这段时间,我们所有人的生活都被“新型冠状病毒”占据了。每天,电视上、网络中、聊天里,它都是不可忽视的话题。
可是,我们真的了解“病毒”这个令人闻风丧胆的词,究竟是什么吗?
不能出门的日子,正好书单君手边有一本《病毒星球》,作者是美国著名科普作者卡尔·齐默。不翻不知道,一翻吓一跳。
早在人类出现之前,病毒就占领了这颗星球。我们每个人的基因里都有大量的病毒基因,人类完全就是与病毒的“嵌合体”。即使说病毒是人类的远房祖先也不为过。
甚至今天地球上的生命,都可能是在四十亿年前从病毒起源的。地球上生命的基因多样性,很大一部分就蕴藏在病毒之中。
但不可否认,这位“远亲”显然很严厉,很多时候都扮演着冷血杀手的角色。下面,就让我们看看有哪些影响了人类命运的病毒吧。
致命的威胁:死神埃博拉
2013年12月2日,在几内亚境内的某个小村庄,一名两岁的男孩病倒了。他先是发烧,之后开始剧烈呕吐和便血。男孩的家人尽心照顾他,可不幸的是,男孩还是死去了。接着,男孩的母亲、祖母和4岁的姐姐也相继因病死去。
死神并未放下脚步。与男孩有过接触的护士和参加葬礼的人回到家后,把疾病传染给了各自的家人。一传十,十传百,疫情迅速在更广阔的区域传播,直到蔓延到全球。
2014年3月,几内亚最终确定了疫情的罪魁祸首:埃博拉病毒。这种病毒极为致命,70%的感染者最后都会丧生。
翻看历史,人类一直在与病毒做斗争。远的有几千年前就让古埃及人患上感冒的“鼻病毒”,近的有距今大约一百年前才开始感染人类的艾滋病毒,更有大量病毒刚刚开始人和人之间传播,引发一波又一波新的疫情。
但在所有这些新发现的病毒中,没有一种比埃博拉病毒更让人恐惧。1976年,埃博拉病毒首次登上历史舞台,就展示了它恐怖的杀伤力。
疫情最先出现在今天刚果境内的偏远地区。人们开始发烧并呕吐,有的病人身上像口鼻等所有开孔都流血不止,甚至双眼也在出血。一名医生将病人血液样本交给了年轻的病毒学家彼得·皮奥。
皮奥亲抵疫情前线,和他的团队在当地展开流行病学调查,以确定感染者和具体发病时间。
尽管埃博拉病毒极为致命,但它的传播也是比较容易切断的。皮奥和他的同事们关闭了医院,隔离了有症状的人,三个月后疫情得到了控制:共有318人在这场瘟疫中死亡。
最后,皮奥以附近的一条河流“埃博拉“命名了病毒。
之后,埃博拉病毒出现在苏丹,夺走了284人的生命。3年后它在苏丹卷土重来,造成34人死亡。然后它销声匿迹15年,1994年又在加蓬发起了攻击,杀死了52人。
每一次疫情爆发,都让医学家对埃博拉病毒有了更深的了解。研究发现,埃博拉是一种古老的病毒,专家在仓鼠和田鼠的基因组中发现了类似埃博拉病毒的基因,而它们在1600万年前有共同祖先,也就是说,数百万年来,埃博拉病毒一直在各种哺乳动物宿主中传播。
病毒在某些物种中是无害的,而对有些物种则会致命,比如人类。被蝙蝠唾液污染的肉或水果可能携带病毒,人吃了这些被污染的食物就有可能感染。
随着城市化的发展,病毒的扩散也变得越来越迅猛。2013年底新一轮疫情爆发后,由于医疗资源不足,几个月后,医院里再也塞不下更多患者了,病人被拒之门外,或者被送回家等死。病毒还传播到了美国的休斯顿和纽约。
幸运的是,包括美国、中国和古巴在内的一些国家开始向非洲国家派遣医生和物资,专门针对埃博拉的医院也陆续兴建起来。到了2015年,疫情迅速缓解。
但是,埃博拉疫情虽然暂时结束了,却不会消失。据专家预测,总共有2200万人生活在埃博拉风险地带。随着非洲人口增长,危险会变得更大。
威胁人类的病毒远不止这一种。有研究者从大鼠身上发现了18种与人类病原体亲缘关系很近的新病毒;而在孟加拉的一项研究中,人们从一种蝙蝠体内鉴定出55种病毒,其中50个都是前所未见的。而这些也只是沧海一粟。
不过,这并不意味着人类在病毒面前只能束手就擒。经过无数世代医学工作者前赴后继的努力,一些曾对人类造成重大威胁的病毒,如今已被彻底消灭了。
人类的胜利:天花剿灭战
病毒无孔不入。有些原本流传在动物之间的病毒,一旦经过某些途径选择人类作为宿主,就可能引发新的危情。比如屠杀黑猩猩而催生的艾滋病毒,还有通过蝙蝠肆虐中华大地的SASR和新冠状病毒。
尽管有疫苗、抗病毒药物和公共卫生,但人类仍不善于清除病毒。病毒往往像是打地鼠的游戏,按下一头,又在另一头冒出来。
不过,现代医学还真的曾经从自然界中完全消灭了一种人类病毒,它就是导致天花的病毒。
这是人类历史上重大的胜利,在过去的3000年里,天花比地球上任何其他疾病杀死的人都多。
天花最早出现在大约3500年前,许多国家都曾领教过天花的威力:
1400—1800年,仅在欧洲,每百年就有大约5亿人死于天花。
15世纪初西班牙征服者抵达中美洲后的几十年里,超过90%的土著死于天花。
世界上第一种有效预防天花传播的方法出现在公元900年的中国。医生从天花患者的伤口蹭一下,然后摩擦到健康人皮肤的切口里,称为“人痘”接种。接种者手臂上会形成一个小脓包,脱落后,接种者就对天花免疫了。
通常情况下,接种有2%的死亡率。然而,2%的风险也比感染天花之后30%的死亡率强多了。后来,这种方法传到了欧洲,成功提高了疫情中人的存活率。
18世纪末,英国医生爱德华·詹纳发明了一种更安全的天花疫苗。他听说挤牛奶女工从不会得天花,就想到牛会得牛痘,跟天花很像,会不会是牛痘给挤牛奶的人提供了保护呢?
他从女工手上取出脓液,接种到一个男孩的胳膊里,又让男孩接种了天花病毒,结果安然无恙。此后3年,英国有逾10万人进行了牛痘接种,并最终化作一场医学革命。
至此,“疫苗”这个概念得到了广泛传播。
由于牛痘只发生在欧洲,1803年,西班牙国王组织了一支由20个孤儿组成的先锋队,向亚洲和美洲进发。航程中,孩子们轮流接受了免疫,船在港口依次停靠,每到一处,他们就充当了人肉疫苗的角色,下船给当地居民接种。
后来,科学家发现天花是由病毒引起的,更是促进了疫苗工业化生产。20世纪初,一个又一个国家报告了他们最后一例天花。1959年,天花病毒已经从欧洲、苏联和北美洲全面溃退。
科学家开始谋划一个大胆的目标:从地球上彻底消灭天花。
这样的计划需要大量的人力和物力,需要成千上万名医学工作者全力以赴,在全球范围内展开行动,包括许多偏远和危险的地方。
1965年,WHO(世界卫生组织)启动了加强根除天花规划。公共卫生工作者采取的办法是及时发现疫情并迅速“剿灭”,第一时间把受害者隔离起来,迅速接种疫苗。
天花疫情仍不断爆发,但也一次次被顽强的人类击退。直到1977年,埃塞俄比亚记录了世界上最后一例天花。整个世界彻底告别了天花。
其他消灭流行病的运动,也取得了鼓舞人心的进展,很多战役接近胜利,只欠临门一脚:例如脊髓灰质炎(小儿麻痹症)。但塔利班组织觉得疫苗运动是美国的阴谋,开始有计划地暗杀疫苗工作者,使得脊髓灰质炎近些年又在许多国家死灰复燃。
事实证明,有些时候,人祸比病毒给人类造成的威胁更大。
人类与病毒:相杀又相爱
尽管有些病毒严重威胁到人类的生存,但我们却永远不能摆脱病毒。可以说,我们本身就生活在一颗“病毒星球”上。
对于病毒的研究,人类只能说刚刚起步。直到上世纪80年代中叶,人们还普遍认为海水里几乎没有病毒。但后来的研究显示,每升海水中竟含有多达1000亿个病毒颗粒。
在海洋中,病毒的数量是其他所有海洋居民加起来总量的15倍,而它们的总重量则相当于7500万头蓝鲸。如果你把海洋中所有病毒挨个儿排成一排,会延长到4200万光年之外。
不过请放心,这其中只有极少数病毒会感染人类。
海洋病毒的存在,对整个地球都施加了巨大的影响,并且在生命的演化中,扮演了极其重要的角色。
从200升海水中,科学家一般可以找到5000种遗传背景完全不同的病毒,而在1千克海洋沉积物中,病毒的种类可能达到100万种。
造成如此的丰富多样性的原因,在于海洋病毒感染的宿主数量庞大,因此必须演化出新的性状,才能突破宿主的防线。
有些温和的病毒完美地融合在宿主的DNA中,当宿主繁殖时候,也会同时复制病毒的DNA。于是,经过基因组的突变,有些病毒DNA就成为了宿主基因组里永恒的一部分。
一项研究显示,海洋病毒每年都会在不同的宿主之间传递大约一亿亿亿(1×10的24立方)个基因,像是勤劳的小蜜蜂。
世界上之所以有这么多氧气,可能也和基因通过病毒的传递有关。
海洋聚球藻(Synechococcus)是一种在海洋中含量非常丰富的细菌,它们包揽了全球约1/4的光合作用。科学家仔细分析了海洋聚球藻样本中的DNA,从中发现了捕捉光子的蛋白编码基因,而这种蛋白基因正来自病毒。
根据估算,地球上10%的光合作用都是病毒基因开展的。也就是说,我们每呼吸十次,就有一次氧气是病毒赐予的。
由于生命是从海洋中走出来的,基因在物种之间的穿梭,对地球上所有生命的演化都产生了深远的影响。
病毒在距今1亿年前感染了有胎盘类哺乳动物的共同祖先,我们每个人的基因组中携带了近10万个病毒的DNA片段,占到人类DNA总量的8%。
这其中就有乳头瘤病毒(HPV),我们的祖先大约在20万年前就携带着。
2014年的一项研究调查了103个体格健康的人,其中71个人(约69%)检测到了HPV病毒。但病毒对携带者中的绝大多数并未造成伤害。美国大约有3000万女性携带HPV病毒,而这一人群中每年只有1.3万人发展出宫颈癌。
人类基因组里面有大量病毒基因的痕迹,数量成千上万。但别害怕,它们不都是危险分子,甚至正因为有了病毒,我们才可以顺利出生。
病毒能合成出一种名为合胞素(syncytin)的蛋白质,它只出现在人类的胎盘里,这种病毒蛋白对于胚胎从母亲血液中吸收营养是必需的。
一亿年前,哺乳动物的祖先被一种病毒感染,从而获得了最早的合胞素蛋白,同时产生了最早的胎盘。有胎盘的哺乳类动物祖先演化出若干分支,人类就是其中之一。
因此,作者写道:
病毒对我们的生存功不可没。原本就并没有什么“它们”和“我们”之分——生物在本质上只是一堆不断混合、不断闪转腾挪的DNA而已。
病毒杀死人类,又孕育了人类。这是大自然谱写的壮丽史诗,它就发生在我们肉眼看不到的地方,即使最伟大的文学作品也无法比拟。