《從菸草花葉到2019-nCoV,“病毒星球”告訴我們怎樣接受挑戰》


01

序言:

2020年初,一場突如其來的肺炎疫情襲擊了武漢,並席捲了整個中國。這次疫情肺炎病人的症狀是發熱、乾咳、逐漸出現呼吸困難,嚴重甚至死亡。

因為存在人傳人的現象,為了防止該病症的傳染,國人的2020年春節不得不在家宅著。

很快罪魁禍首就被確定,它就是2019-nCoV病毒(新型冠狀病毒)。

雖然其實早在1965年科學家Tyrrell和Bynoe從感冒者鼻腔沖洗液中分離出病毒粒子,這種病毒粒子在電子顯微鏡下呈皇冠狀,因此被命名為“冠狀病毒”。

此後幾十年冠狀病毒並沒有再進入人們的視線。直到2003年的SARS爆發,人們才重新認識了冠狀病毒。而相隔17年後,新型冠狀病毒2019-nCoV的爆發,讓人們對冠狀病毒又有了新的認識。


《從菸草花葉到2019-nCoV,“病毒星球”告訴我們怎樣接受挑戰》

新型冠狀病毒2019-nCoV病毒結構

新冠病毒的直徑在0.1微米左右,需要藉助電子顯微鏡才能看到其身影,但針對這次新冠病毒造成的疫情,截至目前專家暫時還沒有針對性的藥物治療方案。

據報道,一位鄭州市民聽信謠言,相信雙黃連能預防肺炎,於是走出家門,到藥店購買雙黃連,但過了幾天就出現身體不適的狀況,然後被確診患病。

可能會問病毒到底是一種什麼物質?類似病毒帶來的挑戰,我們是否就只能束手無策?

今天我們就利用耶魯大學教授卡爾*齊默最新初版的《病毒星球》、以及BBC拍攝的《病毒為何致命》為例來說明如何應對病毒發起挑戰。

《病毒星球》美國國家衛生院“病毒星球”計劃成果,是讓我們更好地瞭解病毒這個物種。


《從菸草花葉到2019-nCoV,“病毒星球”告訴我們怎樣接受挑戰》

病毒星球


02

什麼是病毒

根據維基百科的解釋,病毒是由一個核酸分子(DNA或RNA)與蛋白質構成的非細胞形態,為類生物,無法表現出生命現象,靠寄生生活在生命體及非生命體之間的有機物種。

人類發現病毒的過程:

人們發現並意識到病毒的存在僅有100多年的歷史。那是在19世紀晚期,一場病害席捲荷蘭的菸草,菸草農場顆粒無收。

1898年一位名叫馬丁努斯*拜耶林克的荷蘭微生物學家,採用前人的方法試圖找到菸草的病原體,一開始一無所獲。

但他並未就此止步,而是採用更精細的方法驗證了這是一種比細菌小得多的病原體讓菸草花葉染病的假設,並且還發現這種病原體只在分裂的細胞中複製。

他將這個病原體稱為“有傳染性的活液”,並將這種物質稱為“病毒”。但限於當時技術條件,拜耶林克沒有能看到這種菸草花葉病毒形態。

直到1931年,德國三位科學家藉助電子顯微鏡終於看到了菸草花葉病毒的形態,這是人類第一次看到病毒的真容。


《從菸草花葉到2019-nCoV,“病毒星球”告訴我們怎樣接受挑戰》

菸草花葉病毒


隨著技術不斷髮展,人類對病毒認知逐漸擴大,迄今為止已有超過5000種病毒得到鑑定。

曾經改寫過人類歷史的病毒:

讓我們來認識一下曾經長期伴隨人類,並改寫過人類歷史的病毒——天花病毒。


《從菸草花葉到2019-nCoV,“病毒星球”告訴我們怎樣接受挑戰》

天花病毒


據考古發現,早在3500年前古埃及的木乃伊上有患天花的印記。印度、希臘古文明中心也都曾領教過這個病毒威力。

據記載在1400年——1800年期間,歐洲至少有5億人死於天花。哥倫布到達新大陸以後,也把天花帶到美洲。天花殺死了90%的美洲土著印第安人,幫助西班牙人取得勝利。

在中國,天花還曾左右過皇位的傳承。清朝的順治皇帝有兩個兒子,一個叫玄燁,一個叫福全。這兩個孩子原本在順治皇帝心中分量都是差不多的,順治對皇位傳承很糾結。

這時有一位高人,叫湯若望,是一名來自歐洲的傳教士。

他給順治的建議是:玄燁在小時候出過天花,這一關他過去了。而福全沒有出過天花,是否能長大還存在疑問。順治聽從了他的建議,把皇位傳承給玄燁。玄燁就是後來的康熙大帝。

1977年索馬里最後一位天花患者是最後一個已知的自然病例,人類終於完全控制住了這個曾伴隨人類上千年的天花病毒。

看到這裡,是否會認為人類可以完全控制所有的病毒?


03

人類可以控制所有病毒嗎?

答案是不能。主要有三條理由:

A、 病毒分佈廣,數量大

上面介紹過,截止現在人類已對5000種病毒進行了鑑定。5000種,可能大家認為這是一個不小的數了,但這只是病毒冰山很小很小的一角。

首先病毒分佈很廣,從撒哈拉沙漠到馬裡亞納海溝,從被封閉了百萬年的水晶洞到外太空,都是病毒分佈空間。

但我們對病毒一直無感,這是因為病毒實在太小,不是我們通過凡胎肉眼就能觀察到,一定要藉助電子顯微鏡才能觀察到病毒的形態。

其次病毒數量驚人,大海是病毒數量最大的港灣。

“在半升海水中約有300億個病毒,病毒種類約有十萬個”——BBC《病毒為何致命》

“科學家們估計海洋中的病毒有1031個,這個數字實在太大。如果把海洋中的病毒按個排隊,排成一排,隊伍會超過4200萬光年。”——《病毒星球》

B、 病毒突變迅速

科學家研究發現,鼻病毒是普通感冒的元兇,鼻病毒的結構很簡單,每個病毒只有10個基因。按常理,很容易就能控制簡單的病毒。

但實際上,普通感冒直至今日,還是一個“不治之症”。主要是因為鼻病毒基因突變很快,就算人體能對某一類病毒產生抗體,但突變的另一類病毒仍能攻入人體。

高速的突變使得病毒更高效地錨定在宿主體內,並且能夠更好的傳播。

研究還發現,變異迅速的特徵,使得原來某種病毒只對某一種生物感染,經過變異以後,病毒可以跨物種傳遞。

這次爆發疫情的2019-nCoV冠狀病毒,就是一種跨物種的病毒類型。

C、 對病毒認識的侷限

迄今為止,人類對病毒的認識還不夠全面。例如病毒是否具有生命,與其他的生物的分界線是什麼?這些問題在生物界尚未達成共識。

2000年國際病毒分類委員會正式表示“病毒不是活的生物”,但幾年後,巨型病毒的新發現就使得這種說法不在適用,許多病毒學家公開質疑於這種說法。

需要對生物圈進一步的研究,才能更好理解病毒與其他生物的關係,也為如何防範惡性病毒侵犯人類做好基礎工作。

既然病毒數量多、分佈廣,變異還很迅速,同時人類對病毒的認識還有侷限,那是否有什麼方法應對病毒的挑戰呢?

04

如何應對病毒挑戰

如何應對病毒的挑戰,有以下幾點:

1、 深入研究,拓寬認知

經過100多年的研究,不僅認識了病毒這個物種,還逐步認識到某些病毒傳播規律、變異規律。

1953年詹姆斯*沃森和克里克發現了DNA結構,開啟了“分子生物學”全新的學科。利用分子生物學理論,人們逐步理解通常的病毒是怎樣攜帶少量的基因,在宿主體內複製變異的過程。

基因測序技術的興起,一方面人類認識自身更為有利,科學家宣稱人類的基因至少有8%帶有十萬種病毒基因。另一方面為人類可以從零組裝病毒,為進一步研究病毒創造條件。

只有不斷拓寬對病毒的認知,才能針對性地對威脅人類安全的惡性病毒構造可靠的防禦方案。

下面介紹的“疫苗接種,預防病毒”方法正是因為認識到病毒的特點,創造性地構造了防禦病毒的方案,從自然界中徹底消滅了一種伴隨人類千年的惡性病毒——天花。

2、 疫苗接種,預防病毒

最早在中國為了預防天花傳播,採用一種叫“人痘”的方式為健康人接種。具體操作是醫生在天花患者的傷疤上蹭一下,然後再接觸健康人的皮膚切口。

通常健康人的皮膚切口處會出現一個膿包,當膿包脫落以後,健康人的接種就完成了。一般“人痘”方式接種有2%死亡率,但比天花30%死亡率,風險小多了。

而現代天花疫苗接種方法是18世紀英國愛德華*詹妮發明的,這種方法更為安全。

詹妮聽到一個傳說:農場擠奶工從來不會受到天花病毒侵襲。

他很天才地發生聯想:是不是因為牛痘為擠奶工提供了保護?於是他做了一個實驗,從擠奶工的手上取到膿液,擠入男孩的手臂上,男孩的手臂上長出了幾個膿包。

幾周之後,讓男孩暴露在天花病毒前,結果男孩完全沒有受到天花的侵襲。

此後這種“種痘”方法傳播到世界各地。隨著疫苗的普及,天花受到遏制,終於在1977年終結了最後一例自然界的天花病例,這是人類迄今發現對付病毒最有效方法。

後來其他科學家採用這種思路培養了抵抗其他病毒的疫苗,例如牛瘟疫苗、脊髓灰質炎疫苗等等。

但疫苗接種的方法也不能對付所有的病毒,有些病毒在不同物種之間傳遞,並且高速變異。

人類做出針對性的病毒疫苗以後,原來的病毒已變異,生產出來的疫苗已不能針對性解決問題。我們還要“敬畏自然,摒棄陋習”

3、 敬畏自然,摒棄陋習

2013年一種可怕疫情在非洲出現,患病的人症狀是發燒並嘔吐,有的病人口鼻流血不止,70%的感染者會喪生。

2014年幾內亞醫療部門終於確認了這場疫情的罪魁禍首是埃博拉病毒,科學家們利用電子顯微鏡下看到了埃博拉病毒的形態。


《從菸草花葉到2019-nCoV,“病毒星球”告訴我們怎樣接受挑戰》

埃博拉病毒


科學家們後來發現埃博拉病毒其實是一種古老的病毒,曾寄生在各種哺乳動物中。對於一些物種例如蝙蝠,埃博拉病毒是無害的,而對另一種物種埃博拉病毒就顯示其猙獰的面目。

經過深入研究發現,人類可能是食用了被蝙蝠汙染的水果,或者食用了蝙蝠,當埃博拉病毒進入身體後迅速入侵免疫系統,病人就會猛烈腹瀉、失血直至失去生命。

無獨有偶2003年在國內爆發的“非典”疫情,經科學家研究確定,SARS病毒的原宿主是中華菊頭蝠,中間宿主是果子狸。

人在買賣果子狸的過程中,SARS病毒趁機進入人體,引起免疫系統反應,患者高燒不退,咳嗽不止,嚴重時出現低氧綜合症,嚴重缺氧,呼吸困難,直至喪生。

這又是一例,人類因無視自然規則,突破界限。在其他物種無害的病毒,將在人體身上施虐。近期國家將出臺政策,禁止野生動物的交易,相信政策的出臺能夠減少或避免因交易野生動物造成的潛在威脅。

除了做好防禦病毒的措施以外,我們同時還要意識到“病毒不可或缺”

4、 理解病毒不可或缺

病毒在生物圈很活躍,他們不斷把遺傳物質在種群之間搬運,為生物演化傳遞新的遺傳物質,對各類生命體進行了調節。病毒不僅僅作用各類生物,而且還改變環境。

科學家發現地球上10%的氧氣就是由病毒與細菌惠予的。

科學家還發現有一種病毒的基因能合成“合胞素”蛋白質。這種病毒蛋白幫助胚胎從母體血液吸取營養。這種病毒對人類的演化起著至關重要的作用。

“不經歷風雨怎麼見彩虹”這句話也可以用於人類與病毒的關係。

人類在未成年時期,感染相對毒性不大的病毒與細菌,讓身體免疫力提高,年長以後因免疫系統失調引起的大病概率相對會少很多。

另外例如人鼻病毒時常訓練我們的免疫系統,一些小刺激如感冒,免疫系統就不會太過敏感。免疫系統可以養精蓄銳,攻擊那些惡性病毒。

我們可以把感冒看成伴隨左右的夥伴。

理解了病毒在生態系統中不可或缺,我們必須“與病毒共進化”

5、 共同進化

病毒的出現,讓生命與非生命的界限不在涇渭分明。

既然我們知道,生物的演化離不開病毒。病毒在塑造生態系統,也被生態系統所塑造。

病毒(Virus)來自拉丁語,本身就兩面性,一方面是毀滅生命,另一方面創造生命。

人類不能完全離開病毒獨自生存,那麼 “共同進化”就是病毒與人類的最好選擇。

05

總結


我們再總結一下應對病毒挑戰的方法:

1、深入研究,拓寬認知

2、疫苗接種,預防病毒

3、敬畏自然,摒棄陋習

4、病毒不可或缺

5、 共同進化

希望這些應對措施,能夠幫助大家更好認識病毒,理性面對。


《病毒星球》——卡爾*齊默

《病毒為何致命》——BBC

《瘟疫與人》——威廉*麥克尼爾

《大流感:最致命瘟疫的史詩》——約翰*巴里


分享到:


相關文章: