这次武汉发现的新型冠状病毒属于冠状病毒的一种,和2002年爆发于广东的SARS属于同一种类型,目前观察均来自于野生动物。令我们反思的是,为何这些病毒为何都来自于野生动物,来自于野外,而非人体自身变异或者是化学污染呢?
SARS和武汉新型冠状病毒,以前从来都没有被发现,更没有在人体当中被发现,因此可以排除人体是其源体。动物体内是冠状病毒库,许多动物体内都能够找到类似于SARS这样的冠状病毒,我们现在所发现的许多传染性疾病源都来自动物,而且一系列新的传染病也不断出现。
人类所生存的环境,和我们人体实际上是一种生态平衡关系,任何疾病的流行与发展都或多或少与环境有关系,SARS和新型冠状病毒也不例外,虽然目前对SARS的研究没有定论,没有准确的因果关系,最初的宿主是果子狸还是蝙蝠,现在依然没有定论,但是来自野生动物是确信无疑的。
病毒与野生动物的关系
野生动物长期生活在十分复杂和恶劣的野生环境当中,在长期的适应的过程中,逐渐产生了较强的抗病能力。而我们人类长期生活在优渥的环境当中,其抗病能力是无法与野生动物相比的。
这些病毒往往潜伏在野生动物体内,特别是啮齿类动物,或者灵长类动物身上,它们和这些野生动物是一种共生关系,突然在人体内爆发,并且杀死宿主,这是不符合病毒传播意图。任何一种病毒,它最终的目的,是为了潜伏在宿主体内,繁衍更多的下一代,而不是杀死它。
病毒和细菌不同,它没有任何生物所固有的新陈代谢,它更像是一小团遗传物质,这团物质被包裹在蛋白质壳子内。如果碰到合适的机会,它就会寄生在特定的细胞内,这些病毒的外壳就会被降解掉,而遗传物质会篡改细胞的生产指令,让细胞制造病毒所需的蛋白质外壳,以制造出更多病毒遗传物质出来。这些遗传物质会破坏掉寄生的细胞,倾巢而出去感染更多的细胞。
为了达到繁衍的目的,有时候病毒会把自己的基因和被寄生细胞的基因结合起来,在宿主的DNA片段上,加上自己的DNA。大部分时候,宿主细胞在释放病毒时,会被破坏掉而死去,不过总有例外。
有时候,病毒基因在和宿主细胞基因结合时会出错,无法生产出病毒来,这样细胞也就不会死亡,而是带着病毒的基因一起活下去。当细胞分裂时,病毒的DNA也会随之复制。这样,下一代的细胞中,也就同样带上了病毒的DNA。
在20世纪60年代,人们通过鸡的遗传物质,发现禽白血病病毒的DNA,说明鸡的祖先曾经被禽白血病病毒感染,或许只有一只鸡活了下来,而且还成功制服的这个病毒,并且将这个病毒的DNA和自己的DNA成功结合在一起,并且传递给了下一代。从此禽白血病病毒的DNA,也就成了鸡身体DNA的一部分,在大部分时间都是无害的。
也就是说这些DNA本来是一群搞破坏的间谍,但是进入宿主体内后,被宿主给改造了,安静地生活了下来。其实我们人体当中10万多种病毒基因,占到人类基因总量的8%。
这些潜伏在野生动物体内的DNA,本来和他们的宿主相安无事,但是进入人体之后,所生存的环境突然发生改变,造成了以疾病的形态向外扩散。即使SARS病毒与野生动物无关,也无法排除存在着未知病毒的可能。
生态环境对病毒扩散的作用
近些年,由于人类过分地向大自然索取,尤其是大肆砍伐原始森林,过度采矿等,加剧人类掠夺野生动物生态资源的问题。随着大自然生态平衡遭到破坏,一些细菌和病毒在外界的环境下,不得不通过基因突变适应环境,以使自己能够生存下来。在各方向突变的过程中,原本不致命的病毒,也有可能演变成毒性的基因,或者以前共生的病毒,毒性变得更强。
研究表明,SARS病毒在气温较低的环境当中存活时间比较长,气温升高之后就会死亡。2002年11月份在广东流行,之后2003年2月中旬出现高峰,在北方的北京、太原等地大规模流行。北京首例输入性SARS病例发生在3月份,也是气温开始转暖之后,比广州晚了3个月,是否存在气候相关,也未曾可知。
地球现在正处在近万年来的第3次暖期,未来100多年,地球还将逐渐变暖。气候变暖、变湿可能使鼠疫源地的范围发生变化和扩大。据谭见安《环境演变对健康的影响》介绍,地球气温每上升2°,受疟疾影响的人口比例可能由现在的45%增至60%,每年将新增病例5000~8000万。
同时高密度城市的出现,也为病毒的传播提供了途径,SARS还有现在的新型冠状病毒,主要流行于密度较大的大、中型城市。随着城市当中的人口密度加大,高流动性会加强疾病的传播。
而且随着人口密集度加大,这些病毒发生基因变异的可能性也在增大,因为和其他病毒基因混合在一起,会产生新的病毒。比如2009年爆发的甲型H1N1流感,病毒的基因组中就混合了人流感、猪流感和禽流感的基因。
也是因为这个原因,我们无法造出通用的流感疫苗,也难以阻止一次次病毒袭击。不过疫苗能够帮助我们对抗一些常见的流感类型,而且良好的卫生习惯也能够帮助我们对抗病毒。
病毒都是坏事吗
虽然病毒在我们的基因组里泛滥,而且生活的环境当中,也不可避免遭遇到它们,不过不是所有的病毒,都是有害的。就拿基因变异来说,大约在一亿年前,哺乳动物的祖先就被一种病毒感染,这种病毒DNA会生产一种特定的蛋白质,这种蛋白质会帮助形成胎盘,所以如果没有这种病毒,就不会有胎生动物的诞生。
病毒感染的目标是细胞,而且往往是特定的细胞,既然病毒感染细胞能够让细胞死亡,那么它是否能够消灭细菌呢?毕竟细菌都是单细胞生物。
的确有一种细菌,它叫噬菌体,它寄生的对象是细菌,事实上噬菌体是分布最广泛的病毒,到处都能够找得到。它的外形就像一枚火箭,身体细长,有一个大脑袋,脑袋里装着遗传物质,有几只大脚。到达细胞之后,它会用触角抓住细菌,像注射器一样,把遗传物质注射到细菌内部,大量复制之后,破壳而出,杀死细菌。
既然噬菌体能够杀死细菌,那么有没有可能用来治疗疾病呢?在第一次世界大战时期,就有人利用噬菌体来治疗痢疾,后来还利用噬菌体治疗了肺鼠疫患者。但是随着青霉素这种抗生素的发明与推广,利用噬菌体治疗疾病的做法越来越少见了。而且噬菌体所使用的范围很窄,往往只能针对特定的细菌,而抗生素就没有类似的问题。
但是近些年来随着抗生素越来越多的使用,拥有抗药性的细菌也越来越多,比如金黄色葡萄球菌能够对抗所有的抗生素产品,烧伤病人身上的绿脓杆菌也出现了抵抗抗生素的情况。当抗生素在细菌身上失去作用的时候,噬菌体也就有了用武之地。
病毒维护着生态平衡
虽然病毒比我人类,甚至大部分生物时间都要长,但是直到100多年前,我们才认识到病毒的存在,我们之前对病毒的了解可以说知之甚少,其中主要的原因是,病毒太小了,很难被观察到。
我们实验室里的光学显微镜,只能看到病菌,是看不到病毒的。如果想要看到病毒,必须借助电子显微镜。不仅仅是我们生活的空间里有病毒,从干旱的沙漠,到浩瀚的大海,病毒无处不在。在我们地球上,病毒最多的地方是在海洋当中,可能有10^31个病毒颗粒,1公斤的海洋沉积物当中,可能存在100万种截然不同的病毒,而我们地球上已知的动物也不到150万种。
虽然病毒这么多,但是能够感染人体的海洋生物并不多,绝大多数海洋病毒的宿主,都是病菌或者其他单细胞生物,比如海洋当中众多的藻类。这些藻类不仅和病毒做斗争,还是地球大气的平衡者。
海洋当中的藻类能够产生光合作用的细菌,给地球提供一半的氧气,包括其他代谢物,还参与了云的形成。同时这些微小的单细胞生物还会影响到大气当中二氧化碳的含量,继而影响地球的温度,和海底矿物的形成。
所以我们无法摆脱病毒,只能和它们共生,无论地球整体环境的变化,还是部分活动范围的变化,都会打破我们这种共生的平衡。一方面病毒给我们带来了疾病和死亡,同时它也给我们带来新的生命。