为什么有的病毒的传染性和致命性成反比?

NG枭雄


想要了解病毒的传染性及致命性,首先要了解的是病毒在人体内的作用机理,各种病毒的传播方式及致死率。

病毒是一个仅有一束基因束的潘多拉魔盒,在RNA基因组的外面只有一层蛋白壳与一层包膜,简单的让人叹为观止。在未打开它之前,很难想象,它可能给人类带来灭顶之灾。

病毒在人类未诞生之前就已存在,甚至可以追溯但地球的诞生。它比细菌小了足足20倍,介于生与死之间,没有代谢及再生的能力,完全依赖其他生命体存活,只要是生物体都是它的感染目标,即便是细菌,也不能幸免。

在未进入细胞前,病毒处于一种类似于休眠或者死亡的状态。而一旦以各种方式入侵细胞,病毒立马就活了过来,并开始了无休止的复制繁殖过程,除非宿主死亡或它被免疫系统识别并杀死。

病毒的传染途径不尽相同,但入侵细胞的方式却都是一样的——通过血液或者呼吸道进入生物体后,诱骗细胞将其吞噬,在细胞将其吞噬后定植细胞核,开启复制模式。

可能仅仅几个小时,病毒就可以复制出上亿个病毒因子并充斥在细胞内的每一处。为了继续繁殖,病毒只能突破现有的细胞寻找新的繁殖地。为此,病毒会破坏并杀死现有的宿主细胞,造成细胞不可逆的损伤及死亡,引发疾病。

目前已知的包括艾滋病、天花、埃博拉、SARS、新冠肺炎病毒以及流感等病毒多达5000多种。

我们以最为典型的四中病毒:艾滋病病毒、埃博拉病毒、流感病毒、冠状病毒为例,通过它们的传播途径来探讨传染性与致命性的关系。

艾滋病病毒

艾滋病病毒是目前世界上已知的危害性最大的一种病毒,它在进入人体后主攻目标是免疫细胞辅助T细胞,辅助T细胞是人体最重要的免疫防线,它可以识别、记忆并杀死对人体有害的物质,T细胞的缺失引发人类的免疫系统缺陷疾病,让人体成为各种细菌、病毒繁殖的温床。

科学家一直在寻找治疗艾滋病的办法,但这种病毒太狡猾了,它在复制过程中的不断变异让科学家们始终束手无策,所以截止到现在依旧没有有效的治疗方法。

传播途径:血液传播,性传播,母婴传播

致命性:虽然现在的药物可以延长艾滋病患者的生存时间,但艾滋病的致死率高达100%,也就是说只要被传染上了艾滋病,就相当于被宣告死亡。

艾滋病病毒属于固定模式传播,并能够进行有效的预防,这种病毒轻易不会被感染。而它的致死率是100%,幸运的是这种病毒传播途径较少,让人类文明得以延续,否则后果不堪设想。

埃博拉病毒

埃博拉病毒是目前发病时间最短,死亡速度最快,死壮最惨的疾病,它在进入人体后对细胞的破坏性是致命的,身体的所有细胞都是它攻击的主要目标。它能引发人体内的大出血,让人化成一摊血粥。在发病末期死者的眼睛、鼻子、耳朵、嘴巴、皮肤乃至肛门等所有器官都有出血症状,因此也叫埃博拉出血热。

传播途径:血液传播,患者体液传播,飞沫传播,空气传播(目前尚未有定论人是否会通过空气被感染)。患者越到后期传染性越高,因为此时患者的体液内遍布病毒,一滴血内就有可能存在上亿个病毒因子,仅仅接触一星半点就有可能被传染。

致命性:埃博拉的致死率高达50%-90%,其中扎伊尔型埃博拉死亡率最高为90%。除却雷斯顿型埃博拉没有症状及致死率外,其他感染埃博拉的患者即便是最终活了下来也会造成终身不可逆转的后遗症。

埃博拉病毒的传播途径多且死亡率高,但有意思的是,每次埃博拉病毒在传播一段时间后都会神奇的消失,好像仅仅是在示警,至于消失的原因至今不清楚。但所有科学家都知道,它一直存在于自然界中并随时准备伺机而动,以期给人类以致命的一击。

流感病毒

流感病毒常发生于秋冬季,患者在被感染后,如不引发肺炎、心肌炎、冠心病、脑膜炎等并发症及其他细菌感染,致死率相对较低。流感的发病时长为7-10天,普通感冒即便不吃药人体依靠自身的免疫系统也可自行痊愈,预后效果良好。

传播途径:飞沫传播,接触传播,气溶胶传播

致命性:流感病毒的传染性非常高,通过呼吸道即可传播,病毒侵入细胞后免疫系统能够在几天内做出反应,所以流感病毒的致死率非常低。

即便是病毒在复制过程中出现变异让免疫细胞无法识别,除少数变异病毒变得复制能力更强,致病能力更高外,大多数病毒在复制过程中出现的蛋白质编码偏差会让它不具备继续繁殖能力而消亡。

流感病毒致死率虽然相对于其他病毒的致死率较低,但却是传染性最高的病毒,并且每年都会来一到两次,迄今为止,欧美国家每年都会有几万人死于这种病毒。

冠状病毒

冠状病毒由于高传染性极易引发大流行,目前已知的冠状病毒有7种。自21世纪以来,光是冠状病毒引发的较为严重流行性疾病就有三次,包括2003年的SARS,2012年的中东呼吸道综合征以及2019年的新冠肺炎病毒,而本次的新冠肺炎病毒更被定义为大流行。

它与流感病毒症状类似,传播途径类似,但却隶属于是不同的病毒科,对人体的影响也不尽相同。

它会引发严重的呼吸道症状,最明显的特点是在它复制繁殖的过程中会让人类的肺泡内产生出现大量的积液和脓液,氧气通过肺泡进入人的血液,氧气的减少会导致呼吸困难,出现紫绀,人类依靠氧气而存活,长时间氧气供应不足会导致其他器官衰竭,最终死亡。

传播途径:飞沫传播,接触传播,气溶胶传播

致命性:冠状病毒虽然也属于自限性疾病,但除其他四种外,这三种引起的致死率却比流感要高的多,死亡率在4%-35%不等。

在21世纪初医院为了治愈这种疾病,往往会使用呼吸机并给患者注射大量的药物,导致引发一些不可逆转的后遗症,但随着科学的不断进步,病人预后效果越来越好,大大的减少了后遗症对患者的困扰。

总结

综上所述,通过艾滋病病毒、流感病毒的传染性与致命性分析,两种病毒确实好像确实是成反比关系,但通过艾滋病病毒与埃博拉病毒、流感病毒与冠状病毒的传染性分析却并不是如此。由此可以看出,其实传染性与致病性并无太大的关系,因为传播途径不同,即便是传播途径类似,致死率也不尽相同,例如流感病毒与冠状病毒。

所以传染性与致命性成反比关系无从论证。


狼妹爱说事儿


这其实是病毒的一种生存策略。

首先,什么是病毒?必须依附活体生存。

病毒就是一种个体微小,结构简单的寄生非细胞型生物,它无处不在,数量多到你无法想象,目光所到之处,甚至肉眼无法看到的地方,都有病毒的踪影。

病毒种类繁多,有的历史悠久,在数十万年前,远古病毒在和我们的祖先共存的时候,就将自己的基因嵌入了人体内,一项研究表明,人类基因中大约有19种不属于人类,可能是来自于病毒。也就是说,病毒也并不是总是不好的。

最重要的是,病毒是寄生的,也就是说它无法独自生活,一定要寄生在有机体内才能存活。就以新冠病毒为例,离开人体后的病毒,在一定时间里就会死亡,失去感染能力。

其次,病毒的终极目标是传播,只有和宿主长期共存才能完成。

众所周知,大自然的所有有机体,包括人类,终极目标就是繁衍,对于病毒来说也是一样的,它的终极目标是传播。

为了能更好的传播,从进化角度来说,完美的病毒是高传播、低致命的。

4月,世界卫生组织就曾表明,新冠病毒会和人类长期共存,消息出来后,很多人非常疑惑,难道我们真的无法消灭病毒吗?

的确,科学家认为很多病毒我们是不能消灭的,即使已经研发了疫苗,病毒的高突变率也会让疫苗慢慢失去效果,目前我们唯一消灭的病毒只有天花。

因此和病毒的长期相处中,高传播和低致命的病毒优势就体现出来了。

若病毒毒性太强,容易让寄主死亡,人们也会为了对抗这种疾病采取更多的医疗措施,最后导致病毒无法广泛传播;相反,若病毒性较弱,人们容易忽视,尤其是那些无症状的传播者,对病毒的传播起到了重要作用。

因此,科学家认为,经过多代培育进化,那些高毒低传染的病毒是会慢慢被淘汰,最终留下的是那些低毒高传播的病毒,流感病毒就是其中一种。

最后

病毒中当然也存在毒性强传播又广的病毒,但是大多数病毒还是会遵循“传播”为第一原则,为了完成这个目标,会降低毒性,毕竟病毒是依附寄主生存的,寄主要是死了,对病毒来说是非常不利的。


怪罗科普


大家好,我不是权威,我是漫步科研路。

病毒的传染性体现在多个方面,一是病毒侵入人体的方式,病毒要侵入人体一般需要完成吸附,侵入,脱壳,生物合成,组装,释放等6个过程,不同的病毒这6个过程完成效率不一样,也就造成了病毒繁殖差异;二是病毒传播方式,有些病毒能通过接触,飞沫,气溶胶这些比较快的方式传播,有些病毒只能通过体液等比较慢的方式传播;三是病毒存活能力,有的病毒在离开宿主之后还能存活很长时间,这就决定了它们会有更强的传播能力;四是病毒的变异能力,变异能力强的病毒对药物,疫苗提出了挑战,这种病毒更加难以控制。传染性非常高的病毒代表是麻疹,天花,脊髓灰质炎,风疹等,传染系数R0都超过了6.0(图1,3)。

而病毒的致命性体现在哪些方面呢?首先是病毒侵染部位,如果病毒侵入大脑,免疫系统等人体最重要的部位,那么就非常致命了。然后是病毒变异速度,一般情况下,如果病毒比较稳定,人类都可以找到应对办法,但是如果病毒一直发生变异,那么对付它们就比较困难了。最后是病毒引发的细胞因子风暴的大小。一般情况下,病毒本身不会杀死人体太多细胞,而是病毒入侵导致人体产生过度的免疫反应,这样产生的细胞因子风暴杀死病毒的同时也杀死了自己的重要器官。致命性比较强的病毒主要有天花,埃博拉,狂犬病等,致死率都超过了90%(图2,3)。


回到题主的问题,病毒的传染性和致命性成反比吗?这个不一定。从图3中可以看出,有的病毒传染性和致命性都很强比如天花病毒。不过大部分病毒这两个值成反比(图3)。为什么会这样?我想一般强致死率的病毒杀伤太强,杀死宿主的同时也阻止了自身的传播,并且杀伤性比较强的病毒,人类干预也会更强,这样不利于传播。而杀伤性弱的病毒很容易被人类的免疫系统给清除,为了生存,它们必须保证足够的传播能力,不然就会灭亡。我想这两种病毒都不是完美的病毒,完美的病毒应该是有一点毒力,但是传播性极强的病毒,这样更利于它们的生存范围的扩大。

所以一部分病毒的传染性和致命性成反比,但是不绝对,也存在传染性和致命性都很强的病毒。完美的病毒是低毒力高传播能力的病毒,这也是病毒进化方向。


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