电视剧《贝多芬病毒》曾在韩国引起轰动。我一个不怎么看剧的人,当时竟然也醉心其中,想看看这到底是个什么样的“好病毒”。这个电视剧讲的是一群追梦人的故事,并且有个大团圆结局!从这以后,人们似乎在很多词汇后都爱加上“病毒”这个词。
人们希望幸福、爱情、正能量这些东西,也能像病毒一样感染自己,因此产生了“幸福病毒”这种词语。好像在不知不觉中,病毒已经变成了一个正面的形象。但实际上,世间的事物是没有绝对的善恶的。地球上99.9%以上的病毒都与我们人类无关,大部分病毒都生存在人类以外的宿主身上,所以这些病毒并不能感染人类。
一、亦正亦邪
从宿主的角度来看,并无好坏之分。尽管对于世界上病毒的总体而言是很小的一部分,但能够感染人类的病毒还是有很多的。有很多病毒会诱发致命的传染病,让人十分痛苦。这些“坏病毒”种类多样,在我们体内的增殖方式也各有不同,但在人体内生存的病毒也并不都是“坏病毒”。
即使感染了,也不致病的病毒也很多。不仅如此,还有很多“好病毒”,它们会进入人体内,适当地刺激免疫系统,使我们体内产生抗体等免疫物质。所以即使同为一种病毒,在致命的坏病毒入侵我们的身体时,好病毒会赋予我们控制这些病毒的能力,也就是“免疫”。
被用作疫苗使用的毒株1就是“好病毒”的典范。这就是所谓的以恶制恶。我们通过使用疫苗,控制了许多传染病的流行。我们通过接种疫苗,来保护自己或宠物、牲畜的生命,预防疾病带来的痛苦。因为要增加动物性粮食资源的稳定生产和经济利益,不让牲畜感染致命的疾病,所以要给牲畜接种疫苗。
病毒也是地球生态系统中的一部分。病毒还通过传染病流行来调节宿主群体的过快、过度繁殖。病毒还通过保护宿主动物免受其他动物袭击来稳定宿主群体。在细菌中栖息的噬菌体每天都会吃掉存在于地球水系中的巨大细菌,从而调节水系内的细菌个体数量。
寄生在引起食物中毒的沙门氏菌中的噬菌体,是非常吸引人的研究对象。将其作为家畜饲料添加剂的研究也非常多。特别是因为耐药细菌的出现,抗生素被限制使用的情况下,噬菌体有潜在可能,成为代替抗生素的一种新型药物。将噬菌体用于皮肤伤口消毒的产品也正在研发中。因此,并不能是说所有病毒都是坏的。
二、病毒的多样性
如果我们当中,有人的基因碱基序列相差1%左右的话,会发生什么事情呢?生活在地球上的70亿人,没有人会是一模一样的。即使是同一对夫妻生的孩子,也不存在完全相同的克隆人。如果父母膝下的子女都是一模一样的,那么世世代代传承下去,就会产生许多相同的人,社会就会混乱不堪,后果不堪设想。
人类个体间的基因碱基序列的最大差异为0.1%。也就是说有万个基因碱基序列存在差异。从整个人类基因组来看,这种差异是很微小的,但正是因为这些微妙的差异,才能区分人的个性和特性。和人类较为相近的黑猩猩与人类基因遗传从基因碱基序列来看,存在5%到1%不等的差异。
然而1%的差异,就意味着约0万个DNA碱基对的差异,这可能造成与常人完全不同的形状,甚至难以将其归类为人类。对人类来说,1%绝对不是微不足道的差别,因为它可能造成巨大的跨物种领域的后果。那么在病毒世界里又会怎么样呢?
在同一种病毒中,病毒个体之间有多少基因在碱基序列中存在差异呢?病毒是最原始的,基因组基因本来就很小,核酸数量并不多。一般来说,病毒根据物种的不同,可能有数千个到数十万个核酸。平均下来每个物种至少有1万个核酸。
这对于生物学来说是个难以置信的数字。迄今为止,地球上已确认的最大病毒:寄生在变形虫上的潘多拉病毒的DNA数量也不超过万个。病毒基因一旦发生突变或遗传变异,必然会产生巨大的差异,因为基因克隆技术并不像高等动物那么精细。
最极端的例子是,在病毒增殖,复制和蛋白质形成方面起重要作用的病毒基因部位,一旦出现突变等遗传变化,病毒的机能或宿主领域就会出现颇为深远的变化。虽然高等动物经过数百万年的慢慢分化后出现了物种进化,但病毒与高等动物存在明显的不同。
在病毒世界里,我们可以看到的遗传多样性,是在高等动物中无法想象的。即使是相同的病毒种类,根据病毒个体的不同,基因碱基序列存在1%以上的差异也是不计其数的。在东南亚地区流行的,和在韩国流行的同一种病毒之间,病毒基因组碱基序列的差别往往在1%以上。甚至在同一区域内流行的病毒之间,也存在很大的遗传差异。
不同种类的病毒,病毒个体间的遗传差异也非常大,基因碱基序列的差异可达百分之几十甚至是百分之五十以上。所以像冠状病毒这种遗传变异很严重的病毒,病毒个体之间1%左右的基因碱基序列的差异,甚至可以看作是几乎没有变异的同种病毒。
三、巧妙战术
在病毒的世界里,时时刻刻发生的遗传变异是从哪里开始的呢?发生了什么问题呢?尽管如此,病毒坚持不懈的生存法则是什么呢?病毒繁衍一代,仅仅需要一天的时间。根据病毒种类的不同,所需时间可能从数小时到数天不等。
但一般情况下,病毒感染细胞后,在细胞中繁衍后代,只需要一天就足够了。我们人类经历一代平均需要30年,这与病毒是无法比拟的。如果说人类是缓慢爬行的乌龟,那么病毒就像一辆在高速公路上超速行驶的车。当我们更迭一代人的时候,病毒已经更迭数万代了。
快速的遗传变异加上光速的世代交替加速了病毒的进化速度,这为病毒可以寄生于当今地球上所有生命体,并且赋予巨大的遗传多样性提供了基础。巧妙的战术时光荏苒,山河变迁。不只是山河,病毒的世界也是如此。
经过10年的时间,病毒的世界发生着无数的变化。从威胁人类和动物的危险,到变成许多疫苗来被人类使用。病毒不仅仅是宿主本身的免疫屏障,还要与同源的疫苗为宿主制造出的免疫力进行斗争。因此,随着病毒的传播,传染病不断流行,在此过程中,它还不断朝着躲避宿主的免疫系统的方向变化。
温顺的病毒选择了与宿主妥协的方向共生。或许有一天,新的病毒突然出现在人间,在我们还没来得及认知它的时候,就由于宿主的灭绝,使它们突然失去了栖息地,从而消失得无影无踪。在几年前,为了探究病毒为了攻破宿主的免疫屏障,都做出了那些改变,我们使用对鸡致命的鸡新城疫病毒,做了一个有趣的实验。
首先,将被实验的鸡分为两组,给一组鸡先接种疫苗,待产生免疫后再注射鸡新城疫病毒。剩下的一组不接种疫苗,并在同一时间注射了同样致命的病毒。然后观察了这两组鸡体内到底发生了什么变化。没接种疫苗的那组,不到一周就全都病死了。
相反,尽管都被注射了病毒,但另一组接种疫苗的鸡就都健康地活着。疫苗能抵挡致命病毒的力量是令人生畏的。在这里我想强调的不是疫苗对预防疾病所发挥的作用,我们