世界充满“病毒”

丰豆

说起病毒，总会让人联想到疾病。虽然病毒能够夺走人类的生命，但它在另一些方面也是对人类有益的，比如病毒可以消退对渔业生产造成巨大危害的赤潮。据最新的研究结果显示，病毒还在保护海洋生物多样性方面起着关键作用。

在地形独特的日本高知县浦内湾，零散分布着真鲷和鰤鱼的养殖场，为当地人提供了丰富的海产品。但是，那里赤潮频频发生，令渔业相关人士非常苦恼。约30年前，高知大学教授长崎庆三首次发现了引发赤潮的病毒——它将浮游生物作为宿主。在之后的研究中长崎教授带领的研究小组逐渐发现，赤潮的消退同样与病毒有关。

可以使用病毒来防止受害金额达数十亿日元的赤潮发生吗？据日本水产技术研究所称，目前已在新潟县佐渡岛等海域进行了实证实验。出于对海洋生态环境的保护，实证实验使用的是当地海底的淤泥，这些淤泥中储存了以前赤潮发生时的病毒。研究人员将这些淤泥冷凍，把里面的有害细菌和藻类种子等杀死，只剩下病毒。当赤潮发生时，再将这些冷冻的淤泥重新放入大海，里面的病毒便可以杀死浮游生物，使赤潮更早消退。实验显示，冷冻的淤泥放入大海数日后，海水中引发赤潮的某种浮游生物只剩下约1%。病毒只杀灭特定的赤潮浮游物，于其他的浮游生物和水产生物无害，而且病毒的繁殖能力非常强，用少量淤泥就可以取得消退赤潮的效果。

如果能借助病毒的力量来消退赤潮，这将是一件划时代的事。但是长崎教授称这并没有那么简单，因为他发现赤潮与病毒间有着更加复杂的机制：虽然浮游生物感染病毒后几乎全部被杀灭，但总有极少部分幸存下来并继续繁殖，很快又会发展至能够引发赤潮的状态。

那么，为何病毒重复着与被杀灭宿主共存的循环呢？长崎认为，原本海里就有各种各样的浮游生物，它们各自的目标就是大量繁殖，成为一方霸主。而在某种条件下胜出的浮游生物就会引发赤潮。但是，生态系统似乎不允许某一特定物种一直占据绝对优势，而病毒或许就在其中起着一定的作用，并由此造就了海洋生物的“多样性”。在病毒的作用下，浮游生物被分解后会作为营养成分留在原来海域，维持着该海域物种丰富多样的状态。因此，病毒一方面可以杀灭浮游生物，另一方面又能使海洋变得丰饶。

病毒让树袋熊在危机中进化

作为澳大利亚象征的树袋熊（考拉）正濒临灭绝。澳大利亚专家们曾预测，在未来三代，考拉的数量将减少24%，理由之一是33万只考拉中有一些会因感染病毒而死亡。不过，有研究人员称，病毒或许也促进着考拉的进化。

土地开发、森林火灾和干旱造成的环境恶化，使病毒感染蔓延。与艾滋病一样，即使考拉感染了病毒，也不一定会发病。但是如果生活空间狭小，精神上和肉体上的压力过大，它们就容易发病。

2000年，逆转录病毒（Retroviridae）被确认为考拉的死因。这种病毒可引发白血病和恶性淋巴瘤等癌症。逆转录病毒已经受到全世界科学家的关注，因为病毒感染不仅会在考拉群中扩散，还会改变考拉的基因结构并遗传给下一代。尽管这种现象很少出现，但在病毒流行时却极有可能会发生，因此被称为“病毒潜在化”现象。

生活在澳大利亚东海岸最北侧昆士兰州的考拉，几乎都携带有病毒。潜在化（内源性）病毒有时反而可以促使宿主进化。例如，人类等哺乳动物的胎盘，就是300万年前伴随着潜在的以逆转录病毒为主的各种病毒进化而来的。内源性逆转录病毒与人类的进化关系密切，是哺乳动物生殖所必需的，也是妊娠不可或缺的基因。在将澳大利亚大陆分离出去的冈瓦纳大陆，哺乳动物积极摄取包括逆转录病毒在内的各种病毒，从而使胎盘不断进化。

那么，感染病毒究竟是导致考拉灭绝还是进化呢？据2019年公布的研究结果称，病毒潜在化可能使考拉抗感染能力增强。日本东海大学医学部讲师中川草认为，病毒原本并没有想让宿主患病，只是采取了一种最有效的方法来使自身变强大，病毒潜在化现象似可解释为基因组中病毒与宿主之间的共存共荣关系。

利用病毒治病

病毒给普通人的印象是，一旦感染就会犯病。但其实即使是身体健康的人，其体内也有许多病毒。那么，这些病毒在人体内到底干什么呢？东京大学医科学研究所副教授佐藤佳带领的研究小组对健康人体内的病毒进行全面调查后发现，人体内至少有39种病毒，其中27种分布在血液、大脑、心脏、肺、肝脏和肌肉内。我们都知道，健康的人体内隐藏的病毒会潜伏很长时间，比如儿童时期得了水痘后，病毒会在神经节长期潜伏，但不会引发疾病；而一旦免疫功能下降时，就会出现带状疱疹等皮肤病症。

如果能够详细了解病毒的具体结构，或许可以揭开某些病毒宿主不会发病，而其他物种却会发生严重疾病的谜团。为什么新型冠状病毒在以蝙蝠为宿主时不会引起疾病，而是与之共生，但在人体中却会引发疾病？为什么很多感染新冠病毒的人都是轻症，但有一部分患者病情非常严重？

病毒一方面会导致疾病，另一方面也具有附着并杀死细胞的特性，因此也对治疗疾病起到作用。在抗生素尚未出现的20世纪初，噬菌体（侵入细菌细胞的病毒）疗法被广泛用于治疗对人类威胁巨大的伤寒、痢疾和霍乱等感染疾病。但自1928年青霉素被发现、1940年代抗生素进入实用化后，噬菌体疗法便逐渐退出临床治疗。最近，西方各国又开始关注噬菌体疗法，原因是出现了导致青霉素等很多类型的抗生素失效的多药耐药菌，以及一种让“最后一根救命稻草”的抗菌药卡巴头孢素失效的细菌，这些可怕的细菌正威胁着医疗现场。有研究预测，到2050年全世界每年因耐药性而死亡的人数将达到1000万。此外，抗生素在杀灭引发疾病的细菌的同时还会杀灭体内常在细菌，而噬菌体只杀灭特定细菌。

2016年，美国发生了一件让全世界都知道噬菌体疗法的事情。加利弗尼亚大学圣迭戈分校的医院接收了一位在埃及旅游时感染多药耐药菌而出现多脏器功能衰竭综合征的男性。由于没找到有效的治疗方法，救丈夫心切的妻子通过网上搜索发现了噬菌体疗法，并与主治医师协商尝试用这种方法救治。主治医师随后联系了研究噬菌体疗法的科研团队，得克萨斯大学的研究小组找到了多个可以杀灭男性患者体内致病菌的噬菌体。为了采取噬菌体疗法救治这名男子，主治医师向美国药品食品局提出紧急使用未获得许可药物的申请，经过一番波折，终于用噬菌体疗法挽救了患者的生命。

2020年，日本的植松教授带领的研究小组发表了与噬菌体疗法相关的动物实验成果，得出的结论是噬菌体本身并不能治病，起作用的是其所携带的酶。当给染病的老鼠喂食带有噬菌体的食物，在噬菌体携带的酶的作用下，九成的老鼠可以活过一周。植松教授认为，噬菌体应用范围很广泛。比如，在食品中加入噬菌体，可以延长食品保质期；在化妆液中加入噬菌体，可以预防痤疮等。在未来噬菌体还有可能用于抑制农田土壤细菌的滋生，提高农作物的抗病能力和产量。

用病毒治疗癌症的研究也在推进。病毒侵入细胞后会迅速增殖并感染、破坏细胞；而为了抵抗病毒，宿主与生俱来的免疫系统也会杀灭被感染的细胞。利用病毒和免疫系统两种机制来对付癌细胞的方法就是病毒疗法，它试图通过生物技术手段让病毒只感染癌细胞，有望用来治疗手术、抗癌剂和放化疗等常规手段无法奏效的顽固型癌症。

日本东京大学医科学研究所教授藤堂具纪等人正在开发用于治疗恶性肿瘤的病毒，治疗实验主要针对恶性肿瘤中难以治愈的胶质细胞瘤。据称，通过对多个临床实验结果的计算，病毒治疗的好转率比常规治疗高出15%。藤堂说，通过生物技术手段改变后的病毒保留了原来的性质，也就是说即便患者对病毒产生抗体，病毒照样能够破坏其体内癌细胞，治疗效果不会减弱。同时，藤堂等人还将临床研究范围扩大至前列腺癌和恶性间皮瘤等其他癌症，并调查了反复用药的安全性和持续效果等。东京大学生产技术研究所特聘教授甲斐知惠子带领的研究小组也发现，麻疹病毒会附着在乳腺癌细胞表面并使之受到感染。据此，研究人員通过基因操作，制作出只感染癌细胞的病毒，并在移植了人类癌症病毒的实验鼠身上确认了转基因病毒具有抑制癌细胞增殖的作用；另外动物实验还证明经过基因操作后的病毒对胰腺癌也具有相同效果。

病毒或可揭开生命进化之谜

病毒是生物还是非生物？生物和非生物的界限在哪里？最近接连发现了颠覆以往定义的病毒，这或许会成为探索生命进化之谜的钥匙。

1992年，英国布拉德福德医院首次发现了一种病毒，大小为500纳米，外围还有一层厚达300纳米的纤维状物质，是一种超大病毒。最初它被视为细菌，但由于没有细菌所必备的基因，在电子显微镜观察下，又与令昆虫感染的虹色病毒相似，因此被称为“巨型病毒”（Mimivirus）。

在Mimivirus被发现后，人们又陆续发现了更多的巨型病毒。2013年，一种约为Mimivirus两倍大、直径约1毫米的“潘多拉病毒”（Pandoravirus）被发现；2014年在西伯利亚冻土层，一种直径达1.5毫米的“阔口罐病毒” （Pithovirus）被发现。这些病毒不仅体型大，而且构造也更为复杂。

一直以来，病毒被认为是由内含遗传信息的蛋白质外壳形成的“物质（非生物）”，只要缠上宿主，它就可以利用最少的基因来成功复制。然而，拥有1000个基因之多（普通病毒的基因通常在100个以下）的巨型病毒的出现引起了广泛关注，其谜团也在被陆续揭开。普通病毒没有合成蛋白质的功能，只能依靠宿主，但巨型病毒不仅可以利用宿主，还具有可以自己合成蛋白质的酶，Mimivirus甚至具有免疫系统那样的构造。可以说，巨型病毒的发现，促使全世界的研究者不断去揭开病毒起源及生命进化之谜。