒可以以所有細胞作為宿主,這就決定了什麼生物會感染什麼病毒,又會以何種方式感染。

新冠病毒雖然恐怖,但我們也要客觀認識病毒,很多病毒對人類進化是有益處的。病毒還有很多人類已認識或未認識的優點,地球上十分之一的光合作用是通過病毒的基因展開,十分之一的氧氣是病毒帶來的,地球上“生命”相輔相成,是命運共同體。

全球生命呈現“充滿病毒的DNA混沌”狀態,人類和病毒之間已經很難分清“我們”和“你們”。病毒沒可能留下化石,但他們早已在各類宿主的基因裡,記錄了自己40億年的歷史,如果有一天地球爆炸消失了,存活下去且使生命在新的星球上延續,最終再造高級智能生物,恐怕只有病毒有這個能力。

這次新冠病毒爆發告訴我們,敬畏自然,人類的路才能走的更遠!


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