蝙蝠是地球上著名的“移動病毒庫”,據科學家統計,整個種群共攜帶來4100多種病毒,並且有500多種冠狀病毒。曾肆虐全球,致萬人死亡的埃博拉;橫掃東南亞的尼帕病毒;引發千人死亡的中東呼吸綜合徵等等都是蝙蝠的傑作。
那麼人類為什麼不從蝙蝠身上提取完整病毒製造疫苗,徹底消滅病毒,從而有備無患呢?
首先,蝙蝠是哺乳動物中僅次於齧齒目動物的第二大類群,全世界總共有19科185屬962種,遍佈於各大洲,除了兩極和海洋中個別島嶼以外,無論是沙漠還是雨林,高山還是平原,處處都有它們的身影!
人類很難確定哪種蝙蝠是病毒攜帶者,以埃博拉病毒為例,科學家至今都還在安哥拉犬吻蝠和食果蝙蝠猶疑,此前科學家們認為,埃米爾是被感染了埃博拉病毒的食果蝙蝠叮咬,隨後他又將病毒傳給母親,母子二人都在一週內死亡。此後,埃博拉病毒隨著前來參加葬禮的人越傳越遠,疫情範圍越來越大。
然而後來科學家又發現科學家從殘留的已燒焦的樹幹和動物糞便中提取了足夠多的DNA樣本,發現安哥拉犬吻蝠同樣攜帶了埃博拉病毒。
其次,人類很難從蝙蝠身上提取出完整的病毒,科學家至今仍無法從蝙蝠體內分離並獲得完整的埃博拉病毒基因組。尤其是蝙蝠身上攜帶的RNA病毒,病毒分為RNA病毒和DNA病毒兩大類,DNA病毒廣泛存在於人、脊椎動物、昆蟲體內以及多種傳代細胞系中,每種病毒只能感染一種動物(個別例外),僅少數致病 ,所以DNA病毒危害較小 ,而RNA病毒危險性就很高了,滋病病毒(為逆轉錄病毒),丙型肝炎病毒,乙型腦炎病毒,全部流感病毒,鼻病毒,脊髓灰質炎病毒,柯薩奇病毒,登革熱病毒,輪狀病毒,菸草花葉病毒等等都屬於RNA病毒。
DNA病毒
RNA病毒的遺傳物質是核糖核酸(RNA ribonucleic acid)。通常其核酸是單鏈的(ssRNA single-stranded RNA),也就是隻含有一條鏈的RNA分子。也有雙鏈的(dsRNA double-stranded RNA)。
RNA單鏈病毒
RNA沒有DNA穩定,很容易因酶催化作用發生降解,自然也就難以提取,尤其是要從動物的軟組織內進行提取更是難上加難。
最後,因為病毒的高度特異性,即使人類從蝙蝠身上提取出來了完整的病毒,也對人類沒什麼作用。什麼是特異性呢?成組對象相互之間的必然對應選擇關係。例如一把鑰匙只能配一把鎖。你拿這把鑰匙區開其他的鎖就開不了了。
當病毒進入活細胞後便發揮其生物活性。由於病毒缺少完整的酶系統,不具有合成自身成份的原料和能量,也沒有核糖體,因此決定了它的專性寄生性(指寄生物一旦離開宿主生物就不能繼續生存的現象),必須侵入易感的宿主細胞,依靠宿主細胞的酶系統、原料和能量複製病毒的核酸,藉助宿主細胞的核糖體翻譯病毒的蛋白質。病毒這種增殖的方式叫做“複製(Replication)”。
病毒複製的過程分為吸附、穿入、脫殼、生物合成及裝配釋放五個步驟,又稱複製週期(Replication cycle)。
尤其是病毒在吸附過程中,病毒附著于敏感細胞的表面,它是感染的起始期。細胞與病毒相互作用最初是偶然碰撞和靜電作用,這是可逆的聯結。隨後的特異性吸附是非常重要的,根據這一點可確定許多病毒的宿主範圍,不吸附就不能引起感染。這是造成病毒高度特異性最關鍵的步驟。
蝙蝠作為病毒的天然寄主,當傳播到人身上的時候,病毒顆粒對敏感細胞的吸附就已經造成了彼此的變化。
以脊髓灰質炎病毒為例,它的細胞表面受體是免疫球蛋白超家族,在非靈長類細胞上沒有發現此受體,而猴腎細胞、Hela細胞和人二倍體纖維母細胞上有它的受體,故脊髓來質炎病毒能感染人體鼻、咽、腸和脊髓前角細胞,引起脊髓灰質炎(小兒麻痺)。
脊髓灰質炎病毒
此次之所以會感染人,就是因為它的一個刺突蛋白S-蛋白能和人的呼吸道上皮細胞以及肺組織的血管緊張素轉化酶2(ACE2)結合,病毒進入細胞在細胞內複製增殖就可以對人進行感染。
最重要的一點是,許多的病毒是會變異的,RNA病毒就十分容易產生變異,RNA病毒有自我複製和逆轉錄(以RNA為模板合成DNA的過程)兩種複製方式,RNA病毒多在胞漿內複製核酸及合成蛋白。感染後6個小時,一個細胞可產生多達10000個病毒顆粒。病毒RNA的複製過程中,其錯誤修復機制的酶乎是沒有的,所以其變異很快。
再者,在感染人之後,機體的免疫力對它有一個選擇壓力,所以也可能會發生變異。變異之後,如果病毒毒力增強,致病性也隨之增強。如果病毒毒力減弱,那麼致病性也隨之減弱。而疫苗是要根據病毒的固定基因或蛋白進行開發製作的,所以RNA病毒的疫苗較難開發。
這也是為什麼RNA病毒更加容易導致疾病,對宿主更加致命,更容易突變,因此種類更多,更難研製有效疫苗,難以預防。不過RNA病毒的抵抗力普遍比DNA病毒弱,治癒也更容易。但也有例外,例如雙鏈RNA病毒的抵抗力就很強,逆轉錄病毒的治癒就極其困難。
逆轉錄病毒
所以人類從蝙蝠中提取病毒基因組製造疫苗是無效的,它們的細胞表面受體都不一樣。
病毒依附在蝙蝠身上,在平常情況下很難傳播到人的身上,中間肯定存在中間宿主。因為許多生物的棲息地和蝙蝠是重疊的,當該地區的生物接觸過蝙蝠,以及蝙蝠的糞便時,很有可能染病。這就是我們說的中間宿主,它們代替蝙蝠將病毒傳播到人類之中,而人類濫吃捕殺野生動物就給了病毒發育成長蔓延的環境,比如2003年的非典中間宿主就是果子狸。
丁仲禮院士的那段話放在這裡依然有效:...生態急劇惡化毀滅的只是物種,是人類自己,這不是人類拯救地球的問題,是人類拯救自己的問題,跟拯救地球是沒有關係的,地球用不著你拯救。