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遇见病毒

已有 2011 次阅读 2023-1-17 12:07 |个人分类:科普文章|系统分类:科普集锦

遇见病毒

肆虐全球三年的新冠病毒,让普通人对病毒产生了更深刻的印象。特别是经历了亲身体验该病毒感染后的感觉,更加引起我对这个病毒到底是个什么东西感兴趣。同时也感觉人类对病毒的认知其实还非常欠缺。虽然现代科学对病毒的研究似乎已经有很多比较深入的了解。但是病毒是如何影响人类身体健康的,的确还是知之甚少。真实的情况反映出人类对病毒的认识还非常浅薄。

病毒与人类一样都是自然的产物,但是病毒有更加久远的进化历史。虽然病毒比起细菌来说更加低级比起对付细菌,人类对病毒更加无可奈何。这次新冠病毒在全世界的肆虐就是最好的证明。在新冠病毒面前,现代科学技术好像也没有非常有效的治疗方法。除了疫苗接种和某些并没有明显特效的所谓的特效药以外,人们在病毒面前都显得苍白无力,听天由命。

虽然人类给这个小小的东西起了一个可怕的名字叫“病毒”,其实它的存在是自然演变的产物,并不是专门为了让人生病,中毒的坏东西。当然一些病毒的确是让人生病,使人中毒。所以才引起人们重视去深入地认识它,研究它。病毒广泛地存在于地球上,并且已经有亿万的历史了。人类认识它仅仅是现代科学发展到20世纪30年代才知道有这么个很小很小(比最简单的单细胞细菌还小很多)的微生物。

现代科学研究知道病毒其实是由蛋白质外膜包好的一条遗传基因链。它们结构简单,本身并不能进行生命的新陈代谢和繁殖。但是一旦进入适合的细胞,病毒可以借助细胞内的营养物质进行大量复制而进一步扩散。同时,病毒在自然环境中也能够保持很强的生命力。在自然界各种环境中,从温度极高的火山口,到深海的底部,到处都可以找到病毒的身影。在环境合适的时候,一些病毒甚至可以保持遗传活力几万年。在漫长的生命进化过程中,病毒是生命进化中的重要一环。时至今日,依然有无数的病毒在自然界中生存,并且还在不断地演变之中。

病毒1.jpg 

 

在与人类共处处中,有些病毒也不断进化以适应人体细胞。人体本身就是一个微生物的共生世界。人体内,特别是人体肠道内有大量的微生物寄生,其中有细菌,也有各种病毒。人体中有多少病毒,至今还没有研究清楚。很多病毒寄居在人体之中,而与人体相安无事,甚至可能还对人体有帮助。比如噬菌体病毒就可以帮助人类消灭一些有害细菌,是维护身体健康的必需的病毒。从人体基因序列中可以找到一些(有说高达30%与病毒有关的基因。说明人体与病毒的关系历史悠久,介入非浅。

噬菌体.jpg

人类与病毒相处已经有了很多经验,历史上多次瘟疫流行有些都是病毒感染的。比如历史上的流感天花麻疹、脊髓灰质炎……,到现在发现的埃博拉艾滋、新冠……等。在科学技术已经十分发达的今天,人类对病毒的认识,从理论上可以讲出很多道理。完备的病毒学理论中,利用先进的电子显微镜对病毒的结构已经有深入的了解;用各种分子生物学技术,细胞层面上的研究成果,科学家可以把病毒入侵细胞的整个过程也可以描绘得非常详细研究表明病毒利用它表面的蛋白质刺突与特定细胞膜蛋白质对应才能够被细胞膜接纳进入细胞内。病毒的表面蛋白质就好像一把针对特定细胞的密码钥匙。只有具有特定密码的病毒,才可能引起特定部位的疾病。而各种生物也会进化出一套与病毒相融合的免疫机制。人体中有很多病毒可以与人体相安无事地共同存在。

也有一些病毒是外来的入侵者,它们可能会引起人体生病。目前人类已知有几种可以引起人类疾病的病毒。比如仅仅只有4个基因的乙型肝炎病毒;专门破坏人体免疫系统的艾滋病毒;每年都可能以新面目出现的感冒病毒;……可能还有一些比较温和的病毒,不会对人体造成太大的伤害。平常遇见的很多病毒并不会引起人体太大的反应,在不知不觉中就被人体的防御系统处理了。当这些外来的病毒进入人体的时候,人体的免疫系统会启动各种作用来消灭它们。同时人体免疫系统也会在与病毒的交互过程中不断完善功能,维护身体的正常运行。所以人体免疫系统和病毒之间是一种不断变化的共同进化的关系。这些人体免疫系统如何能够正确地识别病毒入侵细胞而产生免疫作用是一个十分复杂的过程。现在已知的人体免疫系统可以用下图描述,其中的复杂机理研究还在深入了解中。

免疫系统.jpg 

因为人体细胞在自然界显然是非常稀有的东西。大多数病毒似乎对人体细胞没有太大兴趣。人类与病毒的共同进化几乎是人类本身进化史一样久远。当人类的活动在改变自然的时候,与病毒的自然进化过程也会发生变化。好多对人类致病的病毒就是因为人类对自然的影响而在人类中传播。比如艾滋等令人闻之色变的病毒就是来自人类对原始森林的入侵。人类对自然环境的改变,比如城市环境下密集型的人类聚集等,都可能引发病毒的感染进化。人类与致病性病毒感染的战争还在继续进行中。

本来这场生物战争就已经非常残酷了,人类经常被侵害得苦不堪言。然而随着人类科学技术的发展,有一些狂妄无知且自私的坏人却搞什么生物战研究。企图用细菌,病毒等生物武器来消灭敌对人群。这个行为就像故事里的“潘多拉魔盒”,一旦打开可能就会不受控制地帮助病毒微生物进化而带来对人类的巨大危害,当然也会包括生物战的制造方的人群。所以全世界人民应该团结一致坚决反对发展生物武器。当然这是一个社会问题,而不是研究病毒的科学家能够解决的。

等等这些描述让人感觉似乎人类对于病毒的了解非常深入了。其实遇见真正的病毒感染时候,人体的整个应对过程可能与理论描述有很大的差别。虽然人体的免疫系统可以有效地保护人体免受病毒感染。但是这个免疫系统的工作同时也会带来很多麻烦。比如发烧,咳嗽,肌肉酸痛,甚至会引起有些人体系统工作紊乱。产生一些严重的影响,甚至造成严重的伤害。

这次新冠病毒感染的最大风险好像并不是来自直接的肺炎,而是来自身体免疫系统反应而引发的其他身体伤害。特别是原有的基础性疾病的身体薄弱部位,可能会因为负担不起这些高度反应而导致生命危险。很多人并不是被肺炎击溃,而是其他部位的过度地非正常反应连累而病倒,甚至失去生命。这种情况已经引起科学家的高度重视,其中的机理和预防治疗技术也还在研究之中。已有的疫苗和特效药可能可以对病毒引起的肺炎有比较好的作用,但是对这种免疫系统反应而引发的其他身体部位的伤害应该如何预防和治疗可能还比较欠缺。而针对全身性治疗的中医中药和针灸推拿按摩等治疗方法可能有更加有效的治疗效果。

冠状病毒.jpg 

人类对病毒的认识,特别是病毒感染后人体内的整体反应还需要进一步研究。对病毒的研究还在不断深入之中。人类除了希望能够减少病毒的致病作用,甚至一些科学家在考虑,如果能够驯服病毒,可能会给人类带来巨大的好处。比如战胜癌症,消除细菌感染,控制遗传等。

 

参考资料:

看不见的敌人:病毒的自然史[] 多萝西·克劳福德  [] 章菁菁 译林出版社

《病毒学概览》(美)松佩克拉  姜莉 李琦涵 等译  化学工业出版社

《科学战役:人类与病毒的故事》江苏凤凰科学出版社 2021




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