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病毒,与生命如影随形

反攻埃博拉,主力手段依然是科研,诊断方法、防控手段、新药研制,这些工作在中美欧等国家和地区正迅速实施,让人们充满希望。

这个夏天,全球拉响了埃博拉警戒。这是一种由病毒引起的致命疾病,虽然它的传播途径很有限—无法像感冒病毒那样通过飞沫传播,这种只能通过体液和被污染的针头等工具传播的病毒依然造成近千人不幸死亡。其实,在生命体漫长的进化过程中,病毒始终与生命体如影随形。

病毒,依赖宿主生存

病毒是由一个核酸分子(DNARNA)与蛋白质构成或仅由蛋白质构成的非细胞形态的、靠寄生生活的生命体。病毒个体微小,结构简单,由于没有实现新陈代谢所必需的基本系统,所以病毒自身并不能复制。

但当它接触到宿主细胞时,便脱去其蛋白质外套,它的核酸(基因)侵入宿主细胞内,借助后者的复制系统,按照病毒基因的指令复制新的病毒。病毒能够在宿主体内快速增殖出数目庞大的子毒,并通过变异产生巨大的遗传多样性,对宿主环境具有惊人的适应能力。这就是病毒对宿主巨大的危害之所在。

按照达尔文的进化论,在自然界中不具有进化优势的基因将会被自然淘汰。那么过于简单的病毒是如何生存下来的呢?要知道,病毒在进化过程中看似并不具有优势,比如连基本的自主代谢都不能—对宿主的依赖性太强,不能自主移动;在宿主间传播的难度太大,缺乏有效的保护结构—不能在环境中长时间保持感染力。但由于病毒基因组复制的保真性极低,所以非常容易产生突变,进而获得逃避宿主免疫攻击的强大能力。这就是病毒能够在数亿万年的自然进化历程中被留存下来的根本原因。

病毒要生存,就得一般不会导致宿主个体立即死亡或物种大规模死亡,否则宿主不存在了,病毒就没有了栖身之处。病毒在与宿主共同生活的过程中协同进化—宿主的免疫系统不会杀死病毒,病毒也不会立即或大规模杀死宿主。在这个过程中,病毒往往会获得逃避宿主免疫攻击的能力,也会变得对宿主的伤害越来越小。比如,肝炎病毒往往在感染患者几十年后才会致人死亡,一些疱疹病毒甚至可以伴随人类一生而不会导致明显的症状。

不过,在宿主中“安分守己”的病毒,偶然间可能出现跨物种的感染和传播,比如人类食用野生动物,从而在短期内对新宿主造成巨大的危害。这是因为病毒缺乏和新宿主长期共同进化的漫长适应过程。比如,原本在一些种类的蝙蝠中存在的SARS冠状病毒,对蝙蝠没有任何危害,但却对人类有极大的危害;原本在阿米巴原虫中存在的巨型病毒,不会危害阿米巴原虫的健康,但却可能导致人类出现轻微的肺炎。再比如,艾滋病毒虽然对人类的健康构成全球性的严重灾难,但却与原宿主西非黑猩猩和谐相处;埃博拉病毒让所有人闻风丧胆,然而却跟原宿主果蝠相安无事。

病毒也在参与生命进化

一直以来,人们都把病毒看成是恐怖的恶魔。然而,凡事都有两面性。科学家近来发现,病毒这种让人闻风色变的大自然杀手,有时也会帮助其他生物进化。一些科学家认为,人类的进化就很可能得益于病毒的帮忙。

美国加利福尼亚大学圣克鲁斯分校的研究人员曾在《美国国家科学院院刊》上发表了他们的发现:在进化的过程中,人和其他脊椎动物直接从病毒那里获得了100多种基因。他们从大量的研究中发现,人类自身体内复制DNA的酶系统也可能来自病毒。这显然是病毒输送自己的基因到人体和高级哺乳动物细胞内的结果,并极大地推动了人的细胞和高级生物的细胞的进化。

过去,我们人类总认为病毒最基本的功能是“致病”。但放在今天的科学视野下,这种观点并不全面。实际上,导致疾病的病毒很多只是在爆发感染的极短时间内在人体生存,只有少量的病毒变体能在人体内存在较长时间。这些病毒不仅不引起症状,还能随宿主一道进化。

例如,一些内源性逆转录病毒在进化中与哺乳动物细胞形成了非常亲密的关系,并成为包括人类在内的高级哺乳动物

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