认识病毒
2020-03-11《城市文化范》
“新型冠状病毒”这个名词大家都很熟悉了,严峻的疫情下,人类对病毒的探究一直在持续。病毒和病菌有什么区别?病毒有毒吗?病毒算是生命吗?病毒是怎样让人生病的?有药物能杀死病毒吗?让我们一起来了解病毒和人类同行的历史,消除未知或许是我们当前理性面对疫情的有效做法。
19世纪末人类发现病毒,它们比细菌小很多
在本报之前刊登的《口罩的前世今生》一文里介绍过,人类知道细菌的存在经历了漫长的接受过程,而对病毒的认识更晚。19世纪末,人们发现烟草得了花叶病。荷兰植物学家比林·杰克把有病的烟叶捣碎挤出液汁滤过,用当时最好的显微镜都没检查出有什么细菌。比林·杰克认为,这一定是比细菌还小的微粒在作怪,他把这类微粒称为“病毒”。人类就是这样结识了病毒,后来慢慢发现,许多疾病,如流感、麻疹、肝炎等,其罪魁祸首也是病毒。
病毒是生命吗?科学界对此莫衷一是
病毒太小了,一直到1931年发明了电子显微镜,人类才开始能看到它们。病毒最小的成员仅有细菌的千分之几那么大,直径只有百万分之一厘米,大的也仅有百万分之二十五厘米。构造也比细菌简单得多,根本没有细胞结构,只不过是由一个核酸分子(一种记录遗传密码的物质)外包一层蛋白质外壳而已。
病毒究竟是不是生命?科学界对此也莫衷一是。要知道细菌、真菌这样的细胞生物,其细胞就像一个城池一样生机盎然。在细胞膜这道“围墙”里,蛋白质催动着千万种生化反应,吸收利用能量,合成分解生物分子,维护复制遗传信息,有序度不断增加,就像一个文明城市的运行。病毒也有自己的“围墙”,但与细胞正相反,它们都会有一层完全由蛋白质分子组成的壳,称为衣殼。相对于柔软、流动的细胞膜而言,病毒的衣壳是坚实而固定的。“围墙”里面是一片死寂,没有盎然的能量交换,没有复制。这样一个“死”的生命碎片,如果离开“活”的生命,就永远只能保持“死”的状态。
于是,病毒必须要入侵活细胞,利用活细胞的分子机器以及能量和物质,才能生产出更多的病毒颗粒来。
病毒怎么“毒”?复制自己杀死细胞
病毒的杀伤力比细菌大得多,它入侵到植物或动物细胞内的“目标”就是为了尽可能多地复制自己。而新病毒的生产过程都会把细胞自身的能量和物质储备耗尽。最终,当这些病毒从细胞释放出去时,也就导致了细胞膜的彻底破裂,随着病毒在宿主体内的传播扩散,细胞一个接一个失去功能、死亡瓦解,宿主也就生病了。这正是病毒真正杀死生命体的一个最关键的原因。
冠状病毒是“病毒王”吗?称不上
别以为戴着皇冠就是王者了,其实冠状病毒并没有什么特殊的。我们平时的普通感冒也有10%到15%是由温和的冠状病毒引起的。温和的冠状病毒会长期潜伏在我们的呼吸道中,只等我们的免疫力下降时,就出来兴风作浪。但只要我们的免疫力恢复正常,就又会被压制下去。
但是,为什么这次的新型冠状病毒肺炎那么厉害?因为“新”呀!人体对于新的病毒往往是防不胜防的,我们自身免疫系统对抗病毒的办法无外乎两种:一种是阻止它识别并入侵细胞,一种是在细胞内阻止它利用细胞的资源去生产新的病毒颗粒。
除了免疫系统,现代人类手中其实还没有任何一种药物能够置任何一种病毒于死地。抗病毒药物还面临一个困难,就是病毒的变异。细胞中的核酸复制机器本就有一定的错误率,结果就是基因突变,像冠状病毒和艾滋病病毒这样的RNA(核糖核酸)病毒,变异速度尤其高,从而逃避抗体的识别。
比如艾滋病病毒,其实同一个艾滋病患者身上的艾滋病病毒也都会有基因上的显著差异,出现不同的版本。正因为如此,我们的免疫系统很难锁定艾滋病病毒,有些抗艾滋病病毒的药物也会在临床应用中逐渐失效。不过,很多病毒往往会与宿主之间达成一种“和平共处”的平衡态。
人类打败过病毒吗?迄今只消灭了天花
在和多达上百万种不同类型的病毒的对抗中,其实人类是处于弱势的,除了主导预防方面,并没有特别显著的成绩,甚至对有些病毒人类至今都束手无策,比如艾滋病病毒、狂犬病毒等。地球上有一种病毒可能是迄今为止人类唯一消灭掉的病毒,如今只在一些实验室保留有样本,没有人再得这种病,它就是天花病毒。
天花的流行几乎包揽了整个史学,这种烈性的传染病致死率很高,特别在18世纪前后期,这种病毒可谓让人闻风丧胆。这种病并不像狂犬病之类有百分百致死率,有侥幸活下来的人,但会留下终身的麻子。
英国医学家安特·爱德华·詹纳无意中听说奶场的女工基本上都不会得天花,随后他深入了解得知,由于经常和牛接触,几乎很多人都得过牛痘。在后来的研究中他发现,几乎所有得过牛痘的人都没有感染天花。一个大胆的想法在他脑海里出现了,要是让人们先感染牛痘,是不是就不会得天花了?从此,接种牛痘成了人们对抗天花最有效的手段并普及开来。
其实牛痘和天花都属于痘病毒,二者具有一样的抗原性质,所以得了牛痘后也就免疫天花了。詹纳由此被后人称为“免疫学之父”,这是人类最早的疫苗开端。
如今,疫苗已经成为人类控制和预防病毒最有效的手段,通过接种灭杀活性的病毒,使人体从根本上产生抗体免于病毒感染。不过,就像前面所说,像艾滋病病毒这种多变的病毒,目前疫苗的研制仍然没有成功,往往针对的疫苗才出现,艾滋病病毒早就变异,疫苗也就没了作用。不过,变异也并非无限的,艾滋病病毒再怎么变异,也还是艾滋病病毒,它的一些关键环节不能发生改变,一旦这些环节发生改变,病毒就无法再侵染细胞或是无法复制了。如果能够抓住这些关键环节,就有希望找到抗病毒的药物。
对于冠状病毒来说,主蛋白酶就是它的一个关键环节,如果有药物能够抑制主蛋白酶的活性,就有希望抑制冠状病毒的复制。现在,各个团队研制药物都取得了成绩,但抗病毒药物的研究是一个艰难而漫长的过程。更为关键的因素仍旧在于我们每个人自身免疫系统的强健程度,以及我们是否有着良好的卫生习惯和应对突发疫情的正确态度,把病毒阻挡在身体之外。
据《城市文化范》整理
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