病毒家族那些事

胡犇 石正丽

病毒，是我们熟悉而又陌生的一类小生命。虽然新冠病毒是个不速之客，而病毒却是人类生活中的常客，一个人的一生中可能会感染上百种病毒。然而除了专门从事病毒学研究的科研人员，几乎没有人真正见识过病毒本尊。那么病毒到底是什么？它和另一种肉眼看不见的生物——细菌相比，又有哪些区别呢？接下来就让我们探访这个既陌生又熟悉的生物——病毒。

病毒只有在遇到合适的宿主细胞时才会表现出生命特征

我们是小小寄生者

我们是身形极其微小的微生物。和细菌家族比起来，我们要迷你得多，通常都以纳米为单位，比细菌小了几个数量级。观察细菌的光学显微镜根本看不到我们，只能用放大倍数达到上万倍的电子显微镜才能窥见我们的容貌。除了小以外，我们的身体构造也非常简单，仅由蛋白质外壳和内部包裹的核酸组成，不像细菌等其它微生物那样具有细胞核、细胞器等细胞结构。更重要的是，我们是严格的细胞内寄生生物。我们想要维持生命，必须依赖被我们所感染的宿主细胞系统，只有在宿主细胞这个“大房子”里，我们才有足够的“食物”生存和繁衍。一旦离开宿主细胞，我们即使可以继续存活一段时间，也无法维持正常的生命活动。相比之下，细菌离开了宿主也可以独立生存。在实验室里，科学家们用含有营养物质的培养基就可以培养细菌，但是如果要培养我们，那就需要用细胞或者实验动物来培养。概括而言，我们是微观世界里的一种奇特的非细胞生物，本质上是含有蛋白质和核酸的生物大分子，而在遇到合适的宿主细胞时我们会苏醒，表现出生命特征并茁壮成长。

我的七大姑八大姨

我们这个大家庭和动植物王国一样，丰富多样，种类纷繁。大体上讲，可以把这个大家族按照感染宿主的类型，分为人类病毒、动物病毒、植物病毒、细菌病毒（噬菌体）等。不同的病毒通常都有与之相对应的宿主。例如，植物病毒只能感染植物而不会感染动物。感染鱼类等低等脊椎动物的病毒一般不会感染哺乳动物等高等脊椎动物。由于人类其实是高等动物中的一种，因此一些病毒既可以感染动物，也可以感染人，比如狂犬病毒。

从更加专业的角度来看，病毒学家又根据不同病毒家族的生物学特性和进化上的亲缘关系，将病毒家族按照目、科、属、种等分类学等级进行了科学、系统的划分。目前已知的病毒超过140个科，每一个病毒科又可以依次被划分为若干个病毒属和病毒种。即使是同一个种里面，还包括有多个不同的病毒。如果说病毒科是由一些特征相似的病毒组成的大家族，那么病毒种就好比是大家族内部亲缘关系更近的成员组成的小家庭。

我们的多样性还表现在形态上。一般來说，我的近亲家属们（同一个科的病毒）往往具有相似的外形。如果不是同一家族，就会长得风格迥异，各式各样。例如冠状病毒呈球形，看上去像一顶王冠;狂犬病毒属于弹状病毒科，形似一颗子弹;埃博拉病毒体态纤细，有如中国古代的“如意”。T4噬菌体造型科幻，形似仿生蜘蛛机器人。

冠状病毒主要通过呼吸道入侵，类似的还有流感病毒

我们是如何在人体内“调皮捣蛋”的

传染病是人类健康面临的主要威胁之一，其中大部分的传染病是我们的“杰作”。在侵犯人体的时候我们往往会采取不同的“进攻方式”。冠状病毒们和流感病毒们主要通过呼吸道入侵;轮状病毒、诺如病毒则是通过消化道侵入的病原体，也就是俗称的“病从口入”;而乙脑、登革病毒等虫媒病毒在蚊虫叮咬的时候会潜入人类身体里;被狗咬伤、抓伤后的破损皮肤粘膜则是狂犬病毒“进攻”人体的必经之路。

病毒入侵宿主的途径和病毒的传播方式密切相关。一般来说，经呼吸道传播的病毒传播能力更强，打喷嚏甚至是讲话排出的空气飞沫中就可能含有病毒。不同的病毒在侵入人体之后会感染不同的组织器官，导致不一样的疾病。新冠病毒以呼吸系统为主要的靶器官，造成咳嗽、肺炎等呼吸道疾病，严重的会出现呼吸困难。有的病毒主要感染胃肠道、肝脏等消化器官，引起拉肚子、肝炎等消化系统疾病。狂犬病毒侵噬的是神经系统，而狡猾的艾滋病毒攻击的则是人的免疫系统，造成病人免疫功能缺陷。烈性病毒比如埃博拉病毒，人感染后会出现严重的出血热，是最可怕的病毒病。我们在认识一种病毒时会将致病性作为它的重要属性。很多常见病毒都是低致病性的病毒，比如普通的感冒病毒，感冒后几天就能自然痊愈，但高致病性的病毒却可能要人的命。

我们的克星，抗病卫士——疫苗

如果一个人患的是病毒感染引起的疾病，吃抗生素（也就是常说的消炎药）是不管用的。抗生素治疗的是细菌，面对病毒它束手无策。治疗病毒病，需要专门的抗病毒药物。每一种抗病毒药物都有它特定的靶点，针对病毒在入侵细胞、复制等各个感染环节进行定向击破，进而阻断病毒在人体内的增殖。

另一种能帮助抵抗病毒的卫士是疫苗。相比感染病毒之后服药这种被动还击的方式，疫苗则是一种主动防御的策略，是预防病毒成功的手段之一。疫苗本质上是含有病毒某些成分的一种生物制品。相比真正的活病毒，灭活疫苗丧失了毒力，减毒疫苗削弱了毒力。当疫苗进入机体之后，带有的病毒抗原成分可以激发免疫系统产生特定的针对病毒的抗体。当真正遇到病毒来犯的时候，抗体就会快速迎战，保护人类免受病毒感染导致的疾病。

狂犬病毒内部结构图

现代疫苗已走过了百余年的发展历程，人类成功研制了抵御几十种病毒和细菌性传染病的疫苗。第一个灭绝的人类传染病——天花病毒之所以能被彻底消灭，疫苗功不可没。狂犬病毒的致死率达到100%，但只要及时接种疫苗，就可以把人从死神那里夺回来。中国从20世纪70年代起就制定了全民性的特别是针对少年儿童的免疫接种计划，接种疫苗的范畴也在不断更新扩大，脊髓灰质炎、麻疹、乙肝、腮腺炎等病毒的疫苗都得到了广泛接种，大大减少了国民感染病毒患病的风险。疫苗为防治疾病、保护人民健康做出了巨大的贡献。

拒绝消费野生动物消灭病毒源头

全球每一两年都会有至少一种新发、突发病毒性传染病暴发。并且这些新发传染病中病毒“大多数”的来源都与动物有关。

野生动物消费是多起新发病毒暴发的直接原因。在捕猎、驯养、交易和食用携带病毒动物的过程中，病毒实现了从动物宿主到人类的跨种传播。以SARS为例，SARS的源头在蝙蝠，但如果没有滥食野生动物的消费行为，“蝙蝠-果子狸-人”的传播链就不会形成。野生动物虽然携带病毒，但并不是疾病的元凶，爱吃野味的人和由此催生的野味交易才是真正的罪魁祸首。另一方面，野生动物生存环境遭受破坏也是新发病毒出现的原因之一。人类活动范围加速扩张，不断地渗透到野生动物栖息地里，人和动物之间原有的生态屏障被破坏，人类暴露于病毒野生动物宿主的风险升高，让病毒家族搭乘上了向人类传播的便车。此外，现代社会经济发展造成了生态环境的改变，也可能激发了鼠类、蚊虫等病媒动物的繁殖和活动能力，成为病毒传染病的催化剂。

由不同動物传播的新发病毒

相比疫情发生后的被动迎战，根本的疾病预防策略是从病毒的源头做起，把火苗扑灭在起点。具体来说就是减少和病源动物的接触，杜绝野生动物消费，尽量避免对野生动物栖息环境的侵扰和破坏。另外，在病毒露出锋芒之前，人类可以针对蝙蝠、野鸟、蚊虫等重要的病毒宿主动物和传播媒介，主动地进行病毒监测，发现、搜寻可能会引发人类疾病的病毒。在病毒找到人类之前先找到它们，从源头进行疾病防控。

人类和病毒的抗争从古到今一直存在。病毒在这个星球上存在的时间要比人类久远得多，它是大自然生物圈里一块重要的组成部分。人类未来还会不可避免地和各种病毒狭路相逢，和病毒的博弈会一直持续下去。病毒时常令人生畏，但我们也大可不必把它视为妖魔鬼怪。因为病毒是自然的产物，而科学可以教会我们如何与自然相处。科学技术也将为我们的健康保驾护航。

（责任编辑 / 陈天昊  美术编辑 / 李子夜）