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未来我们能战胜病毒吗?新的致命性病毒会不会出现?
发布时间:2021-09-10        

  《看不见的敌人:病毒的自然史》,多萝西·克劳福德著,章菁菁译,译林出版社2021年8月出版

  在前面的章节中,我们已经大体认识了威胁我们健康的三种病毒。从进化的角度来说,它们分别是古老病毒、年轻病毒和新生病毒。在最后一个章节,我们将评估每一种病毒对我们未来的生存所构成的威胁。

  古老的病毒,如疱疹家族,从人类文明伊始就寄居于我们的进化祖先,并在大约8000万年前哺乳动物进化时被传了下来。在当时它们可能是攻击力很强的洪水猛兽,但随着时间的推移,它们与我们共同进化,达到了相互包容的状态。现在几乎所有人都在不知不觉间感染了这类病毒。

  病毒一旦到来,就会与宿主终生同居。在健康的宿主当中,感染通常不会有危及生命的危险,但这并不是说它总是完全无害。一些病毒(如单纯疱疹病毒)会偶尔再激活,带来令人不舒服的症状,而其他病毒(如EB病毒)则会引发肿瘤。而且,无论是得到了HIV感染的助力还是凭借免疫抑制药物的作用,古老的病毒倘若摆脱了免疫系统的严格防控,就会变成致命杀手。

  古老的病毒对人类不构成严重的威胁,那么,它们有什么用处吗?这种无声无息的持续性感染,让人联想起汉坦病毒和拉沙热病毒。它们可能会对人类造成致命的感染,但在其主要宿主(汉坦病毒的主要宿主为鹿鼠,拉沙热病毒则为非洲褐鼠)中,它们持续存在且不会引起任何症状。

  弗兰克·瑞恩在他的畅销书《未知病毒》中将这种情形称为“互利共生”。他并不认同持续性病毒仅仅是寄生虫这一说法,相反,他指出,持续性病毒在保护其主要宿主方面发挥着作用。他认为,如果持续性病毒的存在对机体无任何益处,那么哺乳动物复杂的免疫系统应该早就将这些病毒消灭了。因此,哺乳动物的免疫力一定是进化出了能够控制这些古老病毒的能力,而非消灭它们,在某种程度上,这些病毒被机体用于自我保护。

  作为类比,瑞恩描述了非洲热带雨林周围的稀树草原中的一种蚂蚁,它们将巢筑在相思树上。相思树的花蜜是蚂蚁的食物来源,而且这种树有长长的尖刺,可以保护蚂蚁免受捕食者的侵害。作为回报,当像长颈鹿这样的食草性动物走近,想要吃这棵树时,蚂蚁们就蜂拥而至,啃咬它柔软的口唇,使得这些动物不得不转去另一棵树觅食。

  虽然这种行为会让成千上万只蚂蚁丧命,但从长远来看可以保护它们的物种。在微生物的世界里,蚁群代表着一种安全地长期驻扎于宿主(树)的病毒。病毒通过感染那些威胁宿主生存的物种并使其患病,起到保护宿主的作用。

  很难知道这种关系是如何演变而来的,因为在控制病毒的战斗中,宿主的免疫系统通常处于一种应对状态。也就是说,因为病毒变化迅速,我们无法预测,所以我们别无选择,只有应对。事实上,我们之所以拥有复杂的免疫系统,完全是因为这种适应的过程在进化中反复出现。在这场猫鼠游戏中,已由不得宿主擅自做主,对病毒不做应对。更有可能的是,病毒已经进化出逃避宿主的免疫控制的方法。然而,话虽如此,在动物界中肯定存在符合互利共生模式的例子。

  汉坦病毒和拉沙热病毒似乎通过感染越过安全距离的人类来保护它们的动物宿主,从而阻止人类入侵自己的领地。就人类而言,还找不到我们的持续性病毒通过感染其他物种来保护我们的很具说服力的例子。但这也许是人类太过成功,以致任何对人类病毒易感的动物物种都已灭绝的缘故。我们的持续性病毒将成为我们抵御外星人入侵的最佳防卫也说不定呢!无论它们持续存在的原因是什么,这类病毒对人类的长久生存不太可能造成威胁,甚至可能有益。

  “年轻”病毒可引起流行和大流行。当我们的祖先在约1万年前定居于以农业为基础的固定社区时,周期性感染模式就开始了。病毒利用人类与农场动物之间的密切接触,跨越物种,感染新的种群。牛的驯化可能为牛瘟病毒感染人类提供了机会,引起了现在我们所熟知的可能源自牛痘病毒的麻疹和天花。为了生存,这些病毒需要保持数量在7000左右的易感人群“供应”,相当于一个拥有50万居民的城镇。所以,一旦城市生活成为常态,它们的成功就有了保障。

  像麻疹这样的急性感染在过去的一万年里逐渐变得温和,不过,直到最近,它们仍会造成大量死亡。持续的共同进化可能会使这些病毒的威胁降低,幸运的是,我们不必等待那么久。1796年,詹纳发明了接种疫苗,使得人类在与病毒的战役中占据了有利地位。从那时起,我们已经成功地利用疫苗控制了许多病毒,而现在,利用新的独创性技术,我们甚至可以向最顽固的病毒发起进攻。因此,流行性病毒感染带来的威胁应该会继续减弱,但新的危险可能也在逼近。

  最近集约化农业在动物身上所引起的问题,与我们的祖先在新的农耕社区的遭遇如出一辙。一笼养殖鲑鱼很容易成为鱼类病毒的猎物,就像一个拥挤的城镇对于人类病毒来说一样。事实更严峻,因为养殖鱼类往往是近亲繁殖,缺乏遗传变异;一笼鸡、一畦玉米或一圈猪也是如此。如果其中有一个是易感的,那么很有可能全员易感,病毒会大举入侵,杀灭无数。

  荷兰有超过1400万头猪以每平方千米9000头的密度挤在巨大的猪舍里。这种做法是在自讨苦吃。发生于1997年的最近一次猪瘟流行杀死了超过600万头猪;事实上,死去的大多是健康的猪——养猪户为了防止感染扩散将其杀死。这个灾难性事件,让荷兰政府支出了4亿英镑的赔偿金。另一种由空气传播的病毒所引起的猪口蹄疫的暴发,可能会带来更大灾难,本港台现场开奖直播494949。它可以一举消灭欧洲大部分的养猪场。

  所幸,2001年在英国暴发的口蹄疫虽然对牛羊养殖户带来毁灭性打击,但因为它是由一种新的病毒株引起的,所以未对猪产生有效感染。

  还有更糟的情况:这些过度拥挤的农场,是各种流感病毒进行基因混合的温床。有能力引起人类大流行的新毒株随时有可能出现。荷兰政府正试图通过限制每个农场的猪的数量、限制农场之间的动物流动,来避免灾难的发生。这或许会有帮助,而养猪场同样密集的邻国比利时和德国,却并没有采取这样的限制措施,威胁将持续存在。

  新出现的病毒是我们目前的主要对手。它们无法预测,越来越频繁地从世界的偏远角落随机地冒出头来。因为我们对它们一无所知,它们引起的疾病是严重的,且往往是致命的。

  这些病毒并不全是新病毒。大多数病毒,如HIV,跨越物种屏障,从它们的自然宿主传给了人类。其他病毒,如流感病毒,则定期变异,以智战胜我们的免疫防御系统。那么,这些病毒对人类的命运可能会产生什么样的影响呢?

  凡是我们居住的地方,我们都会扰乱其自然生态系统,并对周围的植物、动物和微生物带来长期的连锁反应。病毒会迅速利用这种不平衡,结果往往是引发新的人类疾病。

  这种影响在热带地区比温带地区更明显,因为热带地区动植物物种丰富的多样性支持更多种类的微生物的生存。所以,大多数“新”传染病起源于热带地区,猴痘是其中最新的一种,其起源有些凶险。

  天花已从自然界中绝迹,麻疹和脊髓灰质炎也正走向灭绝。仅这些成功每年就可拯救700万~800万人的性命。

  没了这些杀手,世界将变得更糟,这样一种观点似乎有悖常理,但一些科学家的确是这么说的。他们的逻辑是,其他的一些可能更可怕的微生物将会填补灭绝的病毒在生态系统中所留下的空白。所谓“明枪易躲,暗箭难防”,毕竟我们对这些杀手已经有了抵抗力。如今,这一担忧或许在天花上得到证实。

  已知的首例人类猴痘病例1970年发生在中非的刚果民主共和国,在随后的十年中仅报告了55例。该病毒虽然名为“猴痘”,但并不是由猴子,而是由西非热带雨林中的松鼠携带的,一旦有人被这一主要宿主传染,人与人之间的传播就开始了。它的症状与天花相似,也表现为脓疱疹,并且同样造成高死亡率。因为接种天花疫苗可以预防猴痘,所以在20世纪70年代根除天花运动期间及其后,接种疫苗的人群没有风险。只出现了零星几个病例,并没有引起人们的重视。然而,在天花疫苗接种已不再成为常规措施之后,情况发生了巨大改变。

  1966年,刚果暴发了猴痘疫情,疑似病例达511例。其中42%的病例是通过接触传播,由患者传染给家庭成员,这个比例高得可怕。它具备新发烈性传染病的所有特征,会在对天花的免疫力逐渐减弱的人群中迅速传播。虽然有一些疑似病例后来被诊断为水痘,但世界卫生组织目前正在进行实地研究,以监测该疾病的传播情况,这一疾病很可能起始于天花灭绝之处。考虑到这一点,也许我们在消灭任何病毒(最致命的外来病毒除外)之前都应该三思。

  眼下,我们与自然环境的关系严重失衡。这也是最近“新”病毒感染增加的直接原因。只有我们恢复平衡,重新与周遭环境和谐相处,情况才会好转。

  一万年前,生活方式的改变带来了新的病毒感染,此后我们一直在努力控制它们。我们的免疫系统学会了如何应对这些感染,而感染也随之变得温和了。但这是一个缓慢的过程,在适应期间,我们失去了数以百万计的生命——主要是年轻人。康复的人获得了终身免疫,因此病毒需要不断地寻找新的易感(年轻)人群,来维持它们的感染周期。而我们适应这种人口损失的方式就是不断增加族群的规模,确保部分后代能够存活下来。

  在过去的一个世纪里,公共卫生措施、现代医学以及疫苗的产生避免了大规模死亡,现在,我们的人口大爆炸再次将平衡打破。世界人口已经达到了60亿,而且这个数字还会不断攀升。于是我们不得不开拓新的领地,从澳大利亚的内陆到南美洲的潘帕斯草原,再到非洲的热带雨林。在这些地方,我们又遇到了新的病毒和可怕的新疾病。

  因此,控制人口是打破这一循环的关键。与此同时,继续消灭致命性病毒和开发新的抗病毒药物应该可以确保人类继续生存下去——当然,除非是无意或有意释放致命病毒。

  要想彻底消灭人类,必须出现一种全新的病毒,这种病毒像天花一样具有顽强的生命力和高度传染性,通过气溶胶传播,并能引起致命的疾病。如果英国广播公司(BBC)最近的一部纪录片可信的话,在世界上的某个地方,正在制造这样一种“新”病毒。该病毒是埃博拉病毒和天花病毒最致命部分的混合体——恰切地被命名为“世界末日病毒”。具有这些特征的病毒是有机会的。既然地球村的概念已成为现实,哪怕是潜伏期只有几天的病毒,也可以借由一名看起来很健康的携带者搭上飞机,在暴露自己之前抵达世界上的任何一个国家。但人类可能还握有一张王牌——遗传多样性。

  我们的基因极为混杂和多样,以至于我们对感染的应对方法也同样多种多样。在任何疫情中,总是一部分人被感染,而另一部分未被感染或者只是轻微患病。因此,总有一部分人,无论其比例多小,会在最致命病毒的攻击中存活下来。

  病毒非常成功地利用我们促进自身的生存,但我们能否反其道而行之?科学家们已经开辟出利用病毒的巧妙方法。举一个简单的例子吧,最近发现了一种自然感染玉米穗蛾的病毒,玉米穗蛾这种蠕虫是美国玉米田里一种特别麻烦的害虫,而它的近亲豆野螟和棉铃虫则在亚洲和非洲的农田里为非作歹。因为病毒的目标和破坏对象是生殖腺,所以受感染的蠕虫在蜕变后会成为不育的飞蛾。现在正在进行研究,看看能否利用这种相当猛烈的“避孕器”来控制害虫。

  病毒作为一种擅自闯入细胞的小且相对简单的遗传物质,教给了我们很多关于基因治疗的概念。理论上,一个异常基因或缺失基因会被一个功能正常的基因取代。一旦克隆出一种疾病相关性基因,就可以轻易地在实验室中拷贝出正常的基因。但是,要将这些正常基因送至体内正确的细胞中,就困难多了,这也正是病毒可以提供帮助的地方。毕竟,只要能使其无害,为何不使用世代都具有穿透细胞经验的现成寄生虫呢?因此,世界各地实验室的科学家们都在寻找一种能够将设计基因带入细胞的理想病毒载体。

  例如,在血友病(一种由于编码凝血因子VIII或凝血因子IX的基因缺失而导致原本完全健康的人出现异常出血的疾病)中,基因治疗的益处是巨大的。目前,患者需要定期输注缺失的凝血因子(由捐献者的血液制备而成),以恢复正常凝血。这种治疗方式必须定期重复,并且有感染血源性病毒的风险。如果用正常基因替换缺失基因,从而生成并永久性恢复凝血因子,那就更令人满意了。使用改良的腺病毒载体已经在患有血友病的狗身上获得了成功。但是这种策略还处于试验阶段,仍有几个问题需要解决——尤其是免疫反应将病毒载体识别为外来物,并试图消灭它。

  除了替换有缺陷的基因外,基因治疗还被用于治疗像癌症这样的致命疾病,可谓“灵丹妙药”。虽然这些策略中的大多数仍处于实验室测试阶段,但是有一种“灵丹妙药”已在临床上用于治疗脑肿瘤。其使用的一种改良的单纯疱疹病毒并不是用来携带外来基因进入细胞,它只需在肿瘤细胞内生长,就可直接将肿瘤细胞杀死。诀窍在于,改造的病毒只在那些积极地进行自我复制和分裂的细胞中生长。正常的脑细胞不会进行分裂,但肿瘤细胞会分裂。

  因此,当把病毒注入肿瘤中时,病毒会在肿瘤细胞中生长并将其杀死。它一直蔓延至肿瘤边缘,在此与正常脑细胞相遇;然后它必须停下,不触碰正常的脑组织。这个方法最大的好处是,大脑免受对机体其他部位起作用的免疫机制的影响,因此,治疗性病毒在完成任务之前可以安全地存活。

  传统上,病毒是只会带来疾病和痛苦的坏家伙,而现在它们正被训练成有用的东西。那么,在21世纪,我们或许可以期待我们对病毒的看法发生改变。