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病毒与人类是利益相关者

已有 4899 次阅读 2009-6-22 16:11 |个人分类:未分类|系统分类:科研笔记| 长驻病毒群, 正常病毒群, 外源病毒群

 
 
 
 
 
病毒与人类是利益相关者
 
由于人类在地球上的广度、密度与活动度,是病毒发展最理想的宿主之一,根据病毒的生存进化规律,不断还会有新的与人类有关的病毒发生,人类需要永远面对病毒的挑战。在目前世界上已知的7000多种病毒中大约有400余种与人类有关(能感染人类),依据病毒与人类的相容程度以及人类病毒性疾病发生机理可将病毒与人体的冲突分为两个层面,与细胞的相容性冲突和与宿主免疫系统的冲突,这样可将与人类疾病有关的病毒可分两大类,一类是以人为长期宿主的与细胞无相容性冲突的长驻病毒群,另一类是以其它物种为长期宿主而能感染人类的与机体有双重冲突的外源病毒群。
 
1人类长驻病毒群:在人类进化过程中,有一大类相随并发展成以人为长期宿主或终生宿主的病毒,这类病毒在一般状况下对寄生的细胞与人体不产生危害,因此人们并不感觉到它们的存在,但相关的科学家或医学家是了解这种存在的,现代微生态学的研究使人类了解到这类病毒存在与重要性,称之谓体内正常病毒群。因人类是这类病毒的宿主与携带者,可在人群中广泛地流行。尽管这类病毒与寄生的细胞是相容的,于细胞无害,但其作为外来者,能被免疫系统识别而产生免疫应答,激发的免疫反应可清除细胞外的病毒颗粒或有病毒抗原膜表达的感染细胞,并可预防同类病毒的再次入侵。细胞内病毒在免疫反应的压力下被局限化,转化为隐匿状态或休眠状态而常驻体内。然而这类局限化的病毒并不完全沉默,在免疫压力下有时仍可微量地表达,刺激免疫系统以维持免疫压力,这是一些病毒感染和病毒性活疫苗应用能使宿主获得终生免疫的物质基础。
 
这类病毒虽与细胞是相容的,但初次感染引发的免疫反应可以表现出明显的患病过程,也可没有任何临床症状。新生个体一年平均可发生六次以发热出疹形式为主的显形病毒感染,如幼儿急疹、风疹、水痘、麻疹、腮腺炎等,加上更大基数的隐性感染,随着个体的成长,人体内逐步形成一个长驻病毒群,也有学者称“正常” 病毒群。由于这个病毒群激发免疫反应使机体获得了免疫力,对维持人体健康有着重要的意义。一些小儿常见病毒性传染病很少在成年人发生,归因于长驻病毒群的存在。已知的如水痘病毒、天花病毒、流感病毒、轮状病毒、麻疹病毒、甲型肝炎病毒、HBV、脊髓灰质炎病毒等等均属于这类病毒。
 
由于婴幼儿初次感染上述病毒常见发热咳嗽腹泻等症状,人们往往以为是其免疫系统不成熟抵抗力差,容易被微生物感染而生病,其实免疫系统与人体其它七大系统一样,出生就具备正常的生理功能,否则就无法解释出生即注射的乙肝疫苗获得普遍良好的免疫反应。与其它系统一样,婴幼儿免疫系统缺乏的是“经验”,当母亲赋予的被动免疫保护逐渐耗尽时,需要自身一次次接受微生物感染获得“经验”。因此从某种意义上说,婴幼儿容易发热生病是一种正常的自然现象,是人体内长驻病毒群的建立过程中的表症,绝大部分可以自愈,症状严重时所用的医疗救助均是辅助措施,以及防止并发症的危害。病毒与免疫系统的冲突、免疫力的产生是个自然过程,病毒感染的自然过程规律性非常明显,很容易为医务人员和经验者所掌握。但是有些病毒自然感染诱发的疾病过程非常激烈,其相应的组织损害和并发症在部分个体中是致命的或致残的(如麻疹、天花、脊髓灰质炎),因此疫苗的发明与应用为人类预防这一类病毒感染发挥了根本性的作用。有趣的是人类成功征服这三种病毒的工具恰恰也是病毒,是有生命力的病毒:牛痘病毒以及人工减毒后的麻疹和脊髓灰质炎同类病毒。疫苗的发明是人类战胜病毒性疾病的里程碑,从此使人类在病毒面前摆脱了被动的局面。
 
长驻性病毒在妊娠期由母体感染下一代则可发展为内源性病毒,这类病毒伴随着宿主的胚胎发育、组织分化和个体成熟,则与宿主的免疫系统也完全相容,不会诱发与宿主的免疫冲突而发病。由于这类病毒与人类疾病的关系不密切,不受关注而知之很少,一般是相关学者在相关科学实验中,发现细胞内有些功能不清楚的颗粒结构,有病毒样特征,称之谓内源性病毒。近来发现一些内源性病毒基因与细胞的发育、分化、成熟以及肿瘤的发生有密切关系,因此内源性病毒的研究已经受到相关学者的重视。
 
2引起人类疾病的长驻病毒:长驻病毒群由于其与人生长相守,因此也与人类关系最密切,虽然对维持人体健康有着重要的意义,但也是人类常见病毒性疾病的主要原因。由于一些病毒容易变异,以及机体的免疫功能有时会因疾病、衰老、药物、毒物或其它一些物理化学因素干扰等等发生变化,因此长驻病毒与免疫系统的平衡不是稳定的,人类常见的病毒性疾病就与这种失衡密切相关。下以流感病毒为例:流感病毒属于人类长驻病毒群,流行时迅速蔓延,发病率可达20-50%,个别人群可达80%。感染后诱发机体产生特异性免疫,其中抗病毒的膜蛋白:血凝素和神经氨酸酶这两种抗体最为重要,可以中和病毒和抑制病毒扩散,使感染得到控制,症状得到缓解,病期一般不超过一周。流行后人群普遍获得免疫力。但并不意味病毒被从人体清除,而是被免疫反应局限在一些细胞内,这些残留的病毒仍在以隐匿的方式少量复制,只是在免疫压力下难以扩散。病毒的血凝素和神经氨酸酶这两种蛋白可因变异而发生改变,当改变导致抗原性发生变化,病毒就可摆脱已有的免疫压力而再次扩散,相当于一次新的感染并可引发一次新的流行。流感病毒平均每三年一次小流行,是因为其中一种蛋白发生变异逃逸,人群中尚存一定的免疫力;每十一年一次大流行,是因为两种蛋白都发生变异,人群对其普遍易感。因冬春季气温低导致呼吸道局部免疫功能下降,有利于流感病毒的扩散,因此易发生流行。由于病毒的变异是随机的,预先生产的疫苗并不一定能应对随机的变异,因此流感疫苗的作用有不确定的因素,只是一种选择性预防措施。幸好大多数人的长驻病毒较少发生类似的免疫逃逸性变异,如麻疹、风疹、水痘、腮腺炎病毒就很少发生这样的重复发病。
 
3引起人类疾病的外源病毒:另一类比较严重的病毒性疾病是跨物种传播的病毒引起的。这些病毒对本身携带它的物种可能不产生危害。但是一旦它们被传播到另一物种身上,就会非常危险。动物身上的病毒能通过多种途径传染给人类,如伤口接触与食用携带病毒的动物肉,夹带动物病毒的尿液或粪便的灰尘吸入肺部等;如导致出血热的埃博拉病毒对蝙蝠不会致病,但一旦传播到猴子和人类体内后,就会引起致命的出血性高热。几乎所有的导致急性危重疾病的病毒均是源自于动物,如引起出血热的汉坦病毒和引起狂犬病的狂犬病病毒等。病毒要入侵一个新的宿主,必须先克服“物种障碍”,两种物种之间关系越远,物种障碍就越高而难以克服,如人类一般不会被鱼类或爬行类动物病毒所感染,节支动物一般是中间传媒,入侵人类的病毒主要来源于哺乳动物,而人类与灵长类物种关系非常近,因此猩猩(大猩猩和黑猩猩)的病毒就容易逾越这种障碍,如爱滋病病毒。当病毒到达新的物种体内时,在相容性与免疫性双重冲突下,诱发的疾病往往是激烈的,干扰严重是可导致新宿主的死亡。在宿主生存发生障碍的状况下,病毒难以增殖扩散或持久存在,也难以在新宿主个体间传播发生大范围流行了。
 
要长时间在新物种体内生存,就必须进行变异,爱滋病病毒就是这样形成的;病毒由猩猩过度到人类后,可对人类造成致命的威胁。但经过一些变异后,逐渐适应在人体内存在,爱滋病的潜伏期一直有延长的趋势,也正因为爱滋病毒潜伏期延长、不会在短时期内造成宿主死亡,携带者作为传染源,有机会在人群中造成大规模的流行。爱滋病毒是有人类外源病毒向长驻病毒进化中的样板。
 
禽与人类物种相差较大,禽类的病毒一般不易跨越这种障碍,而近年来禽流感散发性感染人类似乎是一种个案现象,主要是病毒因变异获得了入侵人类的特性,但人类细胞与禽类细胞的相差毕竟太大,人类不会成为其携带状况,虽然感染者致死率较高,但只会由动物直接传染给而人散发,几乎不会造成流行,对人类的威胁毕竟有限。而容易感染人类的来自猩猩的病毒毕竟猩猩的数量有限,森林边缘是人类感染新病毒几率最高的地方,所以有前卫的科学家在原始森林那儿守候捕作可能的新病毒。
 
我们需要关注的恰恰是那些与人类常相伴的长驻病毒群,这类病毒一旦变异与人类细胞发生冲突的话,对人类的健康的威胁就严重了,如SARS病毒的流行就是个案例。SARS病毒源于冠状病毒,而冠状病毒是人类携带率很高的长驻病毒,目前不知其在何处获得了对人致命的变异,人、狸猫或蝙蝠?由于人类是冠状病毒的寄生物种,被感染者可成为传染源在人群中传播,因此造成流行。然而因SARS病毒对人类致病力强,症状明显,死亡率高(774/8098),传染途径明确,因此很快被科学家发现并控制,切断传染源,使流行得到控制。人类发现爱滋病病毒花了50年,而数月就发现了SARS病毒,这是现代科学带来的效率。
 
 
 


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3 杨玲 鲍得海 zy88093139

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